《測控技術(shù)》2002年第20卷第12期文章編號:1000-88292001)2-0036-03Data Socket技術(shù)及其應用Application of Data Socket Tools陜西海泰電子有限責任公司陜西西安71005)寇小明,楊高科,杜麗文摘要闡述了 DataSocket技術(shù)的起因、主要特點、工作是用來傳輸動態(tài)數(shù)據(jù)的而 Data Socket是專門用來在原理以及在實時測控網(wǎng)絡(luò)方面的應用。測量與自動化應用中傳輸或發(fā)布動態(tài)數(shù)據(jù)的。關(guān)鍵詞測控網(wǎng)絡(luò) ataSocket jRLs(2) DataSocket是一種 Internet編程與通信工具。中圖分類號:II274雖然可以使用通常的文件/O函數(shù)、P/m函數(shù)文獻標識碼A和FIP/HIP請求在不同的應用之間、應用與文件之間、不同的計算機之間傳輸數(shù)據(jù)但是必需編寫大量的Abstract: The motivation, specification and principle of源代碼。 Datasκket通過為這些底層通信協(xié)議提供統(tǒng)Data Socket technolagy are discussed. How to implement it in-的A來極大地簡化這項工作用戶無需為不同的measure control net application is also provided數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議編寫具體的程序代碼這樣不懂Key words: measure control net Data Socket: URLS得復雜的底層T(P編程的程序員就可以通過 tenet有效地傳輸原始數(shù)據(jù)并響應多個用戶的請求。使用今天網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)日益深入到人們的日常生活中, DataSocket在計算機之間傳輸數(shù)據(jù)就像在 Internet上用從局域網(wǎng)絡(luò)到國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)再到手機上網(wǎng)人們從這瀏覽器讀Web頁面一樣簡單種廉價高效的手段中得到了大量有價值的信息和數(shù)(3)數(shù)據(jù)定位簡單。據(jù)。對于測量與自動化領(lǐng)域的研究人員來說單純地Data Socket用類似于Web中的統(tǒng)一資源定位器傳輸靜態(tài)數(shù)據(jù)已不能滿足實際需要,他們希望通過(UR定位數(shù)據(jù)源JRL不同的前綴表示了不同的數(shù)Wb瀏覽器遠程控制現(xiàn)場的測試儀器和對象,以提高據(jù)類型le為本地文件hup為超文本傳輸協(xié)議加為交互性、方便性和實時性。 DataSocket的岀現(xiàn)使得測控文件傳輸協(xié)議c表示訪問的資源是Or(用于過程網(wǎng)成為可能控制的OE服務(wù)器st( Data Socket transfer protocol1 Data Socket技術(shù)說明來自 DataSocket服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)(4)數(shù)據(jù)類型簡單。DataSocket是№ ational Instruments提供的一種技術(shù)ata Socket使用一種增強數(shù)據(jù)類型來交換測量數(shù)和編程工具借助它可以在不同的應用程序和數(shù)據(jù)源據(jù)即數(shù)據(jù)屬性這種數(shù)據(jù)屬性可以是采樣率、操作者之間共享數(shù)據(jù)而且通常這些數(shù)據(jù)源分布在不同的計姓名、時間及采樣精度等。當 DataSocket從數(shù)據(jù)源加算機上。Iλ ataSocket可以理解為一種數(shù)據(jù)接插技術(shù)就載了新的數(shù)據(jù)時它將數(shù)據(jù)存放在一個本地的(w)t像將電源接到插座上一樣,它會自動分解動態(tài)變化的對象中該對象包括著數(shù)據(jù)及其屬性。Dta> pocket aPi原始數(shù)據(jù)并及時送達目的地。會自動將用戶的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的字節(jié)從定義可以看出 Data Socket具有以下特性流并在需要時將字節(jié)流轉(zhuǎn)換為原來的格式使用人員1) DataSocket用于動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸。不必關(guān)心數(shù)據(jù)的格式與通信協(xié)議。雖然有多種技術(shù)都支持在不同的應用之間共享數(shù)(5)通用性強。