虚拟仪器VI讲义_第十二章_通信编程_86页.ppt

第十二章 通讯编程,12.1,串行通信,12.2,DataSocket,通信技术,12.3 TCP,通信,第十二章 通信编程,12.1,串行通信,RS-232,协议是早期采样的一种通用串行总线,早期的仪器、单片机、,PLC,等均使用串口与计算机进行通信。目前，仍有许多仪器带有,RS-232,串口总线接口。通过,RS-232,串口总线与计算机组成虚拟仪器系统，仍然是虚拟仪器的构成方式之一。其主要适用于速度较低的测试系统，与,GPIB,总线、,VXI,总线和,PXI,总线相比，它的接口简单，使用方便。当今，计算机已更多采样,USB,和,IEEE1394,总线。尤其,IEEE1394,总线，是一种高速串行总线，由其构成的,VI,数据传输速度可达,100Mb/s,12.1.1,串行通信模板及节点,LabVIEW,共有,6,个串行通信节点模板及图标如下：,6,个节点分别实现串口设置、串口写、串口读、关闭串口及检测串口缓存、中断等功能。,12.1.2,串行通信节点的使用方法,初始化串口,(Serial Port,Init.VI,),该节点用于设置串口的波特率、数据位、停止位、奇偶校验、缓冲区大小及流量控制等参数。,端口号（,VISA Resource Name,）：,COM1,（默认）、,COM2,、,COM3,。波特率,(baud rate),：可选波特率参数为,:110,、,300,、,1200,、,4800,、,9600,（默认）、,12900,、,38400,、,57600,、,115200,。数据位,(data bits),：可选数据位停止位为,:4,、,5,、,6,、,7,、,8,（默认）。奇偶校验,(parity),：可选奇偶校验位为：,0,：,no parity,、,1,：,odd parity,、,2,：,even parity,、,3,：,mark parity,、,4,：,space parity,。,停止位：可选停止位参数为：,0,1bit,；,1,1.5bits,；,2-2bits,流量控制,(flow control),：设置各种握手信号。,串口写,(Serial Port,Write.VI,),对串口进行写操作，端口设置为：,VISA resource name,：设置串口号,;write buffer,：写入串口缓冲区的字符。,Return count,：返回写如串口的字符数。,串口读,(Serial Port,Read.VI,),对串口进行读操作，端口设置为：,VISA resource name,：设置串口号；,byte count,：读取字符数；,Read buffer,：从串口读到的字符；,Return count,：返回实际读取字符数。,关闭串口,(Serial Port,Close.VI,),对打开的串口进行关闭操作。,VISA resource name,：设置串口号；,串口检测,(Bytes of Serial,Port.VI,),在使用,Serial Port Read,节点读串口前，先用该节点检测当前串口输入缓冲区已存在的字节数，以便一次将数据读出。,VISA resource name,：设置串口号；,串口中断,(Serial Port,Break.VI,),该节点将串口中断至少,250ms,。,VISA resource name,：设置串口号；,12.1.3,串行通信应用实例,例,12.1,用,LabVIEW,实现双机串行通讯。,本例使用两台计算机进行通讯，一台计算机作为服务器，通过串口向外发送数据，另一台计算机作为客户机，接收由服务器发送过来的数据。两台计算机串口的连线如下图：,服务器前面板,服务器框图程序,服务器框图程序采样顺序结构。在第,0,个子框架中完成对串口的初始化；在第,1,个子框架中发送数据。,客户机前面板,客户机框图程序,客户机框图程序采用顺序结构。在第,0,个子框架中完成对串口的初始化；在第,1,个子框架中读数据。,由一个程序进行串口的读写,框图程序采用,Case,结构。在,Case 0,中对串口的进行数据写；在,Case 1,中进行数据读。,下面是一个串口通讯应用程序的界面。,12.2,DataSocket,通信技术,DataSocket,是,NI,公司提供的一种网络测控系统开发工具，借助它，可以实现不同的应用程序和数据源之间的数据共享。,DataSocket,可以访问本地文件及,HTTP,和,FTP,服务器上的数据，它为低层通讯协议提供了统一的,API,函数。,DataSocket,用类似于,Web,中的统一资源定位器,(URL),定位数据，,URL,不同的前缀表示了不同的数据类型：,FILE,本地文件；,HTTP,超文本传输资料；,FTP,文件传输协议；,OPC,OPC,资源；,DSTP,来自,DataSocket,服务器的实时数据。,LabVIEW,中还提供了以下,3,个工具：,DataSocket,ActiveX,控件：利用,ActiveX,容器开发共享数据应用。,DataSocket,服务器：利用,DSTP,协议在应用程序间交换数据。,DataSocket,服务器管理程序：它是一个配置和管理工具，具有负责确定,DataSocket,服务的最大连接数，设置服务控制等网络功能。