本文關鍵詞：在LABVIEW中實現(xiàn)網絡通信的幾種方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

在LABVIEW中實現(xiàn)網絡通信的幾種方法

1 引言

隨著計算機技術、大規(guī)模集成電路、通信技術等的飛速發(fā)展，儀器系統(tǒng)與計算機軟件技術緊密結合，使得傳統(tǒng)儀器的概念得以突破，出現(xiàn)了一種全新的儀器概念——虛擬儀器。1986年,美國國家儀器(national instruments, 簡稱NI)公司研發(fā)推出了圖形化編程環(huán)境的開發(fā)平臺——LabVIEW軟件，隨即就廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室認可并接受，被公認為標準的數(shù)據采集和儀器控制軟件，成為目前實現(xiàn)虛擬儀器軟件設計最流行的工具之一。

同時隨著網絡的迅速發(fā)展，通過將網絡技術和虛擬儀器相結合,構成網絡化虛擬儀器系統(tǒng),是自動測試儀器系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。所以通過網絡進行數(shù)據共享是各種軟件的發(fā)展趨勢，而LabVIEW軟件平臺正是適應了這一發(fā)展趨勢，它具有強大的網絡通信功能，使用LabVIEW實現(xiàn)網絡通信有4大類方法：（1）使用網絡通信協(xié)議編程實現(xiàn)網絡通信，可以使用的通信協(xié)議類型包括TCP/IP協(xié)議、UDP、串口通信協(xié)議、無線網絡協(xié)議等；（2）使用基于TCP/IP的數(shù)據傳輸協(xié)議DSTP的DataSocket技術實現(xiàn)網絡通信；（3）使用共享變量實現(xiàn)網絡通信；（4）通過遠程訪問來實現(xiàn)網絡通信。

本文對以上各種實現(xiàn)方法進行探討，最后簡單地分析了各種方法的優(yōu)缺點及應用場合。

2 網絡協(xié)議通信

2.1 TCP通信技術

網絡通信協(xié)議是網絡中傳遞、管理信息的一些規(guī)范，是計算機之間相互通信需要共同遵守的一些規(guī)則[1]。網絡通信協(xié)議通常被分為多個層次，每一層完成一定的功能，通信在對應的層次之間進行。LabVIEW中支持的通信協(xié)議類型包括TCP/IP、UDP、串口通信協(xié)議、無線網絡協(xié)議和郵件傳輸協(xié)議。TCP/IP協(xié)議體系是目前最成功, 使用最頻繁的Internet協(xié)議,有著良好的實用性和開放性。它定義了網絡層的網際互連協(xié)議IP,傳輸層的傳輸控制協(xié)議TCP、用戶數(shù)據協(xié)議UDP等。

LabVIEW中為網絡通訊提供了基于TCP/UDP的通訊函數(shù)供用戶調用。這樣用戶可直接調用TCP模塊中已發(fā)布的TCP VI及相關的子VI來完成流程的編寫，，而無需過多考慮網絡的底層實現(xiàn)。在設計上采用C/S（客戶端/服務器）通信模式，VI程序分為兩部分：處理主機工作在Server模式，完成數(shù)據接收，并提供數(shù)據的相關處理；數(shù)據點計算機工作于Client模式，實現(xiàn)數(shù)據傳送[5]。TCP傳輸數(shù)據過程如下：首先由發(fā)送端發(fā)送連接請求，接收端偵聽到請求后回復并建立連接，然后開始傳輸，數(shù)據傳輸完成后關閉連接，傳輸過程結束。

2.2 利用TCP協(xié)議通信實例

以下通過C/S（客戶端/服務器）通信模式實現(xiàn)的數(shù)據傳輸模式。 在服務器端，用“TCP Create Listener”節(jié)點創(chuàng)建偵聽，“TCP Wait on Listener”節(jié)點等待客戶機連接，通過循環(huán)產生100個正弦信號數(shù)據，用兩個“TCP Write”節(jié)點來發(fā)送數(shù)據，第一個節(jié)點用來發(fā)送波形數(shù)據的長度，第二個節(jié)點發(fā)送波形數(shù)據，最后，用“TCP Close Connection”節(jié)點結束連接。程序框圖如圖1所示：

圖1 TCP服務器端程序框圖

在客戶端，用“TCP Open Connection”節(jié)點打開TCP連接，用兩個“TCP Read”節(jié)點讀取數(shù)據，第一個節(jié)點接收波形長度作為第二個節(jié)點的輸入，第二個節(jié)點接收波形數(shù)據，最后，用“TCP Close Connection”節(jié)點結束連接。程序框圖如圖2所示：

