王季[1]2004年在《Windows环境测控系统中实时扩展技术的研究与实现》文中认为由于Windows2000操作系统友好的图形用户接口、出色的多任务性能和优越的硬件兼容性，在当今的计算机测控领域中，越来越多的测控系统采用Windows2000作为其开发和运行平台。然而由于Windows2000并不是针对实时性应用而设计的，如果采用普通的技术手段进行测控系统的开发和设计，在实时性要求较高的情况下将无法达到应用的要求。因此，对Windows 2000的内核机制进行深入分析，从而研究扩展Windows2000的实时性能的方法，具有很强的理论意义和实用价值。 本文结合中航二集团“十五”预研课题(41801100101)—“直升机飞行载荷数字化协调加载及数据采集技术研究”，对数据采集系统中的实时性问题和实时扩展技术展开深入研究，最终实现了基于Windows2000测控系统的实时扩展，并将其应用于实际的采集系统研制和开发中。 本文首先在研究了Windows2000体系结构和系统机制后，详细分析了Windows2000用于实时系统时存在的问题，并研究了国内外对此问题的研究状况。结合工程项目的实际情况，提出了基于Windows2000测控系统实时扩展的总体分析与设计，并分析和解决了实时扩展中的定时器管理、任务管理和调度、I/O管理和缓冲池管理等关键技术。 针对实时扩展的定时器管理问题，本文在研究了Windows中断调度机制的基础之上，设计并实现了通过软件和硬件两种手段获得时钟的方法，并研究了时钟中断的功能和实现方法。 对于实时扩展中的实时任务调度问题，本文在研究了Windows2000的进线程机制，并对测控系统任务进行分类和分解之后，设计并实现了一种新的基于周期任务的动态优先级调度算法，有效的解决了采集和控制任务的实时性问题。 本文在研究了Windows内核驱动程序模型的基础之上，设计并实现I/O的初始化管理、请求派发机制、同步管理机制以及缓冲池的分配与回收机制、非分页内存链表管理等机制和方法，较好的解决了实时扩展中的I/O管理和缓冲池问题。 利用所研究和设计的实时扩展方法，本文设计了具体的数据采集系统，并对其功能和性能进行了测试、分析和评价。结果表明该方法简单易行，调度算法高效实用，可显着改善基于Windows2000测控系统的实时性能，具有较强的实用和推广价值。
王梅[2]2004年在《基于Windows CE的便携式近红外光谱仪测控及分析软件的研究》文中进行了进一步梳理近红外光谱分析不需繁复的样品预处理，可以方便地实现现场、在线分析，而且其具有分析速度快、成本低、无损无污染等优点。随着近红外光谱技术应用越来越广泛，实现近红外光谱分析仪快速准确的分析检测功能和真正的便携性成为此项技术进一步推广的关键。本文叙述了国内外近红外光谱仪的发展现状及趋势，并结合近年来可用于分析仪器便携化改造的两种新兴技术：PDA和USB的发展现状和特点，分析了融入新技术的便携式近红外光谱分析仪的优点。在项目组开发的样机硬件基础上，提出了测控系统的具体设计方案。方案中，同时采用标准RS232接口和USB接口作为通讯接口；软件系统中包括了两套软件，一套为基于Windows CE系统的测控软件。PDA通过RS232串口控制仪器工作，适用于野外现场测量。测控软件通过对底层单片机的控制，控制光谱测量流程并实时显示谱图；测得的光谱数据可以以不同的格式存储。另一套为基于桌面PC的测控软件，以USB协议同底层单片机通讯；软件中搭建了算法分析软件的框架，并实现了几种分析算法。基于Windows CE系统的PDA跟台式机及笔记本电脑相比，它可以取长补短。它不但可以方便的在现场测量，储存第一手资料；而且，由于它和Windows相关软件相容的特性，可以和个人电脑同步传输并加以编辑。目前，国内作为专业领域应用的PDA方案还不多见，但国外PDA已经渗透到行业应用的各部门，如医疗，教育，地质等都有很广泛的应用。在分析仪器这一领域中，澳大利亚的PIMA已经率先采用了基于Windows CE的PDA。