基于虚拟仪器的电子天平远程管理系统设计

论文摘要

随着计算机技术、网络技术与仪器技术的不断发展,构建远程虚拟仪器系统来实现仪器仪表的网络化测控已是大势所趋。天平作为最常见的物体质量称量设备,应用范围广,品种数量多。将远程虚拟仪器的概念引入电子天平领域,将进一步完善电子天平体系并加快其智能化发展步伐。本文研究基于虚拟仪器的电子天平远程管理系统,以210g/0.1mg电子分析天平硬件为基础,设计并研发了电子天平远程管理系统软件,实现了电子分析天平的网络化测控。论文的主要研究内容与创新性工作包括：（1）提出了基于虚拟仪器的电子天平远程管理系统设计方案。综述了虚拟仪器技术及远程虚拟仪器技术的特点与发展现状,针对目前国内外电子天平的发展状况,论述了本文的研究意义及工作重点,根据电子分析天平的功能要求和性能指标,给出了系统的总体设计方案。（2）研制了基于虚拟仪器的电子天平远程管理系统。从硬件设计与软件设计两方面分别详述了系统组建及软件编程等过程。在硬件设计方面,根据项目中明确的性能指标要求进行硬件选型,研制了以MSP430F449单片机为核心运算处理模块、具有RS-232串行通信接口的量程为210g、最小分度值为0.1mg的智能电子分析天平。在软件设计方面,根据电子天平远程管理系统软件需求分析的结果,给出了具体的软件功能层次结构模型,针对“远程管理”这一核心内容提出了改进后的B/S与C/S混合型体系结构,比较多种远程虚拟仪器的实现方法,得出了以AppletVIEW技术与DataSocket技术为基础的最优化软件设计方案,并依据此方案的具体内容,逐一介绍了软件中各部分功能模块的实现方法,完成了电子天平远程管理系统软件的研发工作。（3）对210g/0.1mg电子分析天平及其远程管理系统软件进行联机调试。联机调试结果表明,该电子天平远程管理系统的硬件满足了用户的测量控制要求,其软件具备强大的网络化功能,使用户可以在任意时间、任意地点,很方便地对电子分析天平进行远程监控及数据分析工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 虚拟仪器技术概述
• 1.1.1 虚拟仪器的产生及发展
• 1.1.2 虚拟仪器的架构及特点
• 1.2 远程虚拟仪器概述
• 1.2.1 远程虚拟仪器的产生及发展
• 1.2.2 远程虚拟仪器的国内外研究现状
• 1.3 国内外电子天平发展现状
• 1.4 课题来源及研究意义
• 1.5 本文的主要内容
• 第2章 系统构成及电路设计
• 2.1 系统总体设计
• 2.1.1 系统性能指标及功能要求
• 2.1.2 系统总体设计方案
• 2.2 电子分析天平的工作原理及其基本构成
• 2.3 主要功能模块设计及原理说明
• 2.3.1 信号采集模块
• 2.3.2 模数转换模块
• 2.3.3 运算处理模块
• 2.3.4 通信接口模块
• 2.3.5 外围设备模块
• 2.4 硬件底层程序编写及调试
• 第3章 电子天平远程管理系统软件设计
• 3.1 电子天平远程管理系统软件需求分析
• 3.2 电子天平远程管理系统网络化体系结构的选择
• 3.3 电子天平远程管理系统软件开发平台的选择
• 3.3.1 LabVIEW及其开发平台简介
• 3.3.2 MySQL简介
• 3.4 电子天平远程管理系统的远程测控方案
• 3.4.1 Web发布技术的选择
• 3.4.2 网络通信方式的选择
• 3.5 电子天平远程管理系统软件设计方案
• 第4章 电子天平远程管理系统软件实现
• 4.1 现场服务器端测量测试程序
• 4.1.1 密码登录及数据库模块
• 4.1.2 测量测试主界面模块
• 4.1.3 网络传输模块
• 4.2 网络服务器端操作管理程序
• 4.2.1 中心数据库模块
• 4.2.2 网络传输模块
• 4.2.3 远程监控界面发布模块
• 4.3 客户端远程测控程序
• 4.4 多线程任务的实现
• 第5章 电子天平远程管理系统联机调试运行
• 5.1 系统联机调试运行过程
• 5.2 系统联机调试运行结果
• 5.3 系统安全可靠性验证
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间撰写的学术论文
• 附录B 电子分析天平实物图
• 附录C 电子天平远程管理系统软件部分程序代码