[发明专利]基于LXI总线的网络仪器系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于LXI总线的网络仪器系统及实现方法，所述的网络仪器系统主要由仪器平台、LXI交换机和仪器测量模块组成，内部采用LXI总线，是一种模块化的组合仪器。所述的方法基于LXI总线的仪器测量模块互联，通过LXI交换机将仪器测量模块和仪器平台互联，按照测量要求确定测量模块的数量和功能；选择对应的传感器插入仪器接入端组成仪器测量模块；通过仪器平台下载仪器测量驱动程序并安装到测量模块中；按照测量环境布设测量模块并完成仪器初始化和测试自检。本发明解决传统仪器与被测设备或被测环境之间的测量布设和连接困难，测量模块功能和数量可以根据测量仪器要求选择，使得仪器的使用更加灵活，应用领域更加广泛。

技术领域

本发明属于仪器仪表领域，涉及一种基于LXI总线的网络仪器系统及方法，该系统采用LXI总线，通过LXI交换机将仪器内部各个模块互联，能按照仪器测量要求进行仪器组合，大大提高了仪器使用的灵活性，扩展了仪器的应用领域。

背景技术

随着计算机技术、网络技术和仪器仪表技术的迅速发展，测量仪器不断向智能化、网络化方向发展，仪器总线技术作为构建仪器系统的关键技术经历了GPIB、VXI、PXI的发展过程，但这些标准都无法满足测试测量工业发展的需求。LXI(LAN extension forInstrument，即局域网仪器扩展)作为一种新型的仪器接口规范，集合了VXI和Ethernet的众多优点，解决了模块仪器的同步、定时、测试网络结构和软件互用性等关键问题，成为适应自动测试系统的新一代模块化仪器总线标准。LXI利用以太网技术，引入了对等和网络管理功能，扩展了仪器需要的语言、命令、协议等内容，集台式仪器的内置测量科学、PC标准I/O连通能力和基于插卡框架系统的模块化和小尺寸于一身，具有模块化、开放式和灵活的空间应用特性。

SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网管协议）作为互联网管理协议，广泛应用于对互联网设备及各种网络应用设备的管理，如对网桥、路由器、交换机、网关，以及打印机、服务器、计算机等管理。随着仪器仪表领域应用设备的网络化发展，以及LXI仪器总线标准的提出，SNMP协议用于对仪器仪表的网络化监测、配置和维护管理成为可能。SNMP属于应用层协议，依赖于面向无连接的协议UDP（用户数据报协议）,其实现网络管理的基础是含有管理元素信息的数据库，称为管理信息库（MIB）。MIB定义了管理信息的对象标识、类型、取值、权限。在RFC1156和RFC1213中规定了用户自定义的私有管理信息的方法，用户可以按照规范建立仪器私有的管理对象信息库。

HiSLIP（high-speed LAN instrument protocol，高速以太网仪器协议）协议是IVI（interchangeable virtual instruments，可互换虚拟仪器）联盟制定的针对远程仪器测量控制的专用仪器控制协议，主要用于解决现有网络化测控系统中的仪器控制效率低、连接不稳定问题。HiSLIP是基于TCP/IP的应用层协议，该协议结构清晰、形式简洁，易于实现。

目前主流测试系统仍然采用PCI、VXI、PXI等总线接口技术，但是随着人们对测试系统的便携性、灵活性、通用性、模块化等的要求越来越高，传统的测试系统在一些应用场合已不太适合，表现出了突出的技术局限性：

(1)测量距离受限：目前主流的VXI仪器、PXI仪器通过机箱中的VXI总线或PXI总线将仪器模块互连，仪器的所有功能集中在仪器机箱内，被测对象难于远距离分布。

(2)系统性能受限：由于采用集中式系统架构，测试计算机或零槽控制器往往成为系统性能瓶颈，造成部分测试设备长时间处于闲置等待状态。

(3)系统灵活性不够、通用性差：由于测量仪器种类繁多，所支持的接口标准各不相同，实际应用中很难将它们灵活组合以适应多种测试场合；系统的测试设备互换性未有效解决、测试系统缺乏一定的软硬件可重构能力，当测试对象变化时，测试系统无法灵活地进行调整、拓展和升级，以适应新的要求。

发明内容