采用PDA代替PC机作为仪器的测控平台，大大降低了仪器系统的体积和功耗，增强了可靠性。根据系统需求，笔者设计了基于Windows CE操作系统的测控软件，从叁个方面——固件层、驱动层和客户层来具体叙述仪器测控软件的实现。其中固件层主要基于89C2051单片机来探讨底层测控系统软件的实现；驱动层讨论基于Windows CE操作系统的设备客户驱动程序；客户层重点讨论在Windows CE下近红外光谱仪客户软件的低功耗技术，内存管理及Unicode字符集等关键技术的实现。由于现今大多数PDA的USB接口不具备主机驱动能力，所以选择了RS232串口作为PDA同仪器硬件的接口；但是PC机的接口面临着被USB接口取代的局面，所以仪器接口的替换势在必行。<WP=74>在此基础上，本着不同仪器用户的实际需求，提出了设计仪器同PC机通讯的接口和改进基于PC机的测控软件的方案，以提高本仪器的市场竞争力。关键技术在于用USB接口替换旧测控软件使用的RS232串口，以及硬件、软件相应的一系列的修改。在方案实现中，采用了模块化的思想，设计了集成化的USB接口模块。包括硬件接口设计，单片机程序的设计及PC端软件中的USB通讯软件模块。也就是说，将PC机软件中的USB上层通讯软件同硬件接口集成在一起，开发了独立的USB接口模块。本模块已通过调试，通过在海光分析仪器公司的荧光光度计系统中的测试证明了它的可移植性，为近红外光谱仪的硬件接口和软件升级提供了可行且可靠的方案。另外，针对近红外光谱分析的特点，对近红外光谱分析算法作了一定的研究和探索，设计并实现了基于VC++的预处理与相关算法程序。经过光谱数据分析实验，验证了这两种算法的可行性。最后，使用基于PDA的样机分析了多组野外矿物光谱数据，与澳大利亚的PIMA进行了对比分析，以验证样机光谱及测控系统功能的正确性。并通过软件的手段测试了USB接口模块端点的速度。
郎宝华[3]2003年在《基于Windows环境的测控系统设备驱动程序的研究与开发》文中研究指明计算机测控系统是先进制造技术的基础，在国内外得到普遍重视，发展很快。现在的PC机功能强大，有着丰富的软、硬件资源，且易于扩展功能，因此，基于PC机的测控系统是计算机测控系统发展的一个重要趋势。 文中首先对测控系统的位置检测环节进行了论述，讨论了高精度的检测元件——光栅的测量原理及其信号转换方法，并设计了细分接口电路。其次，分别论述了PCI、USB总线的特点和接口实现的具体方案。此外，对于伺服控制环节，给出了由专用集成电路组成的简单、可靠的硬件电路来驱动直流伺服电机构成闭环位置控制系统。 最后，在剖析Windows98/2000体系结构的基础上，系统地讨论了最新的WDM设备驱动程序的运行原理，详细给出了WDM设备驱动程序在基于PCI、USB总线的测控系统中的底层硬件管理和实时控制的具体应用，解决了在Win32环境下测控系统中重要的实时数据采集和数据通讯等问题。 总之，本文在计算机测控系统应用方面提出了新的观点，并且在工程实践中得到了具体应用。
李良宇[4]2009年在《科学仪器远程操控技术研究与应用》文中进行了进一步梳理科学仪器远程操控系统的建设可以实现科学仪器更高效的共享,有效地整合科学仪器设备资源,支持多人异地实时操作仪器实验,提升仪器使用方式的多样性。本文针对系统构建过程中涉及到的系统模型与实现方法、仪器设备网络通信、操控软件远程访问、操控网络安全等一系列共性关键技术问题进行了深入研究,提出面向信息流的科学仪器远程操控模型,并以此模型为基础,从五种不同的操控信息获取途径,开展远程操控系统实现技术及应用研究。