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虚拟电子测量仪器集成系统网络化技术研究

作　者: 李维博
导　师: 张秉仁
学　校: 吉林大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 网络化虚拟仪器 VEMIS C/S B/S混合模式数据库 LabVIEW
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着计算机技术、仪器仪表技术及测控技术的深层次发展及完美融合，虚拟仪器技术应运而生。虚拟电子测量仪器集成系统（Virtual Electronic MeasuringInstrument Integration System，简写为VEMIS）是吉林大学虚拟仪器研究室瞄准仪器的发展方向，利用虚拟仪器技术自主研发的一套主要面向实验教学领域的测控系统。该系统集成了信号发生、数据采集和分析处理功能于一体，还可以应用在工业测控等领域。近十年来，以Internet为代表的计算机网络技术，不仅为人们的工作和生活引入了高效的智能互联网产品，也为测量和仪器技术的发展提供了新的空间。仪器的概念从“计算机就是仪器”和“软件即仪器”发展为“网络就是仪器”。在虚拟仪器领域引入网络技术将是仪器发展的必然方向。传统虚拟仪器将信号的采集、分析处理和显示都集中在一台计算机上，网络化虚拟仪器突破了这一限制，可以将不同计算机上的虚拟仪器、外围测控设备、被测试点以及数据库联入网络，实现资源的共享。它既具有传统虚拟仪器的功能，可以对被测物理量进行测量、采集、分析处理和显示；又具有网络应用特征，可实现经授权的用户在任何时间和地点对测试现场仪器进行远程实时监控、参数设置和获取测试数据等操作。本课题顺应虚拟仪器的这一发展趋势，在现有资源——吉林大学研发的VEMIS系统基础上，利用网络技术、数据库技术设计并开发其网络化功能，使其成为网络化虚拟仪器系统，实现用户远程控制仪器进行测量的功能和达到软硬件资源共享的目的，为组建网络化虚拟电子测量实验室打下基础。本文首先简单介绍了VEMIS系统和计算机网络技术，结合网络化虚拟仪器的硬件和软件结构分析了VEMIS系统网络化功能的软硬件组成，并分析与比较了网络化虚拟仪器的三种组建模式——C/S(Client/Server)、B/S(Browser/Server)以及C/S、B/S混合模式；然后在现有资源基础上，基于C/S、B/S混合模式和数据库技术，提出了由用户客户端、互联网、服务器、设备客户端、测试仪器组成的系统体系结构，并对实现虚拟仪器网络化功能的开发平台LabVIEW、MyEclipse、MySQL和关键技术DataSocket、Remote Panels、MVC进行了详细的分析与研究。最后，结合系统的功能需求，给出了VEMIS系统网络化功能的软件设计和实现方案，主要包括数据库设计、服务器管理网站的开发、测试仪器应用程序的开发和发布以及组件间的网络通信部分。通过具体实验对具有网络化功能的VEMIS系统进行了测试，运行结果表明系统实现了一个用户及多用户对被测对象的远程监测和对测试仪器的网络化控制功能，体现出网络技术与虚拟仪器技术结合使用的优越性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 VEMIS系统概述  10-13
    1.1.1 VEMIS系统总体结构  10-11
    1.1.2 VEMIS系统硬件平台  11-12
    1.1.3 VEMIS系统软件平台  12-13
    1.1.4 VEMIS系统特点  13
  1.2 网络化虚拟仪器技术  13-16
    1.2.1 网络化虚拟仪器的概念及特点  14
    1.2.2 网络化虚拟仪器的研究现状  14-15
    1.2.3 网络化虚拟仪器实验室  15-16
  1.3 论文研究意义  16-18
第2章网络化虚拟仪器设计基础  18-25
  2.1 计算机网络技术  18-19
  2.2 网络化虚拟仪器的组成结构  19-21
    2.2.1 硬件结构  19-20
    2.2.2 软件结构  20-21
  2.3 网络化虚拟仪器的组建模式  21-25
    2.3.1 C/S模式  21-22
    2.3.2 B/S模式  22-23
    2.3.3 C/S模式与B/S模式的比较  23-24
    2.3.4 C/S、B/S混合模式  24-25
第3章网络化VEMIS系统总体方案和关键技术  25-37
  3.1 总体方案设计  25-28
    3.1.1 系统总体结构  25-26
    3.1.2 系统功能分析  26-27
    3.1.3 系统功能模块  27-28
  3.2 系统开发工具  28-30
    3.2.1 LabVIEW虚拟仪器开发平台  28
    3.2.2 MyEclipse平台  28-29
    3.2.3 MySQL数据库  29
    3.2.4 软件资源列表  29-30
  3.3 系统设计中的关键技术  30-37
    3.3.1 DataSocket技术  30-32
    3.3.2 Remote Panels发布技术  32-34
    3.3.3 MVC模式  34-37
第4章网络化VEMIS系统具体设计与实现  37-52
  4.1 系统开发思路与总体流程  37-39
    4.1.1 开发思路  37-38
    4.1.2 总体流程  38-39
  4.2 服务器端软件开发  39-46
    4.2.1 数据库设计  39-41
    4.2.2 管理网站开发  41-46
  4.3 设备客户端软件开发  46-49
    4.3.1 VEMIS应用软件  46-48
    4.3.2 程序网络发布  48-49
  4.4 组件间通信设计  49-52
    4.4.1 设备客户端与服务器间的通信  49-50
    4.4.2 LabSQL访问数据库  50-52
第5章系统测试及应用推广  52-60
  5.1 客户端测试  52-53
  5.2 系统整体工作测试  53-59
  5.3 网络化虚拟电子测量实验室构建  59-60
第6章结论  60-61
  6.1 主要研究工作  60
  6.2 进一步研究建议  60-61
参考文献  61-64
作者简介及在学期间所取得的科研成果  64-65
致谢  65

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