多接口融合的儀器端遠程控制庫設計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-03-31 04:55
測試儀器遠程控制是指計算機通過總線遠程操作測試儀器。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及測試難度日益加大,智能化和網(wǎng)絡化成為了測試儀器新的發(fā)展方向。將為了滿足更高的智能化的需求,計算機通過總線遠程控制測試儀器,將測試儀器的專業(yè)的硬件功能與計算機技術(shù)結(jié)合在一起成為一種新的發(fā)展趨勢。同時為了滿足網(wǎng)絡化的需求,LAN接口遠程控制技術(shù)也得到了巨大的發(fā)展,使得測試儀器能夠支持更多接口的遠程控制方式。本課題的主要任務是設計一款可同時支持多種接口的儀器端遠程控制庫。該庫具有可同時支持多種接口遠程控制的特征。本論文主要研究內(nèi)容如下:1.針對儀器端遠程控制系統(tǒng)的相關(guān)需求,完成儀器端遠程控制系統(tǒng)的軟件總體方案設計。首先對遠程控制系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和功能進行分析,之后就遠程控制系統(tǒng)在儀器端的部分進行詳細分析,通過需求分析,設計儀器端遠程控制庫的總體方案,將整個儀器端遠程控制庫分成接口調(diào)度層和接口通信層兩部分分別進行實現(xiàn)。2.針對多接口設備端驅(qū)動程序具有的共同功能的特點,為實現(xiàn)多接口設備端驅(qū)動程序之間的調(diào)度問題,設計接口調(diào)度層程序。接口調(diào)度層的主要功能是提供統(tǒng)一的功能函數(shù)以模糊各個接口的物理差異,對儀器資源的統(tǒng)一分配和加鎖...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
儀器遠程控制系統(tǒng)的總體框架
電子科技大學碩士學位論文8綜上分析,接口調(diào)度層應完成3個工作,即提供統(tǒng)一接口調(diào)度函數(shù)、實現(xiàn)鎖機制和提供遠程本地狀態(tài)集。接口調(diào)度層的工作流程如圖2.2所示。圖2-2接口調(diào)度層工作流程2.3接口通信層需求分析隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展,測試測量領(lǐng)域內(nèi)對儀器的性能提出了越來越高的要求,教研室正在研制的任意波形發(fā)生器和失真信號發(fā)生器都要求能夠支持多種接口的遠程控制操作。在本課題設計的接口通信層旨在解決這個困擾,使控制計算機能夠直接通過不同的儀器接口對儀器進行遠程控制。本課題的接口通信層需包括三個部分,分別是USB接口驅(qū)動和LAN接口驅(qū)動和GPIB接口驅(qū)動。2.3.1USB接口驅(qū)動需求分析USB接口驅(qū)動是遵循USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議設計的,其連接方式和數(shù)據(jù)傳輸方式需嚴格遵守USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議規(guī)定。USBTMC協(xié)議建立在USB協(xié)議[19]基礎之上的一種協(xié)議,是USB聯(lián)盟針對測試測量領(lǐng)域的需求而專門制定的。所以USBTMC協(xié)議必須能兼容USB通用協(xié)議的各項規(guī)范[20]。USBTMC協(xié)議在USB通用協(xié)議的基礎上還提出額外的協(xié)議要求。它進一步擴展了USB接口在測試儀器當中的應用,并且建立一個統(tǒng)一的標準。USBTMC_USB488協(xié)議是USBTMC協(xié)議的子協(xié)議,使設備能夠使用基于IEEE488.2標準的USBTMC消息通過USB接口進行通信[21]。根據(jù)USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議規(guī)定,USB接口驅(qū)動的需實現(xiàn)4個端點,分別是控制端點、批量輸入端點、批量輸出端點和中斷輸入端點。USBTMC協(xié)議的通信模型如圖2-3所示:其中控制端點是任何USB設備都必須支持的,用以控制傳輸。控制端點主要實現(xiàn)USB標準請求,類請求和自定義請求。除了標準請求外,USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議共定義了8個必須支持的類請求和4個可選的類請求,用以實現(xiàn)測試測量儀器的特定操作?
