[实用新型]网络虚拟数字示波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有网络传输功能的虚拟数字示波器系统，属于虚拟仪器领域。

背景技术

在实际应用中，电子、测量类的设备使用时，实验场合需要无人值守或远程操作、测量及监控；在有些开放的实验室中，数字示波器造价昂贵，数量有限，使用者若不了解操作方法，可能会损坏仪器。因此有了虚拟数字示波器，上述问题得以解决。目前已有的虚拟数字示波器多数使用特定厂家提供的数据采集卡。它在内部包含A/D转换模块和各种通信接口模块，由于通信协议不透明，使得虚拟示波器应用程序受到采集卡硬件的限制，性能价格比并不理想，很难在普通实验室推广。此外，目前大多数的虚拟仪器都是采用RS232或是USB作为接口，随着网络技术的发展，以及远程采集和传输的实际需要，呼唤具有网络化传输功能的虚拟设备。

发明内容

为了克服现有虚拟示波器的上述问题，本实用新型提供一种具有网络传输功能虚拟数字示波器，利用嵌入式处理器作为采集设备，并实现信号的远距离采集以及示波器的共享。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种网络虚拟数字示波器，由具有虚拟数字示波器应用程序的PC机和数据采集设备构成，所述数据采集设备包含A/D转换模块和以太网传输模块，数据信号经数据采集设备转换为数字信号，数字信号由以太网传输模块传至PC机。

所述数据采集设备采用嵌入式处理器STM32F107和10/100Mb以太网收发器DP83848构成，STM32F107集成的双ADC作为所述的A/D转换模块；STM32F107内置的10/100MAC，配合所述的10/100Mb以太网收发器DP83848作为所述的以太网传输模块。

本实用新型具有如下优势：首先，设计采用嵌入式处理器为核心的采集设备，具有开放、透明的接口，用户可以根据实验的需要对虚拟示波器程序进行改写，既节约了硬件成本，使用户对示波器的工作原理有更深刻的了解。其次，本虚拟数字示波器添加了网络接口，使得示波器能够在局域网或广域网上进行信息和命令交换，这种网络服务拓展了虚拟示波器的使用范围，更有助于建立分布式的网络测量体系，实现数据和仪器的远程共享，从而为远程测控实验服务。

附图说明

图1本实用新型一种实施方式的系统架构图

图2本实用新型一种实施方式的网络传输流程图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的一种实施方式。

本实施方式中网络虚拟数字示波器的系统架构图由图1所示。主要包括数据采集设备以及安装了虚拟示波器应用程序的PC机。数据采集设备采用嵌入式处理器STM32F107，它是意法半导体新近推出的STM32的互联型系列微处理器，主频为72MHz，带有片内RAM、内置10/100MAC模块、16通道12位A/D转换器等丰富的外设。利用它集成的双ADC实现信号双通道A/D采集。同时，它内置有10/100MAC，在处理器外部加上10/100Mb以太网收发器DP83848，实现了数据采集设备的网络接口。

虚拟示波器应用程序采用LabVIEW图形化编程语言，利用模块化的软件设计思想来编写，每个功能的实现由一个模块完成，系统软件总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析、数据存储和回放等五大基本模块，也可根据不同实验，添加对应功能，例如、可添加滤波功能等。此设计使得虚拟示波器的功能扩展非常简单方便。

具体的网络传输过程由图2所示：数据采集设备作为服务器端，PC端的虚拟示波器应用系统作为客户端。服务器在指定端口监听是否有客户端请求连接，当客户端向服务器端发出连接请求，成功连接后，进入主循环发送控制字给嵌入式系统解析、执行数据采集，然后将数据再传输到客户端，最后关闭连接，完成一次数据采集过程。