圖2 TCP客戶端程序框圖

運行程序，結果如下圖3、4：

圖3 服務器端顯示結果

圖4 客戶端顯示結果

3 DataSocket技術通信

3.1 DataSocket技術

DataSocket技術是一種面向測控領域的網上實時數(shù)據交換編程技術

[9],DataSocket技術基于Microsoft的COM和ActiveX技術，對TCP/IP協(xié)議進行高度封裝，它包括了DataSocket Server Manager、DataSocket Server和DataSocket API這幾個工具軟件,以及DSTP (DataSocket Transfer Protocol)協(xié)議、通用資源定位符URL (Uniform. Resource Locator)和文件格式等技術規(guī)范。它能大大簡化Internet網上計算機之間測控數(shù)據交換的編程工作。同時,DataSocket也可用于一臺計算機內或局域網中多個應用程序之間的數(shù)據交換。

DataSocket Server Manager是一個獨立運行的應用程序,它的主要功能是設置DataSocket Server可連接的客戶端程序的最大數(shù)目和可創(chuàng)建的數(shù)據項的最大數(shù)目,設置用戶和用戶組,設置用戶可創(chuàng)建數(shù)據項和讀寫數(shù)據項的權限,未經授權的用戶不能在DataSocket Server上創(chuàng)建或讀寫數(shù)據項,數(shù)據項實際上是DataSocket Server中的數(shù)據文件。DataSocket Server也是一個獨立運行的應用程序,它能為用戶解決大部分網絡通信方面的問題,它負責監(jiān)管Manager中所設定的各種權限的用戶組和客戶端程序之間的數(shù)據交換,自動處理底層的網絡連接及客戶程序之間的數(shù)據交換,使網絡連接對客戶端保持透明。DataSocket Server與測控應用程序可安裝在同一臺計算機上,也可以分裝在不同計算機上,后一種方法可增加整個系統(tǒng)的安全性,因為兩臺計算機之間可用防火墻加以隔離,而且,DataSocket Server程序不會占用測控計算機CPU的工作時間,從而使測控應用程序可以運行得更快。

DataSocket API 包含有Open 、Read、Write和Close等函數(shù),其中的Read和Write函數(shù)又分為單個或數(shù)組形式的字符串型、布爾型、數(shù)值型和波形等多種類型。DataSocket技術可在C語言、VB和LabVIEW等多種開發(fā)環(huán)境中應用,因此,這些函數(shù)有不同的形式,它們在C語言中是函數(shù),在VB中是ActiveX控件,而在LabVIEW中則是功能模塊,DataSocket的ActiveX控件還可以應用在VC、EXCEL、網頁和其他支持ActiveX技術的環(huán)境中。

3.2 利用DataSocket技術通信實例

以下通過DataSocket C/S模式實現(xiàn)數(shù)據的遠程傳輸。

在服務器端對DataSocket Server Manager進行設置，也可采用默認值。然后運行應用程序DataSocket Server，打開DataSocket Server。和上例一樣通

過循環(huán)產生100個正弦信號數(shù)據，利用DataSocket Write節(jié)點將數(shù)據發(fā)送到dstp格式指定的連接中。程序框圖如圖5所示：

圖5 DataSocket服務器端程序框圖

在客戶端，使用DataSocket Read節(jié)點將數(shù)據從指定的地址讀取數(shù)據，并顯示波形。程序框圖如圖6所示：

圖6 DataSocket客戶端程序框圖

運行程序，結果和圖3、4結果類似，波形相同，只是連接輸入格式不一樣。 4 共享變量通信

4.1 共享變量

共享變量是繼DataSocket技術之后LabView為簡化網絡編程邁出的又一大步。通過共享變量，用戶無需編程就可以在不同計算機之間方便的實現(xiàn)數(shù)據的共享。用戶無需了解任何的底層復雜的網絡通信，就能輕松地實現(xiàn)數(shù)據交換。用戶建立和使用共享變量就如同操作全局變量一樣方便。

4.2 利用共享變量通信實例

以下通過C/S（客戶端/服務器）通信模式實現(xiàn)數(shù)據的傳輸模式。

由于共享變量只能存在于工程項目中，建立一個共享變量之前先得建立一個工程，然后在工程目錄下選擇New︱Variable選項，然后根據提示一步一步即可完成設置，但需要注意的是要實現(xiàn)網絡通信變量類型必須選擇為

“Network-Published”。這里在服務器中創(chuàng)建一個名為Server_Variable的共享變量，同樣在客戶端建立一個名為Client_Variable的變量，兩變量其數(shù)據和變量類型一致，都為一維數(shù)組雙精度和網絡發(fā)布類型。在客戶端其程序框圖如圖7所示：

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