1、毕 业 设 计题目： 基于 LabVIEW 和 Web 的热换站 远程监控系统设计 学 生： 李隆均 学 号： 201306100216 学 院： 电气与信息工程学院 专 业： 物联网工程 指导教师： 李光明 2017 年 6 月 1 日毕业设计（论文）任务书电信 学院 物联网工程 专业 物联网 132 班级 学生： 李隆均 题目： 基于 LabVIEW 和 Web 的热换站远程监控系统设计 毕业设计（论文）从 2017 年 2 月 27 日起到 2017 年 6 月 18 日课题的意义及培养目标：网络通信技术的快速发展使得基于网络的远程通信、控制在日常生活和工业中的应用日益普遍。基于 Web
2、 的远程监控系统对远程客户端要求低，再加上互联网技术的普及，它将会更广泛地 应用到工业设备远程监控、智能电网、物联网、智 能楼宇及远程安防监控系统等上。虚拟仪器具有丰富的软件功能、简单的硬件结构及智能化程度高等特点，以虚拟仪器技术为平台建立的热换站监测系统能够克服传统的测试测量系统功能单一及升级复杂等缺点，并且可以使功能更强、精度更高、速度更快、灵活性更强。 该系统一方面可以通过浏览器登录到 Web 服务器，从而对嵌入式 Web 服务器进行相应的监控，另一方面可以对热换站的运行参数进行处理、存储、显示和分析。通过对系统的设计完成毕业设计说明书的撰写工作，撰写格式和内容符合陕西科技大学本科毕业论
3、文（设计）要求。 设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1.LabVIEW 软件设计方法资料 2.基于 Web 的远程监控系统 3.嵌入式 Web 服务器与 LabVIEW 在远程控制中的应用 4.关于热换站的相关资料 课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1. 实现热换站与监控层之间的通信、网络连接和控制 2. 通过浏览器登录到 Web 服务器，对嵌入式 Web 服务器相应的监控 3. 对热换站的运行参数进行处理、存储、显示和分析 4.系统各项功能运行基本符合要求，能够正常运行，稳定。 设计（论文）进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周 次 设计（论文）任务及要求1 下达设计任务。2
4、4 查阅至少 20 篇相关的文献资料及目录编写 开题报告答辩和确定方案论证。10 完成整体程序仿真运行 调试和设计，毕业实习。1113 编写任务书。1416 整理 资料，完成论文，准 备答辩学生签名： 指导教师： 教研室主任： I基于 LabVIEW和 Web的热换站远程监控系统设计摘 要虚拟仪器其实是以软件代替部分硬件功能，尽可能的使用计算机的一种软硬件资源，以此来完成各类测试、测量与自动化应用的一种集成系统。远程虚拟仪器则是虚拟仪器在网络领域的一种延伸，它能从和它 Internet 相连的远端取得动态数据或把控制信号传输到远端，使在本地计算机上监控远端成为可能，使用远程虚拟仪器技术让信号采
5、集、传输和处理完成一体化。如何实现基于 Web 的远程可视化和控制，并将其应用于远程实验教学是本文的焦点。使用 LabVIEW 图形化编辑器的系统软件时，这部分的发展国家仪器公司（NI）的语言是专注于基于 DataSocket 的远程数据传输技术，图像压缩与传输，远程用户数据库管理的技术问题解决来完成的。该公司使用的数据采集卡，采集和处理数据的实时现场测试的 NI PCI-6251 的硬件部分。目前，网络，实现了基本功能，你可以在校园网，实验，技术交流和共同学习的平台上运行的虚拟实验系统，基于网络设备的硬件，你要共享教师和学生提供培训研究实验室你可以。随着其功能的进一步完善，将发挥在实验远程教
6、育的未来发挥更大的作用。 这个项目的目的是基于虚拟仪器技术和互联网技术建立一个实验室远程监控系统。虚拟仪器技术，基于网络的远程网络技术的出现，专门开发以解决上述问题，提供一种新的途径。所谓虚拟仪器，就是的通用计算机平台的用户，根据功能测试需求定义和器具的设计。LabVIEW 是现在世界应用中最大的图形化虚拟开发环境, 它被当做为一个标准的数据收集和仪器 control 的软件。 LabVIEW 集成了与符合 GPIB、RS-232 和 RS-485 协议的硬件及数据收集的所有功能。其中还配置了方便应用 TCP/IP 等软件标准的库函数。另外，它创出了一个方易于使用的 TCP / IP，活动的软
7、件标准库函数。这是一个功能强大的软件。它可以利用互联网的虚拟化技术相结合，容易形成一个网络虚拟仪器系统。基于 LabVIEW 和 Web 的热换站远程监控系统的研究为远程实验式教学建造了平台，它在教育和科研等范畴中具有广大的发展空间。并且，本课题的研究有积极意义对于工业现场实现数据收集和发出的集成方面，在另一方面，这个问题对于工业数据采集和整合传播的研究有着积极的意义。关键词：虚拟仪器，网络技术，热换站，Web 发布 ，服务器IIDesign of the remote monitoring system based on LabVIEWand the WebABSTRCATIn order