第二章儀器端遠程控制庫總體設計方案9指令和其處理結(jié)果就是通過這2個端點進行傳輸?shù)摹V袛噍斎攵它c用以IEEE488定義的服務請求功能,設備可通過中斷輸入端點向主機發(fā)送狀態(tài)字節(jié),用于向主機服務請求。圖2-3USBTMC協(xié)議的傳輸模型2.3.2LAN接口驅(qū)動需求分析LAN接口驅(qū)動是遵循VXI-11協(xié)議[21]設計的,其連接方式和數(shù)據(jù)傳輸方式需嚴格遵守VXI-11協(xié)議的規(guī)定。圖2-4VXI-11協(xié)議定義的三個通道VXI-11協(xié)議是LXI協(xié)議的重要組成部分,LXI使用VXI-11協(xié)議作為儀器發(fā)現(xiàn)機制。VXI-11協(xié)議是基于ONC-RPC遠程過程調(diào)用定義的一套網(wǎng)絡儀器協(xié)議[21]。VXI-11協(xié)議在控制器和設備之間定義了三個通道來傳遞網(wǎng)絡儀器消息,分別是核心通道、終止通道和中斷通道,如圖2-4所示。核心通道用于傳輸所有對儀器的RPC操作請求,包括連接管理、數(shù)據(jù)讀寫、前面板鎖定等,終止通道用于終止正在進行的RPC調(diào)用,中斷通道用于儀器請求服務時通知網(wǎng)絡儀器客戶端,并可用于
【參考文獻】:
期刊論文
[1]VXI-11協(xié)議的完整開發(fā)與庫的實現(xiàn)[J]. 韓旭,宋華軍,王躍宗. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2020(10)
[2]一種用于USB設備自動熱插拔的多通道檢測系統(tǒng)設計[J]. 董攀. 化工自動化及儀表. 2019(05)
[3]基于GeoCom接口遠程控制軟件研究與設計[J]. 鄧清軍,王盼,許邦鑫. 地理空間信息. 2017(10)
[4]中國部分精密儀器與裝備發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 賈平. 科技導報. 2017(11)
[5]IMX6基于Vxworks的Framebuffer驅(qū)動移植[J]. 豐新龍,李素平. 電子技術(shù)與軟件工程. 2016(17)
[6]通過VXI-11協(xié)議控制LXI儀器[J]. 耿建平,鄧力. 微計算機信息. 2011(10)
[7]LXI儀器中VXI-11協(xié)議的研究與實現(xiàn)[J]. 鐘世春,馬敏,王厚軍. 電子科技大學學報. 2010(S1)
[8]Linux下基于socket多線程并發(fā)通信的實現(xiàn)[J]. 王遠洋,周淵平,郭煥麗. 微計算機信息. 2009(15)
[9]基于GPIB總線和VISA標準自動測試系統(tǒng)的應用[J]. 孟馨,王志剛,馬文敏,王新磊. 河北工業(yè)大學學報. 2009(02)
[10]基于IVI技術(shù)數(shù)字示波器驅(qū)動器設計[J]. 劉重圍,沈艷. 微計算機信息. 2008(22)
碩士論文
[1]基于USB中斷通道的TMC儀器控制協(xié)議研究及其實現(xiàn)[D]. 葉建偉.電子科技大學 2017
[2]基于FPGA的嵌入式以太網(wǎng)接口設計[D]. 張杰.西安電子科技大學 2014
[3]自動化儀器儀表行業(yè)分析及企業(yè)發(fā)展方向研究[D]. 彭敬兵.重慶理工大學 2014
[4]任意波形發(fā)生器SCPI服務程序及參數(shù)自動校正系統(tǒng)設計[D]. 吳圓霞.電子科技大學 2014
[5]通用測試儀器USBTMC協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 翟果.電子科技大學 2013
[6]基于GPIB的AWG程控通信接口系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王倩.長春工業(yè)大學 2012
[7]基于USBTMC協(xié)議的USB接口虛擬儀器的研究[D]. 姜成航.大連理工大學 2005
[8]USB總線接口技術(shù)及應用研究[D]. 李星宇.南京航空航天大學 2003
本文編號:3110831
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
儀器遠程控制系統(tǒng)的總體框架
電子科技大學碩士學位論文8綜上分析,接口調(diào)度層應完成3個工作,即提供統(tǒng)一接口調(diào)度函數(shù)、實現(xiàn)鎖機制和提供遠程本地狀態(tài)集。接口調(diào)度層的工作流程如圖2.2所示。圖2-2接口調(diào)度層工作流程2.3接口通信層需求分析隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展,測試測量領(lǐng)域內(nèi)對儀器的性能提出了越來越高的要求,教研室正在研制的任意波形發(fā)生器和失真信號發(fā)生器都要求能夠支持多種接口的遠程控制操作。在本課題設計的接口通信層旨在解決這個困擾,使控制計算機能夠直接通過不同的儀器接口對儀器進行遠程控制。本課題的接口通信層需包括三個部分,分別是USB接口驅(qū)動和LAN接口驅(qū)動和GPIB接口驅(qū)動。2.3.1USB接口驅(qū)動需求分析USB接口驅(qū)動是遵循USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議設計的,其連接方式和數(shù)據(jù)傳輸方式需嚴格遵守USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議規(guī)定。USBTMC協(xié)議建立在USB協(xié)議[19]基礎之上的一種協(xié)議,是USB聯(lián)盟針對測試測量領(lǐng)域的需求而專門制定的。所以USBTMC協(xié)議必須能兼容USB通用協(xié)議的各項規(guī)范[20]。USBTMC協(xié)議在USB通用協(xié)議的基礎上還提出額外的協(xié)議要求。它進一步擴展了USB接口在測試儀器當中的應用,并且建立一個統(tǒng)一的標準。USBTMC_USB488協(xié)議是USBTMC協(xié)議的子協(xié)議,使設備能夠使用基于IEEE488.2標準的USBTMC消息通過USB接口進行通信[21]。根據(jù)USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議規(guī)定,USB接口驅(qū)動的需實現(xiàn)4個端點,分別是控制端點、批量輸入端點、批量輸出端點和中斷輸入端點。USBTMC協(xié)議的通信模型如圖2-3所示:其中控制端點是任何USB設備都必須支持的,用以控制傳輸。控制端點主要實現(xiàn)USB標準請求,類請求和自定義請求。除了標準請求外,USBTMC協(xié)議和USBTMC_USB488協(xié)議共定義了8個必須支持的類請求和4個可選的類請求,用以實現(xiàn)測試測量儀器的特定操作?
