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测试系统硬/软件技术的一些研究状况

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  • 发布日期:2013-04-13 20:23
  • 有效期至:长期有效
  • 技术区域:广东湛江市
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详细说明
    目前测试领域硬/软件技术发展的以下几个方面值得关注。
    1. IEEE Std 1588-2008标准协议的制定与应用
    现在,基于网络的分布式系统技术的测控应用不断增长,各计算机、分布式的测控对象等都需要一种高精度的时间同步协议标准,以便实现各个分布对象的时间统一。2002年由IEEE颁布的IEEE Std 1588-2002(简称PTPV1. 0)达到了这一目的,它能在局域网范围内实现时间的同步,同步精度可达亚微秒级,若采用电缆直连的方式,同步精度可小于100ns。经过5~ 6年的完善过程,IEEE于2008年7月22日正式颁布Std 1588-2008标准,简称PTPV2.0版。新版的标准增加了对IPv6和千兆网的支持,增加了对复杂网络结构(如网孔形、树形、星形网络结构等)的支持。对PTP协议在IEEE 802. 3无线网络和DeviceNET 、 ControlNET 、 PROFIBUS等工业现场总线协议的执行也做出了规定。该PTP V2.0标准强调了不同的应用对时间同步精度的不同要求。
    PTPV2.。的颁布和实施对分布式测控、现场总线、无线传感器网络等技术的发展起着强大的推进作用。由于实现了对IPv6的支持,地址容量的大幅度增加,使得分布式系统的节点可以小到传感器、作动器。伴随嵌人式技术、传感器技术的发展,时间同步的目标是实现对系统中每个智能传感器和智能作动器的同步。

    2005年9月发布了基于局域网的IEEE Std LXI-2005标准,简称LXI(LAN eXten-lion for Instrument)总线标准是以太网技术在测试自动化领域应用的拓展。国际LXI联盟(LXI Consortium)曾经在众多系统集成商和工程师中作过调查,得到几乎一致的需求结论:首先要降低测试系统集成的成本和复杂性,采用容易使用的人机界面。其次在保证系统紧凑的同时要保证仪器的性能和兼容性,减少复杂的连线。希望有多种高速的触发方式,高速的I/(),减少机箱和机架的空间的浪费,还要非常容易地发现系统的故障。在编程的时候希望使用自己最熟悉的软件。利用通用的PC接日和总线,而不是昂贵的测试测量专用接日总线。其具体的设想是将非常成熟的以太网技术应用到实时测控系统中,以替代传统的测试总线技术,如VXI } PXI } GPIB。目前已经得到绝大多数仪器行业的领先的厂家的支持。
    采用LXI总线协议的实时测控系统,是将一系列基于LXI总线的仪器用网线连接成为一个局域网,并通过网络交换命令和数据。各LXI仪器可以集中安放在一个机柜里,也可以根据需要安放在被测对象的周围,形成分布式实时测控系统。在这样的一个系统中系统要实时地完成对一个复杂对象的测量、处理、输出控制的过程,因此,系统中各仪器模块之间的时钟同步是一个非常关键的问题。在LXI中解决这一关键技术问题的方法就是采用了IEEE1588网络时间同步协议。
    2.虚拟仪器软件开发工具的发展
    旱在20世纪80年代,随着NI(美国国家仪器公司)的LabVIEW的诞生,NI提出“软件就是仪器”的日号,开辟了“虚拟仪器”的崭新测量概念。其图形化的编程理念在工程业界引起了广泛的关注。图形化的编程彻底改变了测试、测量和控制应用程序的开发。无论是否有相关经验,工程师和科学家都能迅速、经济地连接测量与控制硬件、分析数据、共享结果并发布系统。25年以来,NI不断致力于开发基于计算机的测试测量与自动化平台。长远的发展目标保证NI的产品具有长期的兼容性,并享有完善的技术支持。
    LabVIEW的软件模块种类繁多,有应用于实时和嵌人式系统的RT(实时)模块、FP-GA模块、嵌人式系统开发模块;用于工业自动化系统的触摸板模块、I}SC'(数据记录与监控)模块、视觉开发模块、SoftMotion开发模块;用于手持设备的PISA模块等。
    NI最新发布的版本是LabVIEW 8. 6,又扩充许多新的功能,如能够调用DLL、 NET组件、ActiveX及标准文件类型,还能提供更多的开放连接性,并且提供对最新PC技术的兼容,如多核、FPGA及W i-Fi技术。
    2008年7月,NI宣布,负责国家防震减灾的政府机构—中国地震局(C'EA)选择了C'GM工程公司(NI合作伙伴)开发的建筑健康监测((SHM)解决方案。该解决方案是基于NI LabVIEW图形化系统设计平台及NI CompactRIO可编程自动化控制器开发的系统,旨在帮助工程师们对新近建造的六座超大型建筑进行建筑健康监测。这六座标志性建筑包括了2008年北京夏季奥运会的两个主会场—北京国家体育场以及中国国家水上运动中心。

    3.网络技术在测控系统中的应用
    GigBee是一种崭新的、专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术、是目前嵌人式应用的一个大热点。
    GigBee的特点有:低功耗、低成本、低速率、近距离、快速响应、高容量、高安全、免执照频段。
    GigBee在2002年推出ZigBeel.。的基础上,又推出了功能更加强大的ZigBee2006协议栈,增加了ZigBee PRO扩展指令集,功能更加强大;据行家分析, GigBee技术将在无线数据传输、无线传感器网络、无线实时定位、射频识别、数字家庭、安全监视、无线键盘、无线遥控器、无线抄表、汽车电子、医疗电子、工业自动化等方面得到广阔的应用。
    GigBee广阔的市场前景引来全球众多厂商的青睐,纷纷推出各种GigBee无线芯片,无线单片机,GigBee开发系统等。这对降低芯片价格、丰富GigBee技术的应用软件、加快GigBee技术普及大有好处。
 
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