8、to basically complete the extensive application of test, measurement and automation system integrators, hardware functions, virtual instrument software to replace the full use of computer hardware and software resources. Virtual instrument on-line spatial expansion of remote virtual instrument, whic
9、h can be sent remotely to the remote Internet or provide remote PC data through the remote control signal acquisition of dynamic data access monitoring remote remote virtual machine technology, processing and transmission integration to achieve. How to achieve Web-based remote monitoring and control
10、, and the application of visualization experimental teaching is here to discuss the focus of the remote control.When using the LabVIEW graphical editor system software, this part of the development of the National Instruments (NI) language is focused on DataSocket-based remote data transmission tech
11、nology, image compression and transmission, remote user database management technical problem solving, will be completed The The company uses a data acquisition card that collects and processes data on the real-time field test of the NI PCI-6251 hardware section. At present, the network, to achieve
12、the basic functions, you can in the campus network, experiment, technical exchange and co-learning platform to run the virtual experimental system, based on network equipment hardware, you want to share teachers and students to provide training research laboratory you can The With the further improv
13、ement of its function, will play a greater role in the future of experimental distance education.The purpose of this project is to establish a laboratory remote monitoring system based on virtual instrument technology and Internet technology. Virtual instrument technology, the emergence of network-b
14、ased remote network technology, specially developed to solve the above problems, to provide a new way. The so-called virtual instrument, is the general computer platform users, according to functional testing requirements and the design of the appliance.LabVIEW is now the worlds largest graphical vi
