数字荧光示波器系统网络测控功能的设计与实现

摘要

数字荧光示波器（DPO，Digital Phosphor Oscilloscope）是最新一代示波器，其波形捕获速率、波形显示效果、连续高速采样等性能都远远超越了传统示波器。与此同时，网络技术的发展已相当成熟。将网络和仪器结合起来，形成不受距离时间限制的开放协作共享的网络仪器，是未来测量领域的发展方向。
　　 论文的主要任务是设计与实现数字荧光示波器网络测控系统（简称DPO网络系统），使其能按需求完成多项网络测控功能。论文的研究重点是三项网络测控功能:实时监测、远程控制、数据发布。
　　 论文首先分析了常用的网络测控功能和网络仪器的系统需求，在此基础上，设计了DPO网络系统的四种类型节点，选择了改进的三层C/S网络测控模式，完成了网络平台的搭建。用TCP协议实现了测控节点(PC)对前端采集节点(DPO)的多连接切换通信。
　　 接着，完成了一台PC机对多台DPO的实时监测功能的开发，包括实时波形监测、实时图像监测和数据监测三种监测方式的设计与实现。
　　 然后，研究了一台PC机对多台DPO的远程控制功能的实现。详细阐述了测控节点和前端采集节点之间的通信协议，以及实时波形监测条件下的远程控制流程。
　　 最后基于LabWindows的DataSocket技术实现了一台PC机对多台PC机的数据发布功能。重点阐述了VI服务器(PC)的发布流程，终端处理节点(PC)的阅读流程，以及它们通过统一资源定位器(URL)进行数据定位的方式。
　　 经测试，实时监测、远程控制、数据发布三项网络测控功能在DPO网络系统中均已实现，运行稳定。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 数字荧光示波器概述

1．2 传统仪器到网络仪器的发展

1．3 常用的网络测控功能

1．4 课题研究的主要内容

1．5 论文结构安排

第二章 数字荧光示波器网络测控系统的构建

2．1 需求分析

2．1．1 网络仪器系统的要求

2．1．2 数字荧光示波器网络测控系统的功能要求

2．2 总体设计与实现方案

2．2．1 四种类型节点

2．2．2 网络测控模式

2．3 传输层及其以下层次的设计与实现

2．3．1 网络拓扑

2．3．2 以太网

2．3．3 数字荧光示波器的处理架构

2．3．4 数字荧光示波器的网络扩展

2．3．5 TCP／IP协议族和套接字

2．4 应用层的设计

2．4．1 PC机的软件开发平台

2．4．2 DPO的软件开发平台

2．4．3 测控节点对前端采集节点的多连接切换通信

2．5 调试验证

2．6 本章小结

第三章 实时监测功能的设计与实现

3．1 功能设计

3．1．1 DPO的屏幕参数

3．1．2 DPO的数据类型

3．1．3 监测功能的设计

3．2 实时波形监测

3．2．1 前端采集节点数据传输

3．2．2 测控节点数据请求和接收

3．2．3 测控节点绘图程序

3．3 实时图像监测

3．3．1 前端采集节点图像传输

3．3．2 测控节点图像接收和显示

3．3．3 测控节点图像存储和打印

3．4 数据监测

3．5 调试验证

3．6 本章小结

第四章 远程控制功能的设计与实现

4．1 测控节点和采集节点之间的通信协议

4．2 测控节点控制功能的实现

4．3 特殊按键的控制实现(run／stop和single)

4．4 调试验证

4．5 本章小结

第五章 数据发布功能的设计与实现

5．1 DPO网络系统的数据发布功能设计

5．2 DataSocket技术简介

5．3 用DataSocket实现数据发布

5．4 调试验证

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献