據(jù)包括TP/、D等但這些工具中的大部分都不Data Socket是一個基于URLs的、用于連接分布于任何地V凵中國煤化工算機測量與自動化收稿日期2001-08-07數(shù)據(jù)的CNMHG個與協(xié)議無關(guān)、與語作者簡介寇小眠1967—),男,研究生主要從事計算機體系言無關(guān)、與操作系統(tǒng)無關(guān)的A,它可以是 Activex控結(jié)構(gòu)、基于虛擬儀器的圖像采集與處理系統(tǒng)、機器視覺與圖像件,個 Labwindo/CⅥ的函數(shù)庫或 LabVIEw的子測量技術(shù)等領(lǐng)域的研究現(xiàn)任海泰公司副總師兼圖像部經(jīng)理。Ⅴs庫因此可以用在任何編程環(huán)境中。北京長城航空測控技術(shù)研究所科技發(fā)展部多通道加載系統(tǒng)電話(010)5682811656862918417Data Socket技術(shù)及其應用2 DataSocket的工作原理后為Fale;對Is寫來講,不寫時為 False,寫以后為Tru。后兩種模式是在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時自動引發(fā)讀/圖1描述了 DataSocket的體系結(jié)構(gòu)。 DataSocket服寫操作。務(wù)器的界面如圖2所示ata Socket通過統(tǒng)一資源定位URL來定位數(shù)據(jù)源和目標,它支持幾種URL前綴方式。在前綴后是data-LabVIeWsource-path。在數(shù)據(jù)特性( data attribute)中可以包括采樣率、操作者姓名、時間戳、數(shù)據(jù)量等信息來自于源的數(shù)據(jù)及其特性放在一個本地( Wdata對象中。DataSocket的定位格式舉例如下圖1 DataSocket體系結(jié)構(gòu)dstp:// locn host/緩沖區(qū)名L沖區(qū)名宰自行定義用opmn來標識和識別一個緩?區(qū)卜可以有多名,變量名在reu或wrIte中識別,在變量表明其屬性機器標識,再絡(luò)標識計算機名,可以是1 ccblhost, evervhosL或指定的機器經(jīng)作輸?shù)臄?shù)據(jù)在一傳輸協(xié)議,可以是http,ftp、fle等圖2 DataSocket服務(wù)器3 DataSocket的使用DataSocket由 DataSocket api和 Data Socket server兩由于 DataSocket是一種數(shù)據(jù)接插技術(shù)信息發(fā)送部分組成。 DataSocket api提供了從多語言訪問多種數(shù)據(jù)類型的單一接囗 ata Socket server通過管理T(PIP通信為用戶提供并簡化 Intemet通信采用 Data Socket server發(fā)布數(shù)據(jù)需要3個部分發(fā)} Translated Title布者服務(wù)器和接收者。發(fā)布者和接收者都是客戶端,}開發(fā)儀器驅(qū)動程序的高級源代碼工具發(fā)布者用于發(fā)布數(shù)據(jù)接收者用于接收數(shù)據(jù)。一個}·DataSocket Server最多可以支持1000個接收者和發(fā)布2001年11月27日 National Instruments發(fā)布了者。在 Data Socket Server Manager I中可以定義最大連接設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)包( NI-Device Driver Development Kit簡稱 NI-Device DDK),種N設(shè)備軟件的數(shù)、最大數(shù)據(jù)對象個數(shù)以及哪些計算機可以作為數(shù)據(jù)}新代碼版本。利用 NI-Device DDK ANsI/IEE488發(fā)布者哪些計算機可以作為數(shù)據(jù)接收者這也就規(guī)定}2標準儀器的開發(fā)者現(xiàn)在可以為其儀器編寫獨立了數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限·于總線的驅(qū)動程序。 NI-Device ddK是當今業(yè)內(nèi)惟aSocket Ap包括4個基本動作:em、rad、-的能夠幫助開發(fā)者生成與總線特性通信方式無write、 close用它們可以從下面地方荻取數(shù)據(jù)}·關(guān)的I488.2儀器驅(qū)動程序的工具包。O Data items on HIIP serversNI-Device ddK需要與基于(B的儀器一同@2 Data items on FIP servers≯·使用現(xiàn)在功能擴展到可支持附加的(B硬件接③ Local files口和設(shè)備,且無論操作系統(tǒng)為何。Nvie處理④ Data items on ole for Process control(OHC)}大部分E482指令包括信息交換協(xié)議因此yservers儀器開發(fā)者不必再需要處理這些任務(wù)。