网络化采集系统详解

一.概述

　　随着计算机网络技术的发展和人们对数据采集系统的规模、数据处理速度和资源共享要求的不断提高，测控系统的设计也由单设备模式向多设备分布测量模式发展，成为具有互操作性、网络化、开放性、分散性、智能化的测控系统。测控仪器仪表网络化已成为测控领域的发展方向，仪器仪表标准不断向计算机标准、网络规范靠拢。网络化测控技术主要从以下三方面有力的推动了测控仪器仪表的发展：降低了测试系统的成本；易于远距离测控和资源共享；易于远距离诊断与测试设备的维护和使用。今天，在生产制造、工程现场、科研试验等众多领域，网络化数据采集系统已经得到了应用，客户寻求组建大型、复杂、网络化测试系统解决方案的需求日益增多。
TDEC结合自身产品特点，经过持续的探索与实践，可提供完善的基于TDEC数采设备的网络化数据采集系统解决方案，并在工程项目中得到了成功的运用。

二.传统的数据采集系统

　　☆ 组成
　　由插卡式、模块化或USB总线数采设备与相应的硬件平台相结合，配上前端的传感设备，在虚拟仪器软件的控制下，完成本地化数据采集的功能。

　　☆ 拓结构图
　　☆ 特点

* 功能明确、单一，直接在本地完成数据采集和相应的后期处理，可以满足规模不大的试验需求。
* 对测试现场性的要求较高，从前端传感设备到数采系统硬件平台，再到控制虚拟仪器软件的操作人员之间都存在本地化的距离制约。
* 采集系统缺少网络功能，可扩展性较差，不易或无法满足用户需求的变化以及大量数据（如数百路通道）的并行采集。
* 组建测量信号多、分布范围广的大型系统，采用传统技术，只能通过投入大量的成本、增加系统设备和测试人员来解决；在日常的使用维护过程中，也将消耗较多的资源。

三.网络化数据采集系统

☆ 简介
一个大型、复杂的测试系统中，调理、输入、输出、结果分析等系统设备往往分布在不同的地点，仅用一台设备并不能完成整个测试任务，而需要由分布在不同地理位置的多个设备共同完成。随着计算机网络技术、总线技术与数据库技术的发展，针对一个大型、复杂的测试系统的需求，一种崭新的解决方案已经成熟，这就是网络化数据采集系统。

☆ 组成
基于传统的数据采集系统技术，利用计算机网络技术、总线技术将分散在不同地理位置、不同功能的测试设备集成在一起，加上服务器、客户端以及数据库，组成测控局域网系统，通过网络化的虚拟仪器软件，共同实现复杂、相互组合的多种测控功能。

☆ 特点
* 与局域网络有着相同的体系结构和通信模型。
* 分布式测量，集中式管理，系统功能多样化，操作界面人性化；控制网络测试设备同操作本地设备一样方便。
* 虚拟仪器、示波器、逻辑分析仪、PC机、工控机各种智能测控仪表都可以成为测控网络中的节点。
* 相对于同等规模传统的测试系统，具有较低的组建及使用、维护成本。
* 易于远距离测控和资源共享。
* 易于测试设备的远距离诊断与维护。
* 系统集成信号采集、数据处理、数据存储、数据传输和控制等各个流程。

由插卡式、模块化或USB总线数采设备与相应的硬件平台相结合，配上前端的传感设备，在虚拟仪器软件的控制下，完成本地化数据采集的功能。

四 TDEC网络化数据采集系统

☆ 硬件系统平台

* 组成
由TDEC自主生产的各类数据采集设备相互组合，利用计算机网络技术、总线技术，加上服务器、客户端以及数据库平台，组成测控局域网系统，在网络化虚拟仪器软件的控制下，共同实现复杂、相互组合的多种测控功能。
* 结构图

* 测试节点
其中，每一个测试的节点针对不同的客户需求可以选用TDEC的不同系列的数采设备。在每一个测试节点上都为系统提供了完整的对设备的控制方法。
* 服务器
服务器实现了对所有测试节点上的测试设备的管理。同时，服务器也承担着对客户端权限和数据库服务的管理。
* 客户机
客户机是用户对整个系统进行操作、控制的窗口，在服务器的管理下，利用网络化虚拟仪器软件可以对相应的测试节点进行控制；根据系统需求对测试数据进行后期分析处理；对数据库的信息进行查询与管理。
* 数据库
数据库经过服务器的配置管理后即可为客户端提供各项数据存储的服务。也可以根据系统的需求将相应的数据发布到LAN乃至WAN上，供用户查询。
☆ 软件技术实现

* 组成
采用C/S模式构架，是开放式系统的协同处理工作模式。核心技术是COM组件技术。
* 结构图

* 底层程序
在各测试节点运行相应测试设备的控制程序，可实现对TDEC采集设备的所有程控操作。数据库控制程序采用ADO（ActiveX Data Object）技术。ADO是一种面向对象数据库开发技术，它采用高层访问技术访问OLE DB中封装的COM接口来访问数据库。
* 服务器程序
服务器程序负责系统中众多设备的管理以及客户对设备操作请求的派遣工作。
* 户机应用程序
客户机应用程序采用人性化的图形界面，一个操作人员在一台客户机上即可对网络中所有测试节点进行控制和操作，获取测试数据以及数据后处理。不同的应用采用不同的客户机应用程序。
* COM组件
上述三层模块相互独立，通过COM组件技术可将其联系起来。可先将底层程序所提供的接口封装为COM组件；在测试节点、服务器和客户机上都配置上这些组件。基于DCOM分布式的特性，可以绕开计算机网络的所有协议，直接实现网络数据的传输。

☆ 系统特点
* 统规模自适应性
实现分布式测量、集中控制和管理的测试目的同时，可根据应用需要，灵活构建和定制设备的数量和规模，系统软件自动适应。
* 系统功能强
系统中可以选用多种TDEC的设备，同时可将不同设备的功能加以组合以实现系统的功能多样化需求。
* 系统稳定度高
采用了模块化的分层设计，引入较为先进的COM组件技术，轻松实现网络数据传输。
* 成本低廉
使昂贵的硬件设备、软件在网络内得以共享，减少了设备重复投资。同时还节约人力资源。在日常的使用维护过程中，仅需少量的操作人员即可。
* 扩展性好
系统各模块相互独立，便于扩展。只需添加相应的控制程序即可增加硬件设备。

五.应用领域

* 工业制造、自动化领域的在线监测
* 风洞试验中各种复杂的动态和静态参数测量
* 多设备测量和控制的大型试验场合：核爆轰、航天发射等
* 电力生产和运行过程的综合测试系统
* 多客户端进行实时监测、查询测试数据的应用
* 教学应用