基于DSO2902示波卡的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：為便于遠(yuǎn)程監(jiān)測信號時域波形，采用VC++開發(fā)一套遠(yuǎn)程信號監(jiān)測軟件，結(jié)合示波卡、光纖網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備組成遠(yuǎn)程信號監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)時域數(shù)據(jù)的實(shí)施采集、遠(yuǎn)程傳輸和波形顯示，是一種能夠替代示波器的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)測；示波卡；時域波形

    在某些測試條件下，需要對信號的波形進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，由于沒有相應(yīng)功能的示波器，因此，筆者采用1塊DSO2902示波卡和兩臺計(jì)算機(jī)，通過開發(fā)一套軟件，搭建一個簡易的監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了信號時域數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。

1 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括：一塊示波卡、兩臺商用臺式機(jī)。兩臺計(jì)算機(jī)之間采用千兆光纖網(wǎng)絡(luò)連接，測試信號采用信號模擬器的視頻信號，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    DSO2902是一款外置式雙通道示波卡，可以通過USB2D端口將X-Y通道的測量數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)上，通過運(yùn)行隨機(jī)軟件和控件(dso29xx_DLL vbp)，可以將數(shù)據(jù)顯示并記錄。DSO2902示波卡主要參數(shù)如下：
    采樣率：250MHz；
    通道數(shù)：并行雙通道；
    AD分辨率：8位；
    存儲容量：每通道最大256K；
    量程：±20V；
    輸入信號帶寬：0Hz～80MHz；
    接口：USB2．0。
    兩臺配置相同的商用臺式計(jì)算機(jī)的基本配置為：
    操作系統(tǒng)：windows 2000／XP；
    CPU：Intel Pentium(R)4；
    內(nèi)存：512MB；
    硬盤：1G剩余空間；
    顯卡：Direct 3D兼容(16MB)。

2 軟件設(shè)計(jì)
2．1 功能要求
    時域特征遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件主要功能是：接收示波卡波形數(shù)據(jù)，并通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳送至遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)處理中心，由時域波形顯示軟件進(jìn)行處理顯示，在顯示圖形時可對圖形進(jìn)行上、下、左、右的移動和橫軸的壓縮或拉伸。同時，能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲，用于數(shù)據(jù)回放。
2．2 模塊組成
    時域特征遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件由4個二級軟部件構(gòu)成，分別為：接口通信軟部件、數(shù)據(jù)接收軟部件、圖形顯示軟部件、測試控制軟部件，軟件組成如圖2所示。

    數(shù)據(jù)傳輸流向如圖3所示。
    (1)接口通信軟部件
    接口通信軟部件具有網(wǎng)絡(luò)連接和接收示波卡波形數(shù)據(jù)的功能。數(shù)據(jù)接收后，可以通過相關(guān)軟件模塊進(jìn)行停止接收數(shù)據(jù)和重新接收數(shù)據(jù)等操作。
    設(shè)計(jì)需求：完成本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接功能和收發(fā)數(shù)據(jù)或命令報(bào)文功能。
    約束條件：無。
    (2)數(shù)據(jù)接收軟部件
    數(shù)據(jù)接收軟部件用于接收波形數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)接收解析數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)以文件形式保存在硬盤上。
    設(shè)計(jì)需求：完成數(shù)據(jù)接收及解析功能，能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行保存。
    約束條件：文件按照規(guī)定格式進(jìn)行保存。
    (3)圖形顯示軟部件
    圖形顯示軟部件將波形數(shù)據(jù)畫出相應(yīng)波形圖形顯示在主界面上。
    設(shè)計(jì)需求：將接收到的波形數(shù)據(jù)實(shí)時顯示。
    約束條件：圖形顯示不停頓。
    局部數(shù)據(jù)元素：
    int m_nRecorReal；／／1實(shí)時，2回放
    int m_nShowFlag；／／2暫停，1運(yùn)行，0停止
    int YRate；／／y軸偏移
    int XRate；／／x軸偏移
    int YMax；／／y軸最大值
    int XMax；／／x軸最大值
    BOOL m_bScreen；／／全屏為true
    BOOL m_bDrawWave：／／是否繪制波形標(biāo)志
    int m_iDataLen；／／接收數(shù)據(jù)長度
    double WaveData[5000]；／／通道波形數(shù)據(jù)
    (4)測試控制軟部件
    測試控制軟部件對工作模式進(jìn)行控制，可選擇實(shí)時接收顯示和數(shù)據(jù)回放兩種模式之一進(jìn)行試驗(yàn)。并能夠?qū)D形進(jìn)行橫軸壓縮和拉伸，圖形的左移、右移、上移、下移操作。
    設(shè)計(jì)需求：完成參波形數(shù)據(jù)的處理，對工作模式的切換。圖形能進(jìn)行放縮及移動顯示。
    約束條件：兩種工作模式相互切換，不可同時進(jìn)行。
    局部數(shù)據(jù)元素：
    int m_nRecorReal；／／1實(shí)時，2回放
    int m_nShowFlag；／／2暫停，1運(yùn)行，0停止
    int YRate；／／y軸偏移
    int YMax；／／y軸最大值
    int YStart：／／電平低
    int YEnd：／／電平高
    float m_fST；／／掃描時間
    int XMax；／／頻率最大值
    int XStart；／／頻率起始
    int XEnd：／／頻率停止
    float m_fSpD；／／電平／格

3 運(yùn)行測試
3．1 運(yùn)行流程
    運(yùn)行流程如圖4所示。

3．2 測試結(jié)果
    (1)采樣率設(shè)置
    打開采樣率設(shè)置界面，根據(jù)信號監(jiān)測的要求，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，主要包括采樣間隔、采樣時間長度、幅度最小和最大值等四個參數(shù)的設(shè)置。
    (2)打開監(jiān)控軟件主界面
    系統(tǒng)連接后，打開監(jiān)控軟件主界面，自動接收并顯示信號時域波形，軟件界面左邊為時域波形顯示區(qū)，右上為波形控制功能按鈕，右下為系統(tǒng)信息顯示區(qū)。
    (3)系統(tǒng)運(yùn)行
    系統(tǒng)運(yùn)行后，監(jiān)控軟件自動接收遠(yuǎn)程信號數(shù)據(jù)，并實(shí)時顯示時域波形及存儲信號數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過功能控件對圖形進(jìn)行橫軸壓縮和拉伸等操作。
    (4)數(shù)據(jù)回放
    測試結(jié)束后，根據(jù)實(shí)際需求，調(diào)整監(jiān)測軟件的運(yùn)行模式為回放模式，打開存儲的信號數(shù)據(jù)，即可對遠(yuǎn)程監(jiān)控的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。

4 結(jié)束語
    本文介紹了基于DSO2902示波卡的信號時域特征遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。通過遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件上的功能按鈕能完成對信號時域特征的放大、縮小等示波器的功能，從而達(dá)到代替示波器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。雖然示波器也能實(shí)現(xiàn)信號的監(jiān)控，但是本文設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡便，還能實(shí)現(xiàn)信號的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)回放。