15、rtual development environment, and it is used as a standard data collection and instrument control software. LabVIEW integrates all the features of hardware and data collection in line with GPIB, RS-232 and RS-485 protocols. Which also configured to facilitate the application of TCP / IP and other s
16、oftware standard IIIlibrary functions. In addition, it creates an easy-to-use TCP / IP, active software standard library function. This is a powerful software. It can use the Internet virtualization technology combined, easy to form a network virtual instrument system.The research of remote monitori
17、ng system based on LabVIEW and Web has built a platform for remote experimental teaching, which has a lot of room for development in the fields of education and scientific research. Moreover, the research of this subject has positive significance for the industrial field to achieve data collection a
18、nd distribution of the integration aspects, on the other hand, the problem for industrial data collection and integration of the dissemination of research has a positive meaning.Key words: Virtual instrument, network technology, hot exchange station, Web publishing, serverIV目 录摘 要 .IABSTRCAT.II1 绪论
19、.11.1 课题的来源与意义 .11.2 课题的研究现状和发展 .11.3 课题的研究内容与关键技术 .41.3.1 课题关键研究内容 .41.3.2 主要技术研究 .42 系统的整体设计方案 .52.1 系统的需求分析 .52.2 系统的网络架构 .52.3 LabVIEW 中设计实验室的 VI.62.3.1 主 VI 的设计 .62.4 LabVIEW 的技术基础 .73 基于 LabVIEW 的监控系统设计 .103.1 系统的远程发布 .103.1.1 基于 DataSocket 远程通信 .103.1.2 远程网络访问 .103.1.3 程序储存模块 .114 热换站远程实验室原理
20、.134.1 远程虚拟实验室的结构原理 .134.2 虚拟实验室的模式 .134.3 Web 服务 .144.3.1 配置网络服务器 .144.3.2 导入 Web 服务方法 .154.3.3 Web 发布工具方法 .165 系统的测试和运行 .205.1 前面板功能测试 .206 总结与展望 .236.1 总结 .236.1.1 主要焦点和成果 .236.2 展望 .23致 谢 .24参 考 文 献 .25基于 LabVIEW 和 Web 的热换站远程监控系统设计 11 绪论1.1 课题的来源与意义本课题目的是建立一个基于虚拟仪器技术和互联网技术的实验室远程监控系统。虚拟仪器技术的出现，特别
21、是其基于 Web 的远程网络技术开发的发展为解决这些问题，提供了一种新的方法。 所谓的虚拟仪器，是用户在通用的计算机平台中，根据需要定义和设计仪器测试功能，使用户在操作这个虚拟仪器时，如在操作一台自己设计测试设备。LabVIEW 图形编程环境以及作者对交流电路行为的实验结果。 在测量技术中使用的仪器被开发为计算机数据库设备，在串行接口或并行端口上使用良好确定的功能（采集参数，信号处理/适配）与通信可能性。 今天，数据采集板被使用，可以直接组装到计算机中，具有示波器的操作可能性。 LabVIEW环境的出现是由研究自动化活动和基于由用户界面和可视化编程元素组成的分层仪器结构的应用程序开发的动力。虚
