無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　摘 要： 為了實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)， 對(duì)利用無線路由器、LAN/ LXI 儀器設(shè)備、PC 和筆記本無線網(wǎng)卡構(gòu)建無線局域網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法、無線路由器和筆記本無線網(wǎng)卡的設(shè)置過程進(jìn)行了介紹， 并以TDS3032B 示波器和33220A 函數(shù)/ 任意波形發(fā)生器為例，介紹了在LabVIEW 開發(fā)環(huán)境下， 利用儀器驅(qū)動(dòng)、Act iveX 容器控件和Micr osoft Web 瀏覽器控件設(shè)計(jì)程序， 達(dá)到監(jiān)測(cè)的過程。

　　通過監(jiān)測(cè)試驗(yàn)表明， 該系統(tǒng)傳輸測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確， 應(yīng)用非常靈活， 克服了受行業(yè)或地域范圍限制的問題， 應(yīng)用前景廣闊。

　　0 引言

　　隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和快速發(fā)展， 越來越多的場(chǎng)合需要組建方便、快捷的無線網(wǎng)絡(luò)。儀器技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合， 及其在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用， 是對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)方式的一場(chǎng)革命， 利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分散在不同地方、不同功能的測(cè)試設(shè)備聯(lián)系在一起， 對(duì)實(shí)現(xiàn)各種資源最佳、有效、合理的配置， 減少設(shè)備的重復(fù)投資，降低測(cè)試系統(tǒng)的成本， 實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)、測(cè)控和資源共享變?yōu)榭赡?。自?dòng)測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化， 是未來測(cè)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　1 無線局域網(wǎng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

　　圖1 是由LA N 儀器33220A 函數(shù)/ 任意波形發(fā)生器，3032B 示波器、T L??WR340G+ 無線寬帶路由器、筆記本電腦、PC 和被測(cè)設(shè)備構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的無線路由器當(dāng)無線交換機(jī)（ 無線AP） 使用， 將無線路由器上的1/ 2/ 3/ 4 LAN 口與儀器和PC LAN 口用網(wǎng)線連接起來。由于無線寬帶路由器上的LAN 口均支持AUTO MDI/ MDIX 自動(dòng)翻轉(zhuǎn)功能， 無論是交叉線還是直通線都是可以使用的。系統(tǒng)工作時(shí)需要33220A 輸出正弦信號(hào)，經(jīng)被測(cè)設(shè)備后需要3032B 監(jiān)視其變化情況， 由于工作需要筆記本電腦利用其內(nèi)置的無線網(wǎng)卡通過無線寬帶路由器對(duì)系統(tǒng)中的儀器進(jìn)行控制， 有時(shí)還要求PC 實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

圖1 無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意

　　2 系統(tǒng)設(shè)置

　　為了使系統(tǒng)正常工作， 需要對(duì)無線路由器、筆記本無線網(wǎng)卡和儀器設(shè)備IP 地址進(jìn)行必要的設(shè)置。

　　2. 1 無線路由器基本設(shè)置

　　在設(shè)置無線路由器之前， 須知道無線路由器的用戶名、密碼和管理IP。不同品牌的路由器管理IP 是不一樣的， 而配置方法大同小異， TPLINK 系列無線路由器其默認(rèn)管理IP 是192. 168. 1. 1, 用戶名和密碼都是admin。下面以本系統(tǒng)使用的TPLINKT LWR340G+ 無線路由器為例講述其設(shè)置過程。設(shè)置無線路由器， 須讓PC 的IP 地址與無線路由器的管理IP 在同一網(wǎng)段內(nèi)。現(xiàn)在大多數(shù)的無線路由器都支持Web 頁面設(shè)置方式， 打開IE（ InternetExplorer） 瀏覽器， 在地址欄中輸入無線路由器的管理IP（ 如： 192. 168. 1. 1） , 在彈出的登錄界面中輸入用戶名admin 和密碼admin, 單擊“確定” 后就進(jìn)入了無線路由器的管理界面。在管理界面左側(cè)有一系列菜單， 通過這些菜單選項(xiàng)就可以對(duì)路由器的運(yùn)行情況進(jìn)行管理和設(shè)置。