第二章儀器端遠程控制庫總體設計方案9指令和其處理結(jié)果就是通過這2個端點進行傳輸?shù)摹V袛噍斎攵它c用以IEEE488定義的服務請求功能,設備可通過中斷輸入端點向主機發(fā)送狀態(tài)字節(jié),用于向主機服務請求。圖2-3USBTMC協(xié)議的傳輸模型2.3.2LAN接口驅(qū)動需求分析LAN接口驅(qū)動是遵循VXI-11協(xié)議[21]設計的,其連接方式和數(shù)據(jù)傳輸方式需嚴格遵守VXI-11協(xié)議的規(guī)定。圖2-4VXI-11協(xié)議定義的三個通道VXI-11協(xié)議是LXI協(xié)議的重要組成部分,LXI使用VXI-11協(xié)議作為儀器發(fā)現(xiàn)機制。VXI-11協(xié)議是基于ONC-RPC遠程過程調(diào)用定義的一套網(wǎng)絡儀器協(xié)議[21]。VXI-11協(xié)議在控制器和設備之間定義了三個通道來傳遞網(wǎng)絡儀器消息,分別是核心通道、終止通道和中斷通道,如圖2-4所示。核心通道用于傳輸所有對儀器的RPC操作請求,包括連接管理、數(shù)據(jù)讀寫、前面板鎖定等,終止通道用于終止正在進行的RPC調(diào)用,中斷通道用于儀器請求服務時通知網(wǎng)絡儀器客戶端,并可用于
【參考文獻】:
期刊論文
[1]VXI-11協(xié)議的完整開發(fā)與庫的實現(xiàn)[J]. 韓旭,宋華軍,王躍宗. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2020(10)
[2]一種用于USB設備自動熱插拔的多通道檢測系統(tǒng)設計[J]. 董攀. 化工自動化及儀表. 2019(05)
[3]基于GeoCom接口遠程控制軟件研究與設計[J]. 鄧清軍,王盼,許邦鑫. 地理空間信息. 2017(10)
[4]中國部分精密儀器與裝備發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 賈平. 科技導報. 2017(11)
[5]IMX6基于Vxworks的Framebuffer驅(qū)動移植[J]. 豐新龍,李素平. 電子技術(shù)與軟件工程. 2016(17)
[6]通過VXI-11協(xié)議控制LXI儀器[J]. 耿建平,鄧力. 微計算機信息. 2011(10)
[7]LXI儀器中VXI-11協(xié)議的研究與實現(xiàn)[J]. 鐘世春,馬敏,王厚軍. 電子科技大學學報. 2010(S1)
[8]Linux下基于socket多線程并發(fā)通信的實現(xiàn)[J]. 王遠洋,周淵平,郭煥麗. 微計算機信息. 2009(15)
[9]基于GPIB總線和VISA標準自動測試系統(tǒng)的應用[J]. 孟馨,王志剛,馬文敏,王新磊. 河北工業(yè)大學學報. 2009(02)
[10]基于IVI技術(shù)數(shù)字示波器驅(qū)動器設計[J]. 劉重圍,沈艷. 微計算機信息. 2008(22)
碩士論文
[1]基于USB中斷通道的TMC儀器控制協(xié)議研究及其實現(xiàn)[D]. 葉建偉.電子科技大學 2017
[2]基于FPGA的嵌入式以太網(wǎng)接口設計[D]. 張杰.西安電子科技大學 2014
[3]自動化儀器儀表行業(yè)分析及企業(yè)發(fā)展方向研究[D]. 彭敬兵.重慶理工大學 2014
[4]任意波形發(fā)生器SCPI服務程序及參數(shù)自動校正系統(tǒng)設計[D]. 吳圓霞.電子科技大學 2014
[5]通用測試儀器USBTMC協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 翟果.電子科技大學 2013
[6]基于GPIB的AWG程控通信接口系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王倩.長春工業(yè)大學 2012
[7]基于USBTMC協(xié)議的USB接口虛擬儀器的研究[D]. 姜成航.大連理工大學 2005
[8]USB總線接口技術(shù)及應用研究[D]. 李星宇.南京航空航天大學 2003
本文編號:3110831
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