主要研究内容包括:提出了一种面向信息流的科学仪器远程操控模型,从八个通信层级上给出了此模型的实现方法,为构建仪器远程操控系统提供了技术参考;研制出基于嵌入式系统的网络适配器,解决了只具备本地通信能力的科学仪器的远程通信问题,实现了多款台式和便携式分析测试仪器的网络接入;为扩展网络通讯范围受到限制的科学仪器面向公网的远程通信能力,提出了基于通信流截获技术的远程控制方法,实现了DSQ气质联用仪的远程操控;为解决UNIX平台下图形化仪器测控软件的远程共享问题,提出了一种结合虚拟专用网VPN技术和SSH远程登录技术的软件远程操控方法,实现了MAT900型质谱仪测控软件的远程访问及仪器的远程控制;为解决Windows平台下的现有仪器测控软件面向公网的远程通信能力,提出了基于API拦截技术的远程控制方法,实现了LTQ质谱仪的远程操控;提出了一种基于通信胶合层的科学仪器远程测控软件模型,将元操作与应用逻辑进行区隔,采用此模型设计开发了远程测控系统,实现了电子能谱仪的远程实验。
吴碧华[5]2006年在《面向汽车零部件试验的Windows测控平台及其底层接口的开发与应用》文中指出汽车零部件性能和质量的保证需要进行大量的试验检测。虽然不同的汽车零部件的特性及试验检测验证的方法和目的有所不同,但是其试验系统的各组成模块和框架以及软件流程的结构却基本相同。试验系统的软件和硬件采用模块化的方法进行搭建,在很大程度上可避免软件的重复开发和硬件的重复投入,在降低实验成本的同时可缩短试验系统组建周期。因此基于模块化思想的汽车零部件试验系统的软硬件开发和应用研究具有重要的理论和实际意义。本论文针对汽车零部件模块化试验系统的软件部分,重点探讨了基于Windows操作系统的测控平台及其底层接口的开发与应用,主要在以下方面进行了较为深入的研究和论述:①面向汽车零部件试验的Windows测控平台的架构与设计;②上述测控平台的各功能模块的开发与调试;③在上述测控平台中支持与下位单片机通信的USB接口的实现及其WDM驱动程序与应用程序开发;④上述测控平台的实例应用与研究。本论文通过车辆减振器噪声试验测控系统和磁电机检测加工一体化装置测控系统的实例应用,验证了本文提出的测控平台的可行性和有效性。
闫明[6]2004年在《基于LabVIEW的Windows通用测控平台的研究与实现》文中研究指明试验、测试与控制技术是工业产品研制、生产过程中的重要环节。然而由于测控系统的规模、结构及其所使用的软硬件资源不同，测控系统软件也有很大的区别，其开发工作量和难度也很大。调用成熟软件工具组件设计一个具有可视化编程界面的通用测控系统开发支持平台，对于快速和有效地完成测控系统软件开发具有十分重要的意义。 本文结合十五国防预研项目“分布式协同综合虚拟试验与测试技术”和个五航空预研项目“直升机飞行载荷全数字加载控制和数据采集技术”的研究，在分析了国内外研究现状和技术发展趋势的基础上，对其共性的关键技术之一——系统开发支持平台(通用测控平台)技术展开了深入研究。 本文首先介绍了计算机测控系统的功能及其设计原则；比较了传统测控平台与现代测控平台的特点；在此基础上，给出了通用测控平台的需求分析和设计方案，包括开发流程、关键技术、性能特性、系统结构和功能分析。 LabVIEW是美国国家仪器公司推出的一种革命性的图形编程语言，开创了虚拟仪器的新纪元。本文在分析了虚拟仪器和LabVIEW的特点之后，研究了在LabVIEW下非标准(非内置)接口板卡的驱动程序开发技术：调用板卡的动态链接库CLF技术和调用VC编程语言的CIN技术，探讨了在用户环境下调用LabVIEW功能模块的方法。 深入研究了LabVIEW RT实时系统的结构和程序开发步骤，包括LabVIEWRT开发系统和RT引擎的结构，应用程序开发和调试方法、将应用程序下载到目标硬件的机理等等。提出并实现了一种基于LabVIEW的高精度软件定时器，解决了在Windows下利用LabVIEW开发测控平台的实时性问题。 探讨了LabVIEW与Windows操作系统的多任务运行机制，设计实现了时间片轮换调度、固定时间间隔调度、事件驱动调度等叁种调度策略，实现LabVIEW环境下的多任务运行机制。 本文设计开发的基于LabVIEW的Windows的通用测控平台和实例，实现了友好的人机交互、数据的实时采集显示、事后处理、安全可靠的故障处理措施等功能。 通过论文研究，可以快速方便地建立测控系统工作站软件，缩短系统开发时间，具有较好的可行性和通用性。