,12.2.1,DataSocket,管理器,在,LabVIEW,安装后，会出现,DataSocket,Sever,和,DataSocket,Sevser,Manager,应用程序。,启动,DataSocket,Sevser,Manager,后对话框如下：,主要参数设置如下：,MaxConnections,：最大可连接的客户端数。最大可连接,1000,个客户端。,MaxItems,：能够显示的测试参数。最大可显示,1000,个测试参数。,DefaultReaders,：默认的客户,(Host),端测控装置的网络名。,Predefined Data Items,：用来设置,Data Socket,服务器欲显示的测试数据类型。,12.2.2,DataSocket,服务器,启动,DataSocket,Sevser,后对话框如下：,主要参数设置如下：,Processes Connected,：显示和,Data Socket,服务器连接的客户端的实际数目。,Packets Received,：显示接收的数据包的数目。,Packets Sent,：显示发送的数据包的数目。,12.2.3,DataSocket,子模板介绍,DataSocket,子模板调用路径为,Functions Communication,DataSocket,打开一个连接,URL,：欲访问的挂在网上的用户地址。,mode,：网络中用户连接的模式。,向打开的连接写数据,Data,：表示向,DataSocket,服务器写入的数据。,向打开的连接读数据,Data,：表示从,DataSocket,服务器读出的数据。,关闭打开的连接,DataSocket,的前面板对象链接是一种不需要任何编程的网络数据传输方法。通过,DataSocket,将两个程序的前面板对象链接起来，一个对象发送数据，另一个对象接收数据，就可以实现对程序的远程控制、数据的远程采集等多种功能。建立前面板对象链接的方法如下：,在需链接的前面板对象上单击右键，选择弹出菜单中,Data Operations,DataSocket,Connection,，如下图：,12.2.4,使用,DataSocket,链接前面板对象,弹出以下对话框：,在对话框的,Connect To,中，不论发布数据还是接收数据的机器中，都填写发布数据机器的,URL,。,链接类型,Connections Type,：发布数据选择,Publish,；接收数据选择,Subscribe,。选中,Enable,选项。完成设置后，前面板对象右上角出现一个链接指示灯。运行后指示灯亮。,注意：在上述程序运行前，必须先从,Windows,程序菜单中打开,DataSocket,Sever,。,发送数据前面板及框图程序：,接收数据前面板及框图程序：,12.2.5,使用,DataSocket,传输数据,向,DataSocket,写数据,用,DataSocket,向指定的,URL,：,dstp:/202.197.33.63/dssine,写数据。数据是一个周期的正弦波，其幅值可用,amplitude,调节。用,error out,作为,while,循环结束条件，即出错即停止。,向,DataSocket,写数据的前面板：,从,DataSocket,读数据,从,DataSocket,指定的,URL,：,dstp:/202.197.33.63/dssine,中读数据。读出的数据显示在,Waveform Graph,中，其幅值受写,DataSocket,中,amplitude,的调节。用,error out,作为,while,循环结束条件。另外用,Tick Count,测试循环时间。,从,DataSocket,读数据的前面板：,向,DataSocket,写属性数据的前面板：,注意：在上述程序运行前，必须先从,Windows,程序菜单中打开,DataSocket,Sever,。,12.2.5,利用,DataSocket,传递带有属性值的数据,向,DataSocket,写带属性的数据,程序将一个时间标签附加在每次传输的数据后。先用,To Variant,将一维数组转换为变体数据，然后再用,Set Variant Attribute,为变体加上属性。属性名为,time,属性值为当前时间。,从,DataSocket,读数据的前面板：,从,DataSocket,读带属性的数据,DataSocket,Read,读出的数据数据是变体数据，只能用变体函数来处理。变体数据一方面用,Variant to Data,将数组数据解析出来；另一方面又用,Get Variant Attribute,将属性名为,time,的属性值取出，再用,Variant to Data,将属性值转换为字符串，得到发送的系统时间。,从,DataSocket,读属性数据的前面板：,12.2.6,基于,DataSocket,的,OPC,数据传输,LabVIEW,中,DataSocket,提供了三种数据目标：,File,、,DataSocket,Server,和,OPC Server,。,OPC,（,OLE for Process Control,）借用,Micro soft,的,OLE(object linking and embedding),和,COM(component,object model)/DCOM,技术，为异构设备、软件的通讯提供了有效的解决方法，为过程控制和工业自动化领域提供了一套标准的接口、属性和方法，是实现控制系统现场设备级与过程管理级信息交互和控制系统开放性的关键技术。