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远程光电测控系统的设计与实现方法

www.cechina.cn2009.08.11阅读 2774

        0 引 言
        外场光电测控是一种野外环境下进行的远距离非接触式的测量,随着被测目标的多样化对光电测控系统提出了更高的要求,导致单台光电测控设备不能满足试验的要求。
        网络技术的日益成熟为测控系统提供了很好的解决途径,将现场的光电测控设备作为节点,通过以太网络将节点与数据处理中心连成有机的分布式测控系统,它综合利用了计算机网络技术、通信技术以及光电测控技术,实现了测量试验的远程控制。这使得测控系统的功能远大于系统中各独立设备功能的总和,图1所示为系统组成框图,由时统中心为各设备提供时钟及信号同步。各测控设备在功能上可以互为补充,采集的试验数据可以互为参考,大大提高了系统的利用率和数据的时效性。

 系统组成框图
        图1 系统组成框图

        1 系统体系结构
        远程测控模式主要有C/S模式和B/S模式。由于C/S模式交互性强,具有强壮的数据操纵和事务处理能力,实时性和灵活性好,采用的协议标准只在内部统一,其相对专用性和封闭性使得整个基于C/S模式的系统相对安全。通过对远程光电测控系统的需求分析和功能定义,设计了采用TCP/IP协议控制工程网版权所有,基于C/S操作模式的体系结构。这种方式隐含了客户端/服务器间硬件资源的不平等以及通信时的非对称性。在实际测控中CONTROL ENGINEERING China版权所有,多台光电测控设备在不同站点同时进行测量,数据处理中心对多个测量站进行协调和监控,即为一客户端对多服务器的结构(客户端为数据处理中心CONTROL ENGINEERING China版权所有,服务器为远端测量站)。
        基于以太网的远程测控因网络传输不能达到十分严格的实时控制要求,因此控制工程网版权所有,本方案采用保持型与完成型结合的远程监控方式,将客户端置于反馈回路之外.客户端监控程序发送控制命令和试验参数给服务器端设备控制程序,设备控制程序通过本地总线完成设备的运动控制和测量操作,并将执行结果返回给客户端用户。客户端控制各测量现场试验的进行并全程监控,一方面,利用UDP协议和双缓冲技术,对测量现场计算机的工作状况进行监控;另一方面,每台光电测控设备配有彩色监视摄像机,用户可以通过传回的图像了解测量现场概况。必要时可以通过修改试验参数对试验过程进行干涉www.cechina.cn,引导光电测控设备快速捕获目标,还可以通过网络采集设备状态信息,进行远程诊断,远程测控原理如图2所示。

 远程测控原理图
        图2 远程测控原理图


        2 系统软件关键技术的设计与实现
        该系统软件是在Windows平台下,Visual C++为设计开发环境,以Winsock和多线程技术实现数据远程传愉与测控过程远程控制,结合数据库管理技术,完成远程测控过程中测量数据、操作记录的保存和错误描述查询等功能。
        2.1 通信协议
        从客户端连接服务器然后开始远程实验,直到试验结束,整个过程中,客户端和服务器的数据交换是远程控制的重点间题。客户端要向服务器传递试验信息、控制参数、各种服务请求,服务器要向客户端传递试验结果、系统状态等。程序必须保证所有的数据有条不紊地传递而且可以被对方正确地接收和存取,而在Winsack基础上开发的服务器与客户机之间传送的只是字节流,要进行控制就必须将这些字节流转换为有意义的控制指令信息,因此必须约定双方数据通信的协议。
        通信协议的复杂程度取决于控制系统的复杂程度。本系统中,通信协议分为服务器协议和客户机协议,客户机协议主要有控制命令、设置参数命令和取数据命令。服务器协议一般是对客户机相应命令的响应或执行的结果,以及光电测控设备获取的图像数据的传

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