　　另外還需要設(shè)置SSID 廣播號(hào)、使用頻道、信號(hào)收發(fā)模式、加密方式等選項(xiàng)， 過程是進(jìn)入“無線參數(shù)”→“基本設(shè)置” 界面， 然后在“S SID” 中自動(dòng)顯示“T PLINK _B7B8E0”; “頻段：” 選擇“自動(dòng)選擇”（ 由于筆記本電腦的無線協(xié)議可能不一樣， 此時(shí)建議選擇“自動(dòng)選擇”模式。但在干擾的情況下， 為了減少無線信號(hào)的干擾， 建議選擇“6”模式） ; 選擇“開啟安全項(xiàng)”后， “安全類型”根據(jù)需要設(shè)置為“WEP”或“WPA”, 并輸入一個(gè)加密密碼； 然后選擇“開啟無線功能”和“允許SS ID 廣播”設(shè)置完畢后點(diǎn)“保存”按鈕。

　　之后需要設(shè)置無線路由器的路由IP 地址， 方法是進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”→ “LAN 設(shè)置”界面， 在“IP 地址：”輸入192. 168.1. 1, 子網(wǎng)掩碼設(shè)置選擇為255. 255. 255. 0, 設(shè)置完畢后點(diǎn)“保存”按鈕。進(jìn)入“DHCP 服務(wù)器”項(xiàng)， DHCP 服務(wù)器：選擇“不啟用”。注意： 當(dāng)LAN 口IP 參數(shù)（ 包括IP 地址、子網(wǎng)掩碼） 發(fā)生變更時(shí)， 為確保DHCP 服務(wù)器能夠正常工作， 應(yīng)保證DHCP 服務(wù)器中設(shè)置的地址池、靜態(tài)地址與新的LA N 口IP 是處于同一網(wǎng)段， 并請(qǐng)重啟路由器。其他設(shè)置在本系統(tǒng)中不使用， 選擇默認(rèn)值即可。 　　2. 2. 1 啟動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能

  界面顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上， 如圖5 所示。在界面的右邊單擊網(wǎng)頁界面上的按鈕， 就可以實(shí)現(xiàn)改變33220A 輸出的調(diào)節(jié)功能； 在界面的左邊改變” Refresh image every seconds“的值， 然后單擊”Apply“后， 就可以看到33220A 輸出加到被測(cè)器件后， 經(jīng)被測(cè)器件輸出后連接到3032B 輸入端的信號(hào)波形， 從而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的目的。LabVIEW 本身并沒有提供瀏覽網(wǎng)頁的控件， 但是它可以利用IE 提供的ActiveX控件瀏覽網(wǎng)頁， 使用網(wǎng)頁瀏覽LabV IEW 控件， 首先要在VI 的前面板上放置一個(gè)Act iveX 容器， 然后插入Microsoft Web Browser 控件。

圖5 無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序2 前面板

　　程序設(shè)計(jì)過程為首先新建一個(gè)VI, 從控件模板中的新式“ 容器”子模板中選取“ActiveX 容器”， 并置于前面板上， 在“Act iveX 容器”對(duì)象上單擊鼠標(biāo)右鍵， 從彈出的快捷菜單中選擇“插入ActiveX 對(duì)象……”， 將彈出“選擇ActiveX 對(duì)象”對(duì)話框， 選擇“創(chuàng)建控件”， 并在下面列出的ActiveX 控件中選擇“ Microsof t Web 瀏覽器”， 單擊“確定”按鈕， 退出“選擇A ctiveX 對(duì)象”對(duì)話框。然后切換到程序的后面板， 從函數(shù)面板中的“ 互連接口” Act iveX中選擇“調(diào)用節(jié)點(diǎn)（ A ctiveX） ”, 并放置在后面板的適當(dāng)位置， 將？？ WebBrowser2的輸出端與？？ 調(diào)用節(jié)點(diǎn)（ Act iveX） 函數(shù)的引用端相連， 單擊方法并從中選擇“ N avigate2”, 其他依次類推， 最后得到程序如圖6 所示。程序運(yùn)行時(shí)將調(diào)用N avigate2 方法， 則瀏覽的儀器網(wǎng)頁就會(huì)出現(xiàn)在程序界面上。

