Labview中上位机的实现

◇乐山师范学院电子信息与材料学院 张幼麟

上位机直接面对用户，进行数据的分析处理；而Labview是编写上位机程序的一个简单有效的平台。本文简单介绍了Labview中上位机采用的通信方式，并以采用串口通信方式的一个温度采集上位机程序为例说明了在Labview中上位机的实现。

1 引言

当今社会，计算机已经融入我们生产生活的各个角落，尤其在现场控制领域，利用计算机与用户进行信息沟通、控制现场已经是基本配置，所以在计算机上的控制平台的设计是必不可少的一个环节。上位机就是这样具有良好的用户界面，能收集信息，监控现场，并发出控制命令的计算机。

现在市场上普及的微型计算机一般是PC机，在其操作系统（windows系列）上运行的上位机程序可由开发者自己编程定制或用Labview来实现；对于缺乏编程经验的开发者来说，利用Labview来实现上位机程序的设计是一个不错的选择。Labview是图形化编程语言，可以进行虚拟仪器的设计，非常适合于具有专业知识但并没有太多编程知识的工程师。

2 通信方式

运行在计算机上的上位机程序需要具有以下功能：能采集各个下位机上传的数据，对数据进行整理分析，按照用户要求针对不同的数据结果发出不同的控制命令。数据的采集与命令的下发都需要通过有线或无线的通信方式来实现；所以，通信是上位机的一个基础必需的功能。Labview支持的通信方式有：串口通信、TCP/IP网络通信和DataSocket等通信技术。其中，DataSocket是Labview专用的通信技术，它利用Labview自带的服务器进行数据通信；而串口和TCP/IP网络通信是两种市场上常用的通信方式。

串口通信线路简单，控制容易，并且很多下位机自带有串口控制模块（比如51单片机）；是一种经常被采用的通信方式。Labview针对串口通信提供了专门功能选板，可对串口进行系统配置、读写操作和设置缓冲区。

互联网是现在覆盖最广，市场占有最大的网络，通过它可以方便的实现远程监控。互联网的协议基础是TCP/IP，而Labview内嵌了TCP/IP网络通信协议簇，对于互联网的两种典型通信方式：面向连接的TCP通信和无连接的UDP数据包通信，Labview都支持。Labview在数据通信的协议模块中有TCP和UDP两个独立的功能面板，通过它们可以简单方便的进行TCP侦听、建立TCP连接、或者打开UDP，进行数据的通信传递。

3 应用举例

本文将采用串口通信方式实现一简单的上位机控制程序。在本范例中，收集数据的下位机为51系列单片机，它和上位机通过串口采用异步通信的方式进行数据通信，按照上位机的命令将传感器收集到的温度信息传递给上位机，由上位机来对数据进行分析汇总绘图处理。

本例子的操作面板由三部分组成：串口参数设置，控制命令平台（接收数据开关、需要读取数据数量的设置），接收到的数据及数据的分析图表显示（如图1所示）。整个系统的程序为一循环结构，开始后一直自动运行，只有当用户按下停止键才能退出。系统的界面设计、数据分析处理、文件存储及图形展示这些功能都可以用Labview平台提供的强大的专业功能模块来实现。

图1 范例操作面板

上位机数据信息的采集一般有2种方式来实现：①下位机自动定时向上位机发送数据；②下位机接收到上位机命令后再发送数据。在此例中采用方法2，当上位机发出接收数据的命令后下位机再发送数据。当用户设置好串口参数（必须与下位机的单片机串口工作状态一致），输入需要获得的温度数量，并且按下接收温度的开关，即是向下位机发出了发送数据的命令。而作为下位机的单片机收到这条消息后就按照消息的要求发出现场采集到的温度信息。经过用户设置的延时等待后，上位机读取缓冲区中刚才接收到的数据，再将数据按要求存储到相应的文件中，并把它们分析处理，以图形的形式展示到面板上，进行直观展示，便于用户研究。

4 结束语

计算机已经普及到生活的方方面面，现代社会对它有着强烈的依赖性，在工业现场控制中必须要有运行在计算机上的上位机程序与用户进行对接。本文通过例子介绍了Labview中上位机的通信及设计应用。