专利名称：一种远程示波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及远程测控技术仪器仪表技术领域，特别涉及一种远程示波器。
背景技术：
示波器是科学研究与实验教学中应用非常广泛的电子测量工具。传统的模拟示波器外形笨重，功能单一；数字示波器虽然功能上有了很大的拓展，但是价格昂贵，系统维护升级成本较高。近年来随着网络技术的普及和信息技术的发展，虚拟仪器已经成为国内外测试和仪器制造界，十分关注的仪器研究方向。这种方式改变了传统仪器的设计模式，也涌现出很多中虚拟示波器的设计方法。但这些虚拟示波器只能与实际物理空间上相邻计算机相连，这样的方式不利于仪器设备更大范围的共享。而且虚拟示波器的测试信号大多是来自计算机提供的虚拟信号，不能达到真实硬件提供实时数据的要求。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:传统模拟示波器测量精度不高，数字示波器价格昂贵，实验室空间和实验时间有限以及不能在网络上实现大范围共享，现阶段，基于网络和实时数据的远程示波器还是空白。
实用新型内容为了解决现有技术中尚没有基于网络和实时数据的远程示波器的问题，本实用新型实施例提供了一种远程示波器。所述技术方案如下:一种远程示波器，所述远程示波器包括Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端，所述Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端通过网络互相连接；所述Web服务器接收用户的远程登录信号，向所述示波器应用终端发送用户的访问和控制信号，并向所述嵌入式服务器发送请求指令；所述嵌入式服务器接收所述请求指令，控制实验装置完成所述请求指令指定的实验过程，将实验数据发送所述示波器应用终端；所述示波器应用终端接收所述用户的访问和控制信号以及实验数据，对实验数据进行处理和显示。所述远程示波器还包括电路板，与所述嵌入式服务器相连接，接收所述嵌入式服务器的控制，完成相应的实验过程。所述示波器应用终端具体包括FPGA子系统、AD转换子系统、DA转换子系统和电源子系统；所述FPGA子系统与所述嵌入式服务器连接，用于进行数据采集、处理与传输；所述AD转换子系统与所述FPGA子系统连接，用于将外部输入的模拟信号转换为数字信号；所述DA转换子系统与所述FPGA子系统连接，用于完成DDS信号源的波形输出；所述电源子系统分别与其它各个子系统连接，用于为各子系统提供多种额度的电源。所述远程示波器通过网络与用户终端连接，接受所述用户终端的远程登录与控制。所述远程示波器进行CH1，CH2两个通道波形的显示。[0012]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过将示波器的服务器通过网络连接，可以方便的与web服务器相集成，实现仪器的远程使用。只需要登录服务器，就可以远程操作示波器进行实验，测试信号的各项试验参数。节约时间和成本，使用时间也比较灵活。采用Flex设计示波器的界面，使界面及操作和现实中的示波器相同，并结合Webservice技术，使远程数据在前端进行相应的处理，实现异步显示和采集实验数据。由嵌入式服务器和FPGA来实时产生真实实验数据，弥补了现阶段仪器仿真信号的弊端。还可以实时控制电路板相应元器件的动作。操作简单，开发周期短，可以方便的进行拓展，易于构建基于远程仪器的远程实验平台。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例1提供的远程示波器结构示意图；图2是本实用新型实施例1提供的远程示波器应用网络结构示意图；图3是本实用新型实施例1提供的示波器应用终端结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。本实用新型提出了一种基于FPGA与Flex技术的远程示波器设计方法。基于浏览器/服务器(Browser/Server, B/S)模式构建,充分利用富互联网应用(Rich InternetApplications, RIA)的强大界面交互能力和远程实时数据交互的特点，只需在客户端PC机上安装Flash插件即可通过浏览器登录服务器进行相关远程实验。