基于RTX和LabVIEW的实时多任务测控系统的研究

摘要

实时多任务测控系统在国民经济的各个领域有着广泛的应用，而实时多任务系统也是目前研究的一个热点。大多数实时系统都是专用的系统，通过硬件来实现特定的功能，缺点是系统的通用性较差，可扩展能力较小。而基于工业控制计算机的实时系统可以充分利用工控机的可扩展性、模块化等优点来弥补专用系统的不足。
　　本文介绍了一种实时多任务测控系统，硬件上采用了工业控制计算机为平台，软件上则采用以Windows2000＋RTX构成的实时环境为基础。人机交互和网络通讯程序则利用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)开发。
　　本文首先分析了Windows操作系统实时性方面的局限性，针对Windows的弱实时性能，引入了美国Ardence公司的强实时扩展软件RTX(Real Time eXtention for Control of Windows)，对其内核进行了实时扩展。同时文中对RTX的运行机理，调度策略，以及中断延迟等方面进行了深入研究。
　　其次，提出了这个实时多任务测控系统的整体设计方案。方案中将本测控系统分为实时任务和非实时任务两个部分，实时部分运行在实时的RTSS(Real-time Subsystem)子系统下，非实时任务运行在非实时的Win32子系统下，实时任务和非实时任务之间的通信通过共享内存的方式来实现。通过LabVIEW下的CIN(Code Interface Node)节点调用外部编写的程序代码来实现共享内存的读写。
　　然后，对整个实时多任务测控系统的实现进行了详细说明。实时部分主要包括模拟量、开关量的采集，温度的采集，步进电机的控制，直流电动机的转速采集和控制等任务。实时任务的程序是在Visual C++下，利用了RTX提供的API来设计的。非实时部分包括采集到的信息显示和网络通信等任务，非实时任务的程序是在LabVIEW下设计完成的，其中网络通信任务利用了TCP/IP传输协议实现的。
　　最后，将实时部分和非实时部分组合成一个完整的测控系统，利用RTX提供的测试工具对整个系统的性能进行了测试。通过实际的运行和测试表明，系统满足了实时性和稳定性的要求，验证了方案的可行性。

目录

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目录

1 绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3本文主要的研究内容

2 编程语言与开发工具

2.1 RTX简介

2.2 LabVIEW简介

3 实时多任务测控系统方案设计

3.1实时多任务测控系统概述

3.2系统中的进程和线程管理

3.3系统的硬件平台

3.4 系统的任务

4 实时多任务测控系统的实现

4.1系统软件的总体结构

4.2 RTX下的程序设计

4.3实时部分程序设计

4.4非实时部分程序设计

4.5 系统实时性能检验

4.6本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献