22、拟仪器的出现是测量仪器发展史上的一场革命。 它充分利用最新的计算机技术来实现和扩展仪器功能。 使用电脑屏幕的图像可以轻松地模拟各种设备控制面板，以测试结果的输出形式表达。 用计算机软件实现大部分信号的分析和处理，完成各种控制和测试功能。 用户通过应用通用计算机程序模块和硬件的功能在一起。 通过友好的图形界面来操作这台电脑。 由于在操作中自己定义的各个仪器本身的设计可以测量完成采集，分析，确定，控制，显示，数据存储等。1.2 课题的研究现状和发展从虚拟仪器的概念到目前为止，虚拟仪器技术的研究正处于起步阶段。 研究人员对虚拟仪器硬件接口，虚拟仪器软件及其设计方法进行了大量的研究工作，并开发了一批实
23、用的虚拟仪器系统。 随着虚拟仪器技术日益成熟，国内外大学和研究机构的远程实验系统研究一直在不断发展。全球许多行业的虚拟仪表应用包括汽车，通信，航空航天，半导体，电子设计和生产，过程控制，生物医学等许多行业。 应用涵盖从研发到生产和服务领域的产品开发的各个阶段。 通过在您的组织中应用虚拟仪器，您可以使用信息共享和软件共享来节省时间和金钱。虚拟仪器更传统仪器的优点：（1）强大的电脑硬件资源整合。 打破传统仪器在数据处理，显示，存储等方面的局限，大大增强了传统仪器的功能。（2）利用计算机软件资源实现仪器硬件部分软件，节约材料资源，增加系统灵活性。 通过软件技术和相应的数值算法。 直接对测试数据进行各
24、种分析和处理。 通过图形用户界面技术，真正用户友好，人机交互。 （3）虚拟仪器的硬件和软件是一种开放，模块化，可重复使用和互换的特性。 因此，用户可以根据自己的需要使用不同厂家的产品。 仪器系统的发展更加灵活，高效，缩短了系统的形成时间传统仪器是基于固定硬件和软件资源的应用特定系统，因此其功能和应用陕西科技大学毕业设计说明书 2由制造商定义。这些仪器是复杂的系统，因此它们变得昂贵且难以管理。个人电脑在许多科技领域的广泛应用使其成为实现测量仪器的理想硬件和软件平台。通过添加简单的数据采集系统，个人电脑可以模拟任何仪器。以这种方式生成的仪器称为虚拟仪器，因为它们不具有对硬件和软件资源的独占访问。通
25、过重新编程软件，可以在同一硬件上实现不同的仪器。虚拟仪器提供了很多优势，其中最重要的是由于硬件和软件资源的可重用性而导致的低成本。上述特点和个人电脑的不断演进和便宜化使虚拟乐器成为传统手机的宝贵替代品。然而，有两个主要因素限制了虚拟应用仪器。 一方面，由于通用计算机的更常见的操作系统不面向实时应用，所以数据捕获速度降低到较慢的速度。 另一方面，数据采集系统不是面向应用的系统，而是通用的系统。 因此，我们的建议集中在通过用可重构数据采集系统替换通用硬件来增强虚拟仪器，如图1所示。通过这种方式，一些数据处理可以通过减少数据流的硬件来实现 往返于计算机，并提高最高采样率。LabVIEW是一种高效的图
26、形编程语言，用于构建仪器系统的数据采集。通过LabVIEW，您可以快速创建用户界面，为您的软件系统提供交互式控制。要指定您的系统功能，您只需组装框图和自然设计符号。与测量硬件紧密集成，这样有助于数据采集，分析和表示解决方案的快速开发.LabVIEW包含强大的内置测量分析和图形编译器，以实现最佳性能。 LabVIEW可用于Windows 2000 / NT / Me / 9x， Mac OS，Linux ，Sun Solaris和HP-UX，并提供三种不同的开发系统选项。LabVIEW将传统编程的开发速度加快4到10倍！通过LabVIEW的模块化和层次结构，您可以在短时间内对系统进行原型，设计和
27、修改。您还可以在其他应用程序中轻松快速地重用LabVIEW代码使用实验室VIEW系统，每个用户都可以以单一商业仪器的成本获得一个完整的仪器实验室。 此外，用户可配置的LabVIEW系统具有足够的灵活性，可适应技术变化，从而实现更好的长期投资。所有LabVIEW应用程序都以编译速度执行，以获得最佳性能。使用LabVIEW专业开发系统或应用程序生成器，您可以构建独立的可执行文件或DLL，以便安全地分发代码。您甚至可以创建共享库或DLL 来调用其他编程语言的LabVIEW代码。随着 LabVIEW的开放式开发环境，您可以通过ActiveX，Web，DLL ，共享库，SQL（数据库） ， DataSo
28、cket，TCP / IP和其他许多协议连接到其他应用程序。使用LabVIEW快速创建网络测量和将最新技术整合到Web发布和远程数据共享中的自动化系统。 LabVIEW还具有可用于插件数据采集，信号调理，GPIB，VXI，PXI，基于计算机的仪器，串行协议，图像采集和运动控制的驱动程序库。除LabVIEW开发系统外，NI还提供了各种附加模块和工具集，可扩展LabVIEW的功能。这使您能够快速构建可定制的，强大的测量和自动化系统。LabVIEW数据记录和监控模块对于高通道数和分布式应用，LabVIEW日志记录和监控控制模块提供了一个完整的解决方案。该模块提供I / O管理，事件记录和报警管理，分布式日志记录，历史和实时趋势，内置安全性，可配置网络功能，OPC设备连接以及超过3,300个内置图形。LabVIEW应用程序在全球许多行业实施，包括汽车，电信，航空航天，半导体，电子设计和生产，过程控制，生物医学等许多行业。应用涵盖从研究到设计到生产和服务的产品开发的各个阶段。通过在整个组织中利用LabVIEW，您可以通过共享信息和软件来节省时间和金钱。LabVIEW用于众多的过程控制