圖6無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序2

　　4 結(jié)束語

　　自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的控制方案要求不同而不同， 選擇一種滿足測(cè)試要求、提高測(cè)試效率、低成本的方案才是最重要的。運(yùn)用無線路由器的設(shè)計(jì)思想構(gòu)造開發(fā)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，使儀器設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)化， 實(shí)現(xiàn)了大型、復(fù)雜、危險(xiǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程測(cè)試， 經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)證明是科學(xué)、合理、高效的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、性能的不斷提升， 基于網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試技術(shù)必將逐步得到廣泛的應(yīng)用， 使測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，必將給生活和工作帶來巨大變革。

　　在筆記本操作系統(tǒng)中只有先啟動(dòng)內(nèi)置無線服務(wù)功能后， 才可以用系統(tǒng)自帶的管理軟件對(duì)無線網(wǎng)卡進(jìn)行配置和管理 。在桌面上右鍵“我的電腦”→“ 管理”→ “服務(wù)和應(yīng)用程序”→ “服務(wù)”， 選擇右邊窗口中的“Wireless ZeroConfigurat ion”按右鍵選“啟動(dòng)”。

　　2. 2. 2 無線網(wǎng)卡設(shè)置

　　無線路由器配置完成后， 為了實(shí)現(xiàn)筆記本通過內(nèi)置無線網(wǎng)卡經(jīng)無線路由器控制儀器設(shè)備， 還必須對(duì)筆記本無線網(wǎng)卡進(jìn)行簡單設(shè)置。首先在筆記本上將其內(nèi)置的無線網(wǎng)卡的IP 地址設(shè)定為與無線路由器同一網(wǎng)段， 無線網(wǎng)卡設(shè)置為192. 168. 1. 20, 方法是在桌面上雙擊“網(wǎng)上鄰居”→“查看網(wǎng)絡(luò)連接”→ “無線網(wǎng)絡(luò)連接”標(biāo)志上單擊然后選擇“屬性” 選項(xiàng)。然后在“ 此連接使用下列項(xiàng)目”中雙擊“Internet 協(xié)議（ T CP/ IP）”，然后選擇“ 使用下面的IP 地址”， 在“IP 地址”后輸入一個(gè)IP 地址（ 如192. 168. 1. 20） ,子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255. 255. 255. 0, 網(wǎng)關(guān)IP 設(shè)置為192. 168. 1. 1, 其他采用默認(rèn)設(shè)置即可。最后需要進(jìn)入“無線網(wǎng)絡(luò)配置”， 輸入和無線路由器里一樣的SSID 值和訪問密碼， 打開無線網(wǎng)卡開關(guān)， 搜索到無線路由器后， 筆記本就可以控制了。

　　2. 3 儀器設(shè)備IP 地址設(shè)置

　　分別將T DS3032B 示波器、33220A 函數(shù)/ 任意波形發(fā)生器的IP 地址設(shè)定為與無線路由器同一網(wǎng)段， 分別是192. 168. 1. 23, 192. 168. 1. 22, 子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255. 255. 255. 0。

　　2. 4 連接到無線網(wǎng)

　　在完成無線路由器、無線網(wǎng)卡和儀器設(shè)備IP 地址設(shè)置之后， 在第一次連接無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要我們用無線網(wǎng)卡搜索相應(yīng)的無線信號(hào)， 即在任務(wù)托盤上面的無線小電腦上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵， 然后選擇“查看可用的無線網(wǎng)絡(luò)”就可看到剛剛建立的無線網(wǎng)絡(luò)， 如果看不到則在打開的無線網(wǎng)絡(luò)連接窗口中點(diǎn)“刷新網(wǎng)絡(luò)列表”來查看無線路由器， 如果沒有對(duì)無線路由器進(jìn)行設(shè)置的話當(dāng)前沒有任何無線網(wǎng)絡(luò)。在無線網(wǎng)絡(luò)連接界面中單擊“ 連接”按鈕后， 會(huì)彈出“正在等待網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好”連接界面， 等待一會(huì)后界面自動(dòng)消失 。連接完畢我們會(huì)看到無線網(wǎng)絡(luò)顯示“已連接上”了， 這時(shí)， 連接后任務(wù)欄上的無線小電腦就不再是紅色叉子了， 連接成功后將顯示信號(hào)強(qiáng)度級(jí)別， 連接速度與狀態(tài)情況。