同時以Data items on DSIP servers上這兩種新特性還能幫助開發(fā)者們快捷方便地寫DataSocket目前不支持對FIP( or hrp) servers的出儀器通信代碼減少總體儀器開發(fā)時間寫操作。NLDevice ddK是一整套先進的C++源代碼DataSocket支持4種訪問模式 AccessMode)Read現(xiàn)在}·包包含了實現(xiàn)№ Device應用的各種核心功能Write, ReadautoUpdater/ WriteAutoUpdate其中前兩個引和空的操作系統(tǒng)之間增加中國煤化工應用到儀器上而發(fā)單次操作此時用 Updataⅵ可以再次引發(fā)底層的讀無CNMH至沒有操作系統(tǒng)?；蛘邔懖僮?Updata.wⅵ在DS讀前邊以讀到最新的數(shù)}據(jù) Updata.ⅵ在寫后邊使寫操作完成。 Updated和sa-s是兩個狀態(tài)ⅵ對D讀來講不讀時為Tnue讀以文文文文文人文文文文人文文人文文文人文文北京長安自動化工程集團鐵路公路隧道、煤氣石化站庫防爆監(jiān)控系統(tǒng)電話(Ol065684527《測控技術(shù)》2002年第20卷第12期者和接收者之間就有明確的消息時效性表現(xiàn)在統(tǒng)工作過程中5臺計算機要在4個時間節(jié)點 stepX(X①信息發(fā)送者和接收者之間沒有信息個數(shù)關(guān)系,=1234)上進行現(xiàn)場狀態(tài)判斷以確定下一步的工并不是讀一次就少一條同一條信息可以被多次讀到;作則可以按照表1進行數(shù)據(jù)和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計。系統(tǒng)②如果單發(fā)單收,信息接收者收不到信息如果采用主一從結(jié)構(gòu)循環(huán)收發(fā)并確認的方式管理計算機信息接收者循環(huán)讀可以收到發(fā)送者當前發(fā)來的信息,為主機發(fā)送 DataSocket消息A臺現(xiàn)場工作計算機為不管讀多少次讀到的都是最后發(fā)來的信息從機收到 DataSocket消息后要回復管理計算機如果③信息接收者只能讀到讀信息運行后發(fā)送者發(fā)來管理計算機在給定的時間窗內(nèi)沒有收到所有4臺工作的信息而不能讀到讀信息運行前發(fā)送者發(fā)來的信息。計算杋發(fā)來的確認信息則表示現(xiàn)場工作岀現(xiàn)問題要這里可以將 Data Socket傳輸方式與串行口、磁盤給出錯誤信息。文件方式做個比較4結(jié)束語就時效性來說 datAsocket與RS232C串行口傳輸方式都優(yōu)于磁盤文件方式, DataSocket在循環(huán)延時為DataSocket非常適合于在大型的測控網(wǎng)絡(luò)中實時200ms以上(甚至到10s鄘都不會丟信息在200ms以協(xié)調(diào)各個功能計算機的工作取各功能計算機的當下會丟數(shù)指在我們的系統(tǒng)中)缺省的讀延時為1s,前工作狀態(tài)發(fā)布下一步的操作指令。一般采用主由于慢而且不穩(wěn)定庀它不適合于傳輸文件。用磁盤文從結(jié)構(gòu)循環(huán)收發(fā)方式管理計算機為信息發(fā)布源要確件傳輸方式不知道數(shù)據(jù)是否存在、是否已更新、何時更認各功能計算機收到后才能進行后續(xù)工作。各功能計新的因此不適合于動態(tài)數(shù)據(jù)算機為信息接收者收到后要告訴管理計算機才能進就網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)來說RS232C只能是點對點方表1數(shù)據(jù)和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計示例序號緩沖區(qū)屬性傳輸變量時間窗m備注式而 DataSocket可實現(xiàn)一對多和多對多方式因此,dsp :/kalle時以叫以60X-1234采用 DataSocket比較合適24/muk字符串100X=1234DataSocket是建立在1P/協(xié)議的上面所以網(wǎng)dsp/ krall∥/lael3:3perspex epok整型數(shù)絡(luò)帶寬和通信量不一樣,性能差別很大,但是布爾量18000X=1234DataSocket本身只增加了很小的網(wǎng)絡(luò)開銷,一些測試軟凵中國煤化工—柳口件表明在10 BaseT ethernet網(wǎng)上在機器之間傳輸速度行后續(xù)CNMH、性能及測控技術(shù)的可以達到320Kb/s因此主要的因素是網(wǎng)絡(luò)帶寬下面舉一個簡單的例子假設(shè)系統(tǒng)中有1臺管理要求日益提高該技術(shù)將會得到廣泛的應用。計算機上位機廂和4臺現(xiàn)場工作計算機下位機通過局域網(wǎng)絡(luò)相連管理計算機的網(wǎng)絡(luò)標識為 manager,系