何海洋[7]2006年在《煤矿液压支架用阀试验台测控系统的设计与实现》文中指出液压支架用阀作为煤矿液压支架的关键控制元件,其性能指标不断向高压大流量方向发展,以达到煤矿综采高产高效的要求,而国内缺乏相应试验设备。因此,煤矿液压支架用阀试验台的研制为液压支架用阀提供了必备的试验条件,具有重要的工程应用价值,必将为液压支架的发展作出贡献。本文主要从以下几个方面对液压支架用阀试验台的测控系统进行了设计与实现:以试验标准和液压支架用阀工作原理为基础设计了试验台液压测试回路,并建立了测控系统硬件和软件体系结构。以软起动方式设计了大功率电机拖动系统,以对液压泵站进行控制;完成计算机接口电路的设计,包括I/V信号转换和电磁阀驱动电路;为了提高测试系统的稳定性、可靠性和测试精度,本文具体分析了系统干扰来源,提出了相应的抗干扰措施,并设计了硬件滤波电路和数字滤波算法模块。按照模块化设计思想对测控系统软件进行了设计与实现。详细分析ActiveDAQ控件编程技术;对实时数据采集技术进行了分析比较,并提出了应用ActiveDAQ控件进行Windows环境下高精度实时数据采集的方案;采用线性拟合和线性插值算法对测试数据进行了后期处理,并提出了应用文件管理系统进行数据管理的适用方法。最后,本文对软件系统进行了验证试验,证明测控系统软件满足要求。
张军华[8]2004年在《Windows系统下的新型汽车离合器扭转性能检验机的开发》文中指出汽车离合器从动盘总成扭转性能检验机是汽车零部件试验的重要试验设备。扭转性能检验包括扭转刚度检测与扭转耐久试验。研究开发自动化程度较高的此类试验设备，对于提高产品质量，促进国内汽车零部件工业的发展具有重要意义。 论文较详细地介绍了扭转刚度检测机和扭转耐久试验机的开发过程。两台检测设备都是以工业控制计算机为核心的机电一体化系统，除机械结构外还涉及计算机控制技术、传感器技术、信号采集与处理技术等内容。论文分别阐述了以上各部分的工作原理，并详细介绍了测控系统的自动、手动、调参叁大功能。 论文结合Windows操作系统的特性，分析了在Windows环境下本课题控制软件应采用的软件结构模式，通过采用多线程的应用层与实时数据采集的驱动程序层相结合的策略，较好地解决了Windows系统下的多任务与实时性的协调问题。作者采用C++语言具体地实现了这一软件结构模式，并且实现了两台检验机的各项测控功能。 论文针对扭矩耐久试验机和刚度检测机的不同特点，分别提出了一种基于奇偶采样周期分工的数据采集策略及基于DMA方式的实时数据采集方案。较好地解决了两台设备数据采集的完整性、连续性与多任务的矛盾。论文对以上内容在理论上也作了较深入的分析讨论。 论文研制的两台扭转性能测量机均已正式通过了验收，并一直正常运行，表明研制获得成功。
韩玉芹[9]2013年在《基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统研发》文中认为导弹试验实时测控系统是空空导弹制导系统半实物仿真试验平台的主要设备之一，服务于新型导弹的研制、试验、优化和评估，用来实现设备连接、信号采集传输、试验状态监测、全过程控制、试验数据显示等功能。论文以该系统的研制过程为背景，主要工作和创新如下：（1）系统集仿真、测试、控制于一体，通过反射内存网络将半实物仿真系统的仿真设备、实时测控系统和参试部件等连接起来，实现对导弹制导系统的实时仿真试验和实时测量控制，便于验证仿真模型和故障重现，提高了导弹试验验证的有效性和系统性。（2）基于RTX实时子系统提出了一种兼容实时和非实时任务的解决方案。基于Windows+RTX实时子系统开发，允许在同一台主控机上既能完成诸如仿真解算、数据采集、实时通讯等高性能、确定性的实时处理，又能完成诸如图形显示、数据存储打印等非实时性处理。（3）在实时操作系统的支持下，解决导弹系统软件仿真和数字化模拟测试问题，实现参试部件的开环测试、仿真模型验证和故障重现，且测试方式灵活。（4）利用RTX子系统的开放性，重新开发了所用仪器板卡RTX环境下的驱动程序，便于随时配置，易于实时测控软件调用，体现了RTX的实时特性，实现了应用程序的设备无关性。系统采用RTX实时开发技术，克服了Windows系统实时性差的局限性，解决了测控系统实时与非实时任务兼容处理难的问题，实现了Windows系统下空空导弹半实物仿真试验的实时仿真和实时测控。