与传统示波器相比，该示波器具有成本低廉、操作简单，并能方便快捷的部署到web工程中，实验远程访问和更大系统的构建和扩展。实施例1参见图1，为本实施例1提供的远程示波器结构示意图，其中，包括Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端，Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端通过网络互相连接；Web服务器接收用户的远程登录信号，向示波器应用终端发送用户的访问和控制信号，并向嵌入式服务器发送请求指令；嵌入式服务器接收请求指令，控制实验装置完成请求指令指定的实验过程，将实验数据发送示波器应用终端；示波器应用终端接收用户的访问和控制信号以及实验数据，对实验数据进行处理和显示。实际上，参见图2，远程实验系统采用B/S结构，用户通过网络(网络中可能包括有路由器、防火墙、交换机等)远程登录Web服务器(网络服务器)，在实验界面上进行远程实验。用户在实验界面上操作示波器应用终端发送动作指令，Web服务器接受到指令将其解析传递给ARM服务器(嵌入式服务器)，控制FPGA设计的硬件部分(嵌入式电路板、电路板等)产生真实数据。并将实时的实验数据回传给Web服务器和示波器应用终端，通过示波器应用终端界面上呈现给用户，供用户查看实验结果和测量相应参数。这里的web服务器用于实现示波器实验的远程访问，用户远程登录后可以访问示波器的界面。在web服务器中维护管理数据库，并实现指令的解析和实验数据的交互。嵌入式服务器用于接收数据请求指令，控制实验装置完成相应的实验过程，并将实验中数据实时的通过网络传递给Web服务器，供示波器应用终端显示波形。示波器应用终端用于实验中实现控制指令的发送，完成实验过程控制，并实时采集实验数据用于处理和显示。示波器应用终端主要由FPGA子系统、AD转换子系统、DA转换子系统、电源子系统构成。FPGA子系统主要用于构建示波器应用终端的核心，完成相应的数据采集、处理与传输；AD转换子系统负责将外部输入的模拟信号转换为数字信号，作为示波器应用终端的主要数据源；DA转换子系统完成DDS信号源的波形输出；电源子系统则为各子系统提供多种额度的电源，结构如图3所示。FPGA采集高速AD传来的数据，并将数据存储在内部RAM中，最后通过IO将存入的数据发送到服务器。其中数据的存储和转发采用RAM+FIF0的模式来实现。当数据量较大，内部RAM资源紧张时可以使用外部的DDR3来代替内部RAM来实现存储。RAM+FIF0的模式中，AD经过配置，在其输入时钟的下降沿，将数据存入RAM中，在数据存满RAM，其会向服务器发送数据。在整体示波器的静态页面设计中主要有各功能键的设计、显示波形的设计、旋钮的设计三个部分。在设计模式下通过Flex提供的组件来进行静态页面的设计。首先，通过对布局控件的拖放，实现静态页面有底层到上层的层次布局。其次，在各不同的层次布局中放置所需要的控件和图表组件，调整布局及控件和图表组件的位置及属性使其静态界面与真实的示波器布局相同。最后在通过〈S:Button〉来设计功能按钮的属性和功能；〈s: lable>来实现仪器界面的数据显示；〈mx:LineChart>定制显示屏的外观和功能；knob类定制旋钮的Skin和功倉泛。在软件程序部分，首先定制各功能键和旋钮操作之后的触发函数，在触发函数中定制静态界面所产生的相应动作。调整用于显示的Lable位置和显示内容。其次为显示的Lable提供所要显示的数据，在初始化之后通过Webservice来提供最初的数据源进行显示，当按钮按下时(比如通道选择，测试有效值、周期等)，对显示的数据进行相应的处理，重新刷新显示。在旋钮的操作中(比如位置调整，放大、缩小波形)，当旋钮旋转到所要求的位置，屏幕上对缓存在客户端的数据进行处理，用于显示；同时，向Webservice发送指令,重新回调实际的数据，来刷新Linechart和Lable中的波形和数据。用户操作示波器，将动作指令通过Http协议发送给web服务器。web服务器接收并解析指令，将解析后的指令以Socket方式发送给ARM服务器，实现实验的过程控制，并采集FPGA真实实验数据。