自從迅猛發(fā)展的計算機技術及微電子技術滲透到測控和儀器儀表技術領域,便使該領域的面貌不斷更新。相繼出現(xiàn)的智能儀器、總線儀器和虛擬儀器等微機化儀器,都無一例外地利用計算機的軟件和硬件優(yōu)勢,從而既增加了測量功能,又提高了技術性能。
由于信號被采集變換成數(shù)字形式后,更多的分析和處理工作都由計算機來完成,故很自然使人們不再去關注儀器與計算機之間的界限。近年來,新型微處理器的速度不斷提高,采用流水線、risc結構和cache等先進技術,又極大提高了計算機的數(shù)值處理能力和速度。
在數(shù)據采集方面,數(shù)據采集卡、儀器放大器、數(shù)字信號處理芯片等技術的不斷升級和更新,也有效地加快了數(shù)據采集的速率和效率。與計算機技術緊密結合,已是當今儀器與測控技術發(fā)展的主潮流。對微機化儀器作一具體分析后,不難見,配以相應軟件和硬件的計算機將能夠完成許多儀器、儀表的功能,實質上相當于一臺多功能的通用測量儀器。
這樣的現(xiàn)代儀器設備的功能已不再由按鈕和開關的數(shù)量來限定,而是取決于其中存儲器內裝有軟件的多少。從這個意義上可認為,計算機與現(xiàn)代儀器設備日漸趨同,兩者間已表現(xiàn)出全局意義上的相通性。據此,有人提出了“計算機就是儀器”/軟件就是儀器”的概念。
總線式儀器、虛擬儀器等微機化儀器技術的應用,使組建集中和分布式測控系統(tǒng)變得更為容易。但集中測控越來越滿足不了復雜、遠程(異地)和范圍較大的測控任務的需求。
對此,組建網絡化的測控系統(tǒng)就顯得非常必要,而計算機軟、硬件技術的不斷升級與進步、給組建測控網絡提供了越來越優(yōu)異的技術條件。 unix、windowsnt、windows2000、netware等網絡化計算機操作系統(tǒng),為組建網絡化測試系統(tǒng)帶來了方便。
標準的計算機網絡協(xié)議,如osi的開放系統(tǒng)互連參考模型rm、internet上使用的tcp/ip協(xié)議,在開放性、穩(wěn)定性、可靠性方面均有很大優(yōu)勢,采用它們很容易實現(xiàn)測控網絡的體系結構。在開發(fā)軟件方面,比如ni公司的labview和labwindows/cvi,hp公司的vee,微軟公司的的vb、vc等,都有開發(fā)網絡應用項目的工具包。
軟件是虛擬儀器開發(fā)的關鍵,如labview和labwindows/cvi的功能都十分強大,不僅使虛擬儀器的開發(fā)變得簡單方便,而且為把虛擬儀器做到網絡上,提供了可靠,便利的技術支持。labwindows/cvi中封裝了tcp類庫,可以開發(fā)基于tcp/ip的網絡應用。
labview的tcp/ip和udp網絡vi能夠與遠程應用程序建立通信,其具有的internet工具箱還為應用系統(tǒng)增加了e-mail、ftp和web能力;利用遠程自動化vi,還可對控制其他設備的分散的vi進行控制。labview5.1中還特別增加有網絡功能,提高了開發(fā)網絡應用程序的能力。
將計算機、高檔外設和通信線路等硬件資源以及大型數(shù)據庫、程序、數(shù)據、文件等軟件資源納入網絡,可實現(xiàn)資源的共享。其次,通過組建網絡化測控系統(tǒng)增加系統(tǒng)冗余度的方法能提高系統(tǒng)的可靠性,便于系統(tǒng)的擴展和變動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現(xiàn)代儀器的網絡。計算機已成為現(xiàn)代測控系統(tǒng)的中堅。