,LabVIEW,中可通过,DataSocket,VI,功能子模板上,DataSocket,VI,来支持,OPC,应用。在,LabVIEW,中同一个,OPC,服务器建立连接，通过调用,Data Socket Open,Connection.vi,图标实现，并将对应于,OPC,服务器数据项目的,URL,传给该,Vi,。,OPC URL,的基本结构为,:,opc,:/,主机名,/OPC,服务器名,/,数据项目 下面以,SLC500 PLC,为例，介绍,LabVIEW,与,PLC,基于,DataSocket,的数据通信方法。,RSLinx,与其它软件的通信,RSLinx,通讯软件是用于,A-B,可编程控制器的服务器软件,为,A-B,的,PLC,处理器与,Rockwell,公司及其他公司,(,如微软,),的许多软件产品提供了通信连接，如下图。在与,Rockwell,系列软件通讯时，采样直接驱动连接方式。而在与其它公司软件连接时，则采样,DDE,或,OPC,接口方式。,RSLinx,OPC,服务器的设置 在使用,RSLinx,OPC,服务器时，先要进行配置和组态。,Step1,配置通信设备。在启动,RSLinx,后，点击,Communications Configure Drivers,，添加一个新设备（,driver,），选择,“,1784-KT/KTX(D)/PKTX(O)/PCMK for DH+/DH-485 devices,”,，并确定新添加的设备无错误，设备状态显示,“,正在运行,”,（,Running,）。,Step2,建立,OPC,主题,(Topic),。在,RSWho,对话框下，找到相应的,PLC,，右击,PLC,图标，选择,“,Configure New DDE/OPC Topic,”,，输入新建,Topic,名，设为,MyTopic,。,Step3,测试,OPC,服务器。应用,OPCTools,中的,OPC Test Client,可对,Step2,中建立的,MyTopic,主题进行测试。,提供,OPC,读,PLC,数据,在设置好,RSLinx,OPC,服务器后，,LabVIEW,通过,DataSockets,的,OPC,层与,RSLinx,OPC,服务器进行通信。下图是进行读操作的数据流图。,从图中可以看出读数据流图由个,4,个功能块组成：,1),构建读数据项目数组；,2),建立与读数据项目的连接；,3),项目数据更新与显示；,4),关闭与项目的连接。,1),构建读数据项目数组。对要读取的,OPC,服务器数据项目的,URL,，用数组的形式表示。,2),建立与读数据项目的连接。通过,DS Open,打开,DataSocket,连接。输入接口,URL,端口与,1,）中,OPC,服务器数据项目的,URL,数组相连，,Mode,设置为,Read,方式。,3),项目数据更新与显示。通过,DS Read,从打开的连接中读取相应类型的数据，并通过输出端口,Data,将所读数据送出，进行显示或其它用途。,Update,检查,DataSocket,连接中数据是否被更新，如果是，则其,DataUpdated,端口输出为,TRUE,并激发新的读,/,写。,4),关闭与项目的连接。通过,Close,关闭,DataSocket,连接。,写,PLC,数据,LabVIEW,通过,RSLinx,OPC,服务器对,SLC500 PLC,进行写操作的数据流图如下。,写操作与读操作基本类似。唯一的差别就是先要把要写的数据（本例中为,3,个定时器的预置值,T4:1.pre,、,T4:2.pre,、,T4:3.pre,和,3,个开关信号,B3:0/4,、,B3:0/4,、,B3:0/4,）构成一个数组，通过（,DataSocket,Write,Integer.vi,）向给定的,DataSocket,引用号,(,即指定的远程,DataSocket,服务器的,URL),写相应类型的数据即可。,系统前面板如下：,12.3 TCP,通信,TCP/IP,协议是,Internet,最基本的协议，它由低层的,IP,协议和,TCP,协议组成。包括：物理层、网络接口层、互联网层、传输层和应用层。,LabVIEW,中，可以采用,TCP/IP,节点来实现局域网通讯。,12.3.1 TCP/IP,节点介绍,LabVIEW,中，,TCP/IP,节点在,Functions CommunicationTCP,子模板中。,TCP,Listen.VI,创建一个听着，并在指定的端口等待客户端的,TCP,连接请求。,port,：端口号；,connection ID,：,TCP,连接的标识号；,remote address,：显示和,TCP,连接的远程计算机的,IP,地址；注意：该节点只能应用于服务器。,TCP,Open.VI,用指定的计算机和端口打开以,TCP,连接。,address,：远端服务器地址；,remote port,：用户欲创建的,TCP,连接的端口号；注意：该节点只能应用于客户机。,TCP,Read.VI,从指定的,TCP,连接中读数据。