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橫河測(cè)量?jī)x器與上位機(jī)的通信

2021-10-08 12:50:00·  來(lái)源：橫河測(cè)試測(cè)量  
　
本期內(nèi)容為9月24日橫河資深軟件開(kāi)發(fā)支持專家馮洋的直播課講義節(jié)選。背 景鑒于上述問(wèn)題的普遍性，這次直播課就從基礎(chǔ)開(kāi)始為廣大用戶解釋橫河測(cè)量?jī)x器與上位機(jī)之間
本期內(nèi)容為9月24日橫河資深軟件開(kāi)發(fā)支持專家馮洋的直播課講義節(jié)選。
背 景
鑒于上述問(wèn)題的普遍性，這次直播課就從基礎(chǔ)開(kāi)始為廣大用戶解釋橫河測(cè)量?jī)x器與上位機(jī)之間的通信如何做程序開(kāi)發(fā)。后續(xù)我們還會(huì)安排相關(guān)直播課程，請(qǐng)關(guān)注本公眾號(hào)發(fā)布的課程信息。

什么是通信

通信，指人與人或人與自然之間通過(guò)某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下采用任意方法、任意媒介，將信息從某方準(zhǔn)確安全地傳送到另方。
橫河測(cè)量?jī)x器與上位機(jī)的通信，則是狹義的通信概念，指儀器彼此連通后傳遞信息。

橫河測(cè)量?jī)x器的通信接口

什么是通信接口？
通信接口就是CPU(中央處理器)與其他子系統(tǒng)間進(jìn)行通信用的接口電路
通常需要按照其接口標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的協(xié)議(通信協(xié)議)將通信方式與內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化
一個(gè)通信接口也可能有多種通信協(xié)議
橫河測(cè)量?jī)x中通常會(huì)使用的接口
以太網(wǎng)：Ethernet網(wǎng)口
USB ：USB接口
GPIB ：GPIB接口
RS232：RS232串口


圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

以太網(wǎng)

基于TCP協(xié)議

  • Ethernet --- 傳統(tǒng)以太網(wǎng)
  • VXI11 --- 1G
  • HiSLIP --- 10G
  • Socket --- 套接字

基于UDP協(xié)議
UDP 橫河僅有一款無(wú)線電波監(jiān)測(cè)器使用此協(xié)議

TCP和UDP

TCP和UDP都是網(wǎng)絡(luò)通信中常用的通信協(xié)議，都有著各自的特點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)景。



USB

  • 普通USB協(xié)議：Universal Serial Bus，通用串行總線。最常見(jiàn)的通信方式以及接口之一。一般老款的產(chǎn)品搭載的是普通USB協(xié)議。
  • USBTMC協(xié)議：USB Test & Measurement Class。建立在USB之上的一種通信協(xié)議。主要用于與儀器之間的通信。
  • VISAUSB協(xié)議：基于IVI USB驅(qū)動(dòng)的通信協(xié)議。常用于LabVIEW通信開(kāi)發(fā)。
目前主流產(chǎn)品都支持USBTMC協(xié)議，使用此協(xié)議時(shí)需要橫河測(cè)量官網(wǎng)下載安裝相應(yīng)的USB驅(qū)動(dòng)。

GPIB

橫河測(cè)量?jī)x器中搭載了GPIB通信接口的設(shè)備，都支持 IEEE Std 488.2 GPIB通信協(xié)議。使用此接口時(shí)，需要下載安裝NI-488.2驅(qū)動(dòng)。



RS232

橫河測(cè)量?jī)x器中搭載了RS232通信接口的設(shè)備，都支持標(biāo)準(zhǔn) RS232 串口通信協(xié)議。使用此接口時(shí)，需要下載安裝相應(yīng)的轉(zhuǎn)接口驅(qū)動(dòng)。