通过Soap方式将实验数据回传给web服务器，web服务器将数据采集到webservice中，供示波器应用终端定时回取，刷新显示波形。在示波器应用终端中通过<mx:Webservice>设置数据请求路径,采集到波形数据后,放置在ByteArray中，用于数据处理和波形显示。对示波器进行CH1，CH2两个通道波形的显示。[0036]打开示波器应用终端的界面。点击run/stop按钮，发送请求数据的指令，可以从服务器中取到用于显示的双通道数据，2V/100HZ的正弦波信号。并点击Measure测量波形的电压值与周期，其显示波形和测量数据。左右移动。并通过调整电压、时间灵敏度旋钮，使显示的波形纵坐标方向拉长一倍，水平方向拉长5倍，并在此状态下测量电压及周期值。综上所述，本实用新型通过将示波器的各个服务器通过网络连接，可以方便的与web服务器相集成，实现仪器的远程使用。只需要登录服务器，就可以远程操作示波器进行实验，测试信号的各项试验参数。节约时间和成本，实用时间也比较灵活。采用Flex设计示波器的界面，使界面及操作和现实中的示波器差别相同，并结合Webservice技术，使远程数据在前端进行相应的处理，实现异步显示和采集实验数据。由嵌入式服务器和FPGA来实时产生真实实验数据，弥补了现阶段仪器仿真信号的弊端。还可以实时控制电路板相应元器件的动作。操作简单，开发周期短，可以方便的进行拓展，易于构建基于远程仪器的远程实验平台。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种远程示波器，其特征在于，所述远程示波器包括Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端，所述Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端通过网络互相连接； 所述Web服务器接收用户的远程登录信号，向所述示波器应用终端发送用户的访问和控制信号，并向所述嵌入式服务器发送请求指令；所述嵌入式服务器接收所述请求指令，控制实验装置完成所述请求指令指定的实验过程，将实验数据发送所述示波器应用终端；所述示波器应用终端接收所述用户的访问和控制信号以及实验数据，对实验数据进行处理和显不O
2.如权利要求1所述的远程示波器，其特征在于，所述远程示波器还包括电路板，与所述嵌入式服务器相连接，接收所述嵌入式服务器的控制，完成相应的实验过程。
3.如权利要求1所述的远程示波器，其特征在于，所述示波器应用终端具体包括FPGA子系统、AD转换子系统、DA转换子系统和电源子系统；所述FPGA子系统与所述嵌入式服务器连接，用于进行数据采集、处理与传输；所述AD转换子系统与所述FPGA子系统连接，用于将外部输入的模拟信号转换为数字信号；所述DA转换子系统与所述FPGA子系统连接，用于完成DDS信号源的波形输出；所述电源子系统分别与其它各个子系统连接，用于为各子系统提供多种额度的电源。
4.如权利要求1所述的远程示波器，其特征在于，所述远程示波器通过网络与用户终端连接，接受所述用户终端的远程登录与控制。
5.如权利要求1所述的远程示波器，其特征在于，所述远程示波器进行CH1，CH2两个通道波形的显示。
专利摘要本实用新型公开了一种远程示波器，属于远程测控技术仪器仪表技术领域。所述远程示波器包括Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端，所述Web服务器、嵌入式服务器与示波器应用终端通过网络互相连接；用户通过所述Web服务器远程登录，访问所述示波器应用终端，向所述嵌入式服务器数据发送请求指令，控制实验装置完成相应的实验过程，并将实验数据实时的在所述示波器应用终端上处理和显示。本实用新型提供了一种基于网络和实时数据的远程示波器，操作简单，使用方便，界面与真实示波器相同，弥补了现阶段远程实验采用仿真数据的弊端。
文档编号G01R13/02GK202939195SQ201220412039
公开日2013年5月15日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者任维政, 崔岩松, 石闪闪, 蔡星辉 申请人:北京元厚教育科技有限公司