　　3 無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

　　在系統(tǒng)中筆記本電腦和PC 均可作為控制器， 設(shè)計(jì)程序時(shí)應(yīng)在將其中一臺(tái)電腦上安裝LabVIEW 開發(fā)環(huán)境和VISA 驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)完成后制作安裝盤，分別在兩臺(tái)電腦中進(jìn)行安裝即可。

　　3. 1 利用儀器驅(qū)動(dòng)和ActiveX容器控件進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　在LabVIEW 2010 中利用33XXX Ser ies LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序和在A ctiveX 容器控件中插入Microsof t Web 瀏覽器控件設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序。在程序的前面板上轉(zhuǎn)動(dòng)“ 輸出頻率（Hz） ”和“輸出幅度（ V） ”旋鈕時(shí)， 就可改變其輸出的頻率和幅度值； 當(dāng)需要不同的波形時(shí)， 從“輸出波形類型”下拉框中可以選擇需要的輸出波形類型（ 可供選擇的類型有： S in、Square、T riangle、Ramp、Pulse 和Noise 等） ; 在界面的右邊“示波器地址：”中輸入示波器的IP 地址， 單擊“加載”， 就可看到3032B 示波器監(jiān)測(cè)到的波形如圖2 所示。

圖2無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序前面板

　　無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序輸出幅度（ V） 事件結(jié)構(gòu)[7] 如圖3所示。

圖3 無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序輸出幅度（ V） 事件結(jié)構(gòu)

　　3. 2 利用Act iveX 容器控件進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　利用兩個(gè)A ctiveX 容器控件設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序前面板，在該界面中分別單擊“加載33220A”和“加載3032B”后， 分別將33220A 和3032B 儀器內(nèi)部的儀器網(wǎng)頁254. 2. 20: : inst0: : IN STR“, 是指定設(shè)備的會(huì)話句柄， 通過該標(biāo)識(shí)符對(duì)該設(shè)備進(jìn)行操作。橢圓2 Initialize. vi 它主要完成儀器識(shí)別查詢、復(fù)位儀器到指定狀態(tài)、發(fā)送初始命令到儀器， 任何程序開始前必須調(diào)用該子vi 一次。橢圓3 用到Conf igure Standard Waveform . vi, 直接的通過程控接口， 實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)發(fā)生器功能控制， 并在這個(gè)子vi 中設(shè)置輸出頻率（ Hz） 、輸出波形類型、輸出幅度（ V） 。橢圓4 與橢圓3 實(shí)現(xiàn)功能完全相同， 不同的是當(dāng)輸出波形類型的值改變時(shí)， 發(fā)生輸出波形類型事件， 將輸出波形類型值的屬性，通過屬性節(jié)點(diǎn)值傳遞給Conf igure St andard Waveform .

　　vi, 從而達(dá)到改變輸出波形類型的目的， 當(dāng)輸出頻率調(diào)節(jié)（ Hz） 、輸出幅度（ V） 值改變時(shí)， 同樣產(chǎn)生相應(yīng)事件， 達(dá)到改變其輸出值的目的。橢圓5 用到Enable Output . vi, 實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)按停止鍵時(shí)， 停止儀器輸出任何信號(hào)， 這樣可以保證程序停止后， 儀器輸出端口無任何電位存在， 從而保證儀器安全。橢圓6 釋放系統(tǒng)資源和簡單錯(cuò)誤處理。

　　圖4 是無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序LOA D 事件結(jié)構(gòu)。

圖4 無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)程序LOAD 事件結(jié)構(gòu)