顾斌[10]2008年在《LabVIEW环境下温度测控系统的深入研究与实现》文中研究说明本课题是对论文《基于虚拟仪器技术的非接触式温度测控系统》的深入研究与探讨。该文主要研究了如何利用虚拟仪器技术实现纺织行业中的非接触式温度的测量,我参与了该测量系统的整个研究与实验的过程,对于此系统有很多自己的想法。因此,基于原来的研究过程与成果,我对此非接触式测温系统进行了深入的研究,并且利用现有的USB-6008数据采集卡结合自己搭建的实验电路板硬件平台,实现了对温度的实时采集与控制的功能,并且重新编写了一个测控软件,该软件在原有软件的基础上增加了许多的功能。本文共分为七章:第一章主要讨论了本课题研究的背景和意义,并简要介绍了虚拟仪器技术的发展历程。第二章首先对本系统的理论基础进行了介绍,之后针对原测温系统的研究提出了进一步改进与完善的整体构思与方案。第叁章讲述了LabVIEW编程技术和数据采集技术,由于在第五章将会用到这些技术,因此这章的介绍将有助于读者更好地理解本文的研究。第四章对原测量系统的硬件部分与软件部分做了概述,并且分析了优缺点。第五章研究了数字滤波器以及自动化控制的方法,包括PID控制和模糊控制。第六章详细讨论了对改进后的测控系统进行调试与仿真的具体过程,包括硬件上的改进以及软件上的完善。在本文的研究中,此章节的创新点是最多的,同时,内容也是最深入的。第七章对全文作了简明的总结,并对虚拟仪器技术的应用领域和发展前景作了展望。本课题在原有研究的基础上进行了很多硬件和软件上的创新与改进。硬件上的创新主要是自制的实验电路板,用于调试测控系统;软件上的改进主要有:模糊控制器的研究,LabVIEW与Office软件无缝连接的研究,以及在LabVIEW中开发Windows菜单的研究等(详见第六章)。因为原有的研究并没有将整个系统完整地搭建与实现,因此与之相比,本文的研究有了较大的进步,基本实现了温度测量与控制以及对历史测量数据进行记录的仿真,并且在硬件平台的搭建和软件用户界面的编写等方面有较多的创新。
参考文献：
[1]. Windows环境测控系统中实时扩展技术的研究与实现[D]. 王季. 西北工业大学. 2004
[2]. 基于Windows CE的便携式近红外光谱仪测控及分析软件的研究[D]. 王梅. 吉林大学. 2004
[3]. 基于Windows环境的测控系统设备驱动程序的研究与开发[D]. 郎宝华. 西安理工大学. 2003
[4]. 科学仪器远程操控技术研究与应用[D]. 李良宇. 吉林大学. 2009
[5]. 面向汽车零部件试验的Windows测控平台及其底层接口的开发与应用[D]. 吴碧华. 重庆大学. 2006
[6]. 基于LabVIEW的Windows通用测控平台的研究与实现[D]. 闫明. 西北工业大学. 2004
[7]. 煤矿液压支架用阀试验台测控系统的设计与实现[D]. 何海洋. 华中科技大学. 2006
[8]. Windows系统下的新型汽车离合器扭转性能检验机的开发[D]. 张军华. 重庆大学. 2004
[9]. 基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统研发[D]. 韩玉芹. 西安电子科技大学. 2013
[10]. LabVIEW环境下温度测控系统的深入研究与实现[D]. 顾斌. 东华大学. 2008
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