基于DSO2902示波卡的远程监测系统设计

摘要：为便于远程监测信号时域波形，采用VC++开发一套远程信号监测软件，结合示波卡、光纤网络等设备组成远程信号监测系统。系统可实现时域数据的实施采集、远程传输和波形显示，是一种能够替代示波器的远程监测系统。
关键词：远程监测；示波卡；时域波形

    在某些测试条件下，需要对信号的波形进行远程监控，由于没有相应功能的示波器，因此，笔者采用1块DSO2902示波卡和两台计算机，通过开发一套软件，搭建一个简易的监测系统，实现了信号时域数据的远程监测。

1 远程监测系统结构
    远程监测系统结构主要包括：一块示波卡、两台商用台式机。两台计算机之间采用千兆光纤网络连接，测试信号采用信号模拟器的视频信号，系统结构如图1所示。

    DSO2902是一款外置式双通道示波卡，可以通过USB2D端口将X-Y通道的测量数据传送到计算机上，通过运行随机软件和控件(dso29xx_DLL vbp)，可以将数据显示并记录。DSO2902示波卡主要参数如下：
    采样率：250MHz；
    通道数：并行双通道；
    AD分辨率：8位；
    存储容量：每通道最大256K；
    量程：±20V；
    输入信号带宽：0Hz～80MHz；
    接口：USB2．0。
    两台配置相同的商用台式计算机的基本配置为：
    操作系统：windows 2000／XP；
    CPU：Intel Pentium(R)4；
    内存：512MB；
    硬盘：1G剩余空间；
    显卡：Direct 3D兼容(16MB)。

2 软件设计
2．1 功能要求
    时域特征远程监测软件主要功能是：接收示波卡波形数据，并通过光纤网络传送至远端数据处理中心，由时域波形显示软件进行处理显示，在显示图形时可对图形进行上、下、左、右的移动和横轴的压缩或拉伸。同时，能够将接收到的数据进行存储，用于数据回放。
2．2 模块组成
    时域特征远程监测软件由4个二级软部件构成，分别为：接口通信软部件、数据接收软部件、图形显示软部件、测试控制软部件，软件组成如图2所示。

    数据传输流向如图3所示。
    (1)接口通信软部件
    接口通信软部件具有网络连接和接收示波卡波形数据的功能。数据接收后，可以通过相关软件模块进行停止接收数据和重新接收数据等操作。
    设计需求：完成本系统与其他系统网络连接功能和收发数据或命令报文功能。
    约束条件：无。
    (2)数据接收软部件
    数据接收软部件用于接收波形数据。网络接收解析数据得到相应的波形数据，并将此数据以文件形式保存在硬盘上。
    设计需求：完成数据接收及解析功能，能够将接收到的数据进行保存。
    约束条件：文件按照规定格式进行保存。
    (3)图形显示软部件
    图形显示软部件将波形数据画出相应波形图形显示在主界面上。
    设计需求：将接收到的波形数据实时显示。
    约束条件：图形显示不停顿。
    局部数据元素：
    int m_nRecorReal；／／1实时，2回放
    int m_nShowFlag；／／2暂停，1运行，0停止
    int YRate；／／y轴偏移
    int XRate；／／x轴偏移
    int YMax；／／y轴最大值
    int XMax；／／x轴最大值
    BOOL m_bScreen；／／全屏为true
    BOOL m_bDrawWave：／／是否绘制波形标志
    int m_iDataLen；／／接收数据长度
    double WaveData[5000]；／／通道波形数据
    (4)测试控制软部件
    测试控制软部件对工作模式进行控制，可选择实时接收显示和数据回放两种模式之一进行试验。并能够对图形进行横轴压缩和拉伸，图形的左移、右移、上移、下移操作。
    设计需求：完成参波形数据的处理，对工作模式的切换。图形能进行放缩及移动显示。
    约束条件：两种工作模式相互切换，不可同时进行。
    局部数据元素：
    int m_nRecorReal；／／1实时，2回放
    int m_nShowFlag；／／2暂停，1运行，0停止
    int YRate；／／y轴偏移
    int YMax；／／y轴最大值
    int YStart：／／电平低
    int YEnd：／／电平高
    float m_fST；／／扫描时间
    int XMax；／／频率最大值
    int XStart；／／频率起始
    int XEnd：／／频率停止
    float m_fSpD；／／电平／格

3 运行测试
3．1 运行流程
    运行流程如图4所示。

3．2 测试结果
    (1)采样率设置
    打开采样率设置界面，根据信号监测的要求，设置好相应的参数，主要包括采样间隔、采样时间长度、幅度最小和最大值等四个参数的设置。
    (2)打开监控软件主界面
    系统连接后，打开监控软件主界面，自动接收并显示信号时域波形，软件界面左边为时域波形显示区，右上为波形控制功能按钮，右下为系统信息显示区。
    (3)系统运行
    系统运行后，监控软件自动接收远程信号数据，并实时显示时域波形及存储信号数据，从而实现远程监控。通过功能控件对图形进行横轴压缩和拉伸等操作。
    (4)数据回放
    测试结束后，根据实际需求，调整监测软件的运行模式为回放模式，打开存储的信号数据，即可对远程监控的波形数据进行回放。

4 结束语
    本文介绍了基于DSO2902示波卡的信号时域特征远程监测软件设计和系统功能实现。通过远程监测软件上的功能按钮能完成对信号时域特征的放大、缩小等示波器的功能，从而达到代替示波器实现远程监控的目的。虽然示波器也能实现信号的监控，但是本文设计的监测系统经济实用，操作简便，还能实现信号的远程监控和数据回放。