,mode,：读数据模式；,bytes to read,：从指定的,TCP,端口中读取的最多的字节数；,data out,：从,TCP,端口读取的数据；,读数据模式：,TCP,Write.VI,向打开的,TCP,端口写入数据。,Data in,：向,TCP,端口要写的数据；,TCP,Close.VI,关闭指定的,TCP,端口。,TCP Create,Listener.VI,创建一个,TCP,连接的听者。,TCP Wait on,Listener.VI,在指定的端口上等待,TCP,连接请求。,IP to,String.VI,及,String to IP,12.3.2,基于,C/S,模式的网络通讯,采用,C/S,模式是,LabVIEW,进行网络通讯的最基本结构。在本例中由服务器产生一组随机波形，通过局域网送至客户机进行显示。通讯流程如下。,服务器程序设计,在,服务器框图程序中，首先指定网络端口,Port,，并用,TCP Listen,节点建立,TCP,听者，等待客户机的连接请求，这是初始化过程。框图程序采用两个,TCP Write,节点来发送数据，第一个节点发送随机波形的长度，第二个节点发送随机波形数据。这种方式有利于客户机接收数据。这里用到了,Type Cast,函数。它将,x,参数转换为由,type,定义的数据类型。缺省为字符串。,客户机程序设计 前面板如下：,客户机框图程序如下：,框图程序中，打开,TCP,函数按照给定的,IP,地址和端口号建立一个,TCP,连接。与服务器程序对应，客户机框图程序也采用两个,TCP Read,节点读数据。其中第一个读数据长度，第二个读数据值。,12.3.3,基于,B/S,模式的网络通讯 使用,LabVIEW,的,Web,服务器在,Web,上发布,LabVIEW,程序，可以使本地或远程计算机浏览,LabVIEW,程序面板，甚至控制,LabVIEW,程序的运行。,Web Server,的配置 在,Web,上分布,LabVIEW,程序有多种方法，但在使用每种方法前必须首先设置和启动,Web,服务器。这些设置在,LabVIEW,主菜单下：,ToolOptions,“,Web,Sever:Configuration,”,选中启动,Enable Web Sever,单选框。,Root Directory:,填写,Web,服务器存放,HTML,文件的位置。,Log File,：保存,Web,连接信息文件的位置。,Browser Access List:,列出所有允许或不允许访问,Web,服务器的计算机,IP,或名称。,Allow Access,：允许访问。,Web Server,：,Browser Access,的配置,Visible,VIs,:,列出所有可以通过,Web,服务器的查看的程序名。,Web Server,：,Visible,VIs,的设置,Web,程序的发布,利用,LabVIEW,内嵌的,Web Publishing Tools,就可以把程序发布到,Web,上，供客户端浏览。,Document Title,：出现在网页上的文件标题；,Header,：出现在图像上方的文字；,Footer,：出现在图像下方的文字；,VI Name,：在,Web,上发布的,VI,程序；,Viewing Options,：客户机上的浏览模式,Embedded,：网页中面板图形随程序同步刷 洗。如果安装了,LabVIEW,Enterprise Connectivity Toolset,，还可在网页上控制程序的运行；,Snapshot,：网页中面板图形是静态的；,Monitor,：监控状态。,在,Web,上浏览程序前面板时,URL,填写格式为：,Http:/202.197.33.63/.snap?Web,发布程序,.vi,这里,202.197.33.63,为计算机,IP,地址，,Web,发布程序,.vi,为希望查看的程序名，注意必须填写,.vi,。,.snap?,表示返回一个静态前面板。如将,.snap?,改写为,.monitor?,则返回动态的图像。,客户机上浏览,LabVIEW,面板,LabVIEW,VIs,的前面板,Web,浏览的前面板,通过前面板远程链接的方法可以监测远程计算机上一个程序的前面板，甚至完全控制一个程序的运行。,前面板的远程链接的方法如下：点击,OperateConnect to Remote Panel,，弹出以下对话框：,前面板的远程链接,Web,浏览的前面板,Server IP Address,：服务器,IP,地址；,VI Name,：希望链接的,VI,程序名，这个程序必须在远程计算机内，而且要打开,Web Sever,；,Port,：服务器端口，默认为,80,；,Request Control,：在该项有效时，如果服务器设置为,Allow Viewing and Controlling,，那么远程面板链接实现后，将由该计算机控制。,Connect,：点击该键开始自动查找网络设备进行链接。,Connect Status,：显示链接过程信息，报告链接错误。,在有客户访问动态网页或进行远程面板链接时，可以在,Remote Panel Connection Manager,对话框中查看连接信息或控制连接状态。,点击,ToolsRemote Panel Connection Manager,，弹出以下对话框：,远程面板链接管理器,Remote Panel Connection Manager,对话框,