橫河測(cè)量?jī)x器的通信類庫(kù)
什么是TMCTL？

TMCTL是橫河測(cè)量?jī)x的通信類庫(kù)。借助此類庫(kù)可以非常容易地實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與儀器間的通信。
如果使用USB接口通信，則需要安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)(詳情請(qǐng)參照儀器以及TMCLT使用說(shuō)明書(shū))。

TMCTL使用方法




  • 大部分橫河測(cè)量?jī)x都可以通過(guò)TMCTL實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信(GM，GP系列以及個(gè)別產(chǎn)品除外)。
  • TMCTL涵蓋了各種類型接口的API(詳情也參照TMCTL使用說(shuō)明書(shū))。
  • 說(shuō)明書(shū)中提供了C++，C#，VB.Net以及VBA的通信連接Demo。但開(kāi)發(fā)時(shí)并不局限于這幾種編程語(yǔ)言。
TMCTL支持的儀器及通信接口




  • 大部分儀器不僅支持一種通信接口。
  • HiSLIP是高速(10G)以太網(wǎng)協(xié)議。
  • 詳情可以參考TMCTL說(shuō)明書(shū)第八章。(專業(yè)資料請(qǐng)至官網(wǎng)下載)
  • GM，GP系列無(wú)法使用此TMCTL。(可利用ModbusTCP協(xié)議進(jìn)行通信)

TMCTL常用API介紹
  • Initialize：連接儀器設(shè)備
  • Send ：發(fā)送通信命令
  • Receive ：接收回復(fù)數(shù)據(jù)
  • Finish ：斷開(kāi)設(shè)備連接
TMCTL使用注意事項(xiàng)
  • 使用USB，GPIB或RS232接口通信時(shí)，請(qǐng)安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，其中USB驅(qū)動(dòng)是橫河提供。
  • 配置TMCTL類庫(kù)文件時(shí)，請(qǐng)根據(jù)電腦情況(32位/64位)以及所使用的編程語(yǔ)言選擇相應(yīng)的類庫(kù)。
  • 正常的通信都是從連接儀器開(kāi)始(API: Initialize)。通信結(jié)束時(shí)請(qǐng)斷開(kāi)連接(API: Finish)。
  • 使用某些接口通信時(shí)，可能需要對(duì)發(fā)送的命令進(jìn)行編碼，同時(shí)在獲取回復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)也可能需要解碼。
  • 編寫程序時(shí)請(qǐng)參考說(shuō)明書(shū)，同時(shí)請(qǐng)注意輸入輸出的均為英文半角格式。
  • 可通過(guò)python語(yǔ)言調(diào)用TMCTL中API，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與儀器的通信。
  • GM，GP系列可通過(guò)ModbusTCP方式，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與儀器的通信。
Linux系統(tǒng)中的通信方法
Linux系統(tǒng)中通信接口

  • 利用C++或python可以在Linux系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與儀器進(jìn)行通信。
  • 如果使用USB接口，將通過(guò)VendorID和ProductID尋找到相應(yīng)設(shè)備并進(jìn)行連接。
  • 如果使用GPIB時(shí)，仍需要安裝驅(qū)動(dòng)。
  • 網(wǎng)口和RS232則可以正常使用。

總 結(jié)

Windows系統(tǒng)
通過(guò)TMCTL可以實(shí)現(xiàn)與測(cè)量?jī)x器間的通信（請(qǐng)參考說(shuō)明書(shū)上的demo）。
請(qǐng)注意儀器的通信接口以及所需要安裝的驅(qū)動(dòng)（如USB，GPIB）。
通過(guò)python可以實(shí)現(xiàn)調(diào)用TMCTL，并實(shí)現(xiàn)與儀器間的通信。
Linux系統(tǒng)
通過(guò)python可以在Linux系統(tǒng)中與測(cè)量?jī)x進(jìn)行通信（不需要TMCTL）。
請(qǐng)注意儀器的通信接口以及所需要安裝的驅(qū)動(dòng)（GPIB）。
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