成为了农业生产的一大助力。要保证农作物疾病预防能力,实现农产品的茁壮成长,
温室的温度便成了至关重要的因素。
Fahrnheit 首先定义了温度检测的概念[1]
,但传统的水银温度计无法实现数据的传
输,工作人员必须在现场实时观察才能确保温度值处在最佳范围。随着技术发展出现
了基于GSM 模块的远程通信系统,GSM 网络是基于时分多址技术和频分多址技术的
通信网络体系[2]
,作为欧洲开发推出的数码移动电话网络标准,技术已经非常成熟,
应用也非常广泛,然而该系统容量有限、编码质量不高(编码速度为 13kb/s) 、终端
接入速率有限(最高仅为9.6kb/s),难以满足数据流量较大的情况。因此本文采用互
联网中技术最为成熟的TCP/IP 协议。
除了远距离通信,对所采集的各项数据进行实时监测和数据的实时处理、实时控
制也是传统测控系统发展的瓶颈。采集系统的小型化、低功耗、低电压、高精度,所
采集得到数据的真实性、实时性、有效性、可靠性是研究所追求的重要目标。现基于
单片机的温度采集系统,受限于单片机的自身不足,其系统硬件电路复杂,可扩展性
不高,功能单一,在数据处理方面也不够灵活。而上世纪 80 年代末由美国国家仪器
公司(NI)和摩托罗拉公司联合研究推广的虚拟仪器技术,具有灵活性、开发成本低、
功能强大、人机交互友好等诸多优点。本文研究实现基于虚拟仪器,通过 TCP 协议传
输数据,并最终在客户端计算机对数据实时监控和处理的系统。
1.2 虚拟仪器技术
随着计算机技术的日益强大和完善,仪器与计算机相结合已经成为了传统测试领
域中仪器技术发展的一大重要趋势。这种结合分为两个方向,一种是将计算机集成到
相应的仪器中,实现含嵌入式系统的智能仪器。另一种是将仪器接入电脑,通过相应
软件实现对仪器的读取、监控、操作等各种功能,虚拟仪器便是基于该方向发展而来。
虚拟仪器是在硬件平台上基础上,用户通过软件开发平台自己定义和设计的,具有虚拟仪器面板,可实现测试、显示、分析等功能的一种计算机仪器系统[3]
。
虚拟仪器这一理念首先由美国国家仪器公司 NI 提出,大大改变了传统的测量技
术,使得计算机和网络技术进入了测量测试领域,实现了传统仪器与计算机技术的完
美结合。
1.2.1 虚拟仪器定义
虚拟仪器技术是结合高性能的模块化硬件和可灵活编程的软件,来实现对数据采
集、测试、测量和满足相应处理要求的应用。其控件和程序框图能够直观地展现数据
流的走向,使用户可以方便地查看。1.2.2 虚拟仪器优势
虚拟仪器以软件为核心,利用计算机的外设实现传统仪器大部分甚至所有功能,
实现了传统仪器的软件化、图形化和虚拟化。相对于传统仪器,虚拟仪器有以下独特
的优势:
1)性能强。虚拟仪器技术基于强大的计算机平台,可以轻松实现数据高速导入
磁盘的同时对数据进行复杂的分析;
2)可扩展性强。由于虚拟仪器技术的灵活性,当用户提出其他要求或希望进一
步改进系统时,工程师不需要花费昂贵代价购买更强大的硬件,只需调试更新相应的
测试软件或更换测试模块,即可实现整个系统的升级;
3)效率高。虚拟仪器的软件构架效率高,当需要和计算机、测量仪器、通讯设
备等结合时,工程师可以方便高效地完成相关工作。虚拟仪器的可视化编程,也节省
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