大連海事大學(xué)學(xué)報通信論文發(fā)表
目前測試領(lǐng)域硬/軟件技術(shù)發(fā)展的以下幾個方面值得關(guān)注。
1.IEEEStd1588-2008標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定與應(yīng)用
現(xiàn)在，基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)技術(shù)的測控應(yīng)用不斷增長，各計算機(jī)、分布式的測控對象等都需要一種高精度的時間同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以便實現(xiàn)各個分布對象的時間統(tǒng)一。2002年由IEEE頒布的IEEEStd1588-2002(簡稱PTPV1.0)達(dá)到了這一目的，它能在局域網(wǎng)范圍內(nèi)實現(xiàn)時間的同步，同步精度可達(dá)亞微秒級，若采用電纜直連的方式，同步精度可小于100ns。經(jīng)過5~6年的完善過程，IEEE于2008年7月22日正式頒布Std1588-2008標(biāo)準(zhǔn)，簡稱PTPV2.0版。新版的標(biāo)準(zhǔn)增加了對IPv6和千兆網(wǎng)的支持，增加了對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)孔形、樹形、星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等)的支持。對PTP協(xié)議在IEEE802.3無線網(wǎng)絡(luò)和DeviceNET、ControlNET、PROFIBUS等工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議的執(zhí)行也做出了規(guī)定。該P(yáng)TPV2.0標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了不同的應(yīng)用對時間同步精度的不同要求。
PTPV2.。的頒布和實施對分布式測控、現(xiàn)場總線、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展起著強(qiáng)大的推進(jìn)作用。由于實現(xiàn)了對IPv6的支持，地址容量的大幅度增加，使得分布式系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)可以小到傳感器、作動器。伴隨嵌人式技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，時間同步的目標(biāo)是實現(xiàn)對系統(tǒng)中每個智能傳感器和智能作動器的同步。
2005年9月發(fā)布了基于局域網(wǎng)的IEEEStdLXI-2005標(biāo)準(zhǔn)，簡稱LXI(LANeXten-lionforInstrument)總線標(biāo)準(zhǔn)是以太網(wǎng)技術(shù)在測試自動化領(lǐng)域應(yīng)用的拓展。國際LXI聯(lián)盟(LXIConsortium)曾經(jīng)在眾多系統(tǒng)集成商和工程師中作過調(diào)查，得到幾乎一致的需求結(jié)論:首先要降低測試系統(tǒng)集成的成本和復(fù)雜性，采用容易使用的人機(jī)界面。其次在保證系統(tǒng)緊湊的同時要保證儀器的性能和兼容性，減少復(fù)雜的連線。希望有多種高速的觸發(fā)方式，高速的I/()，減少機(jī)箱和機(jī)架的空間的浪費(fèi)，還要非常容易地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障。在編程的時候希望使用自己最熟悉的軟件。利用通用的PC接日和總線，而不是昂貴的測試測量專用接日總線。其具體的設(shè)想是將非常成熟的以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到實時測控系統(tǒng)中，以替代傳統(tǒng)的測試總線技術(shù)，如VXI}PXI}GPIB。目前已經(jīng)得到絕大多數(shù)儀器行業(yè)的領(lǐng)先的廠家的支持。
采用LXI總線協(xié)議的實時測控系統(tǒng)，是將一系列基于LXI總線的儀器用網(wǎng)線連接成為一個局域網(wǎng)，并通過網(wǎng)絡(luò)交換命令和數(shù)據(jù)。各LXI儀器可以集中安放在一個機(jī)柜里，也可以根據(jù)需要安放在被測對象的周圍，形成分布式實時測控系統(tǒng)。在這樣的一個系統(tǒng)中系統(tǒng)要實時地完成對一個復(fù)雜對象的測量、處理、輸出控制的過程，因此，系統(tǒng)中各儀器模塊之間的時鐘同步是一個非常關(guān)鍵的問題。在LXI中解決這一關(guān)鍵技術(shù)問題的方法就是采用了IEEE1588網(wǎng)絡(luò)時間同步協(xié)議。
2.虛擬儀器軟件開發(fā)工具的發(fā)展
旱在20世紀(jì)80年代，隨著NI(美國國家儀器公司)的LabVIEW的誕生，NI提出“軟件就是儀器”的日號，開辟了“虛擬儀器”的嶄新測量概念。其圖形化的編程理念在工程業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注。圖形化的編程徹底改變了測試、測量和控制應(yīng)用程序的開發(fā)。無論是否有相關(guān)經(jīng)驗，工程師和科學(xué)家都能迅速、經(jīng)濟(jì)地連接測量與控制硬件、分析數(shù)據(jù)、共享結(jié)果并發(fā)布系統(tǒng)。25年以來，NI不斷致力于開發(fā)基于計算機(jī)的測試測量與自動化平臺。長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)保證NI的產(chǎn)品具有長期的兼容性，并享有完善的技術(shù)支持。
LabVIEW的軟件模塊種類繁多，有應(yīng)用于實時和嵌人式系統(tǒng)的RT(實時)模塊、FP-GA模塊、嵌人式系統(tǒng)開發(fā)模塊;用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的觸摸板模塊、I}SC'(數(shù)據(jù)記錄與監(jiān)控)模塊、視覺開發(fā)模塊、SoftMotion開發(fā)模塊;用于手持設(shè)備的PISA模塊等。
NI最新發(fā)布的版本是LabVIEW8.6，又?jǐn)U充許多新的功能，如能夠調(diào)用DLL、NET組件、ActiveX及標(biāo)準(zhǔn)文件類型，還能提供更多的開放連接性，并且提供對最新PC技術(shù)的兼容，如多核、FPGA及Wi-Fi技術(shù)。
2008年7月，NI宣布，負(fù)責(zé)國家防震減災(zāi)的政府機(jī)構(gòu)—中國地震局(C'EA)選擇了C'GM工程公司(NI合作伙伴)開發(fā)的建筑健康監(jiān)測((SHM)解決方案。該解決方案是基于NILabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計平臺及NICompactRIO可編程自動化控制器開發(fā)的系統(tǒng)，旨在幫助工程師們對新近建造的六座超大型建筑進(jìn)行建筑健康監(jiān)測。這六座標(biāo)志性建筑包括了2008年北京夏季奧運(yùn)會的兩個主會場—北京國家體育場以及中國國家水上運(yùn)動中心。
3.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用
GigBee是一種嶄新的、專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、是目前嵌人式應(yīng)用的一個大熱點(diǎn)。
GigBee的特點(diǎn)有:低功耗、低成本、低速率、近距離、快速響應(yīng)、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段。
GigBee在2002年推出ZigBeel.。的基礎(chǔ)上，又推出了功能更加強(qiáng)大的ZigBee2006協(xié)議棧，增加了ZigBeePRO擴(kuò)展指令集，功能更加強(qiáng)大;據(jù)行家分析，GigBee技術(shù)將在無線數(shù)據(jù)傳輸、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線實時定位、射頻識別、數(shù)字家庭、安全監(jiān)視、無線鍵盤、無線遙控器、無線抄表、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)自動化等方面得到廣闊的應(yīng)用。
GigBee廣闊的市場前景引來全球眾多廠商的青睞，紛紛推出各種GigBee無線芯片，無線單片機(jī)，GigBee開發(fā)系統(tǒng)等。這對降低芯片價格、豐富GigBee技術(shù)的應(yīng)用軟件、加快GigBee技術(shù)普及大有好處。
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