基于虚拟仪器的锁相放大器远程实验系统设计

用户点击加热按钮，接通加热电源，其状态值经由网络送往实验机，从而改变实验室内测温电路的继电器状态，加热电路开始对热敏电阻进行加热。实验电路中桥式电路的输出信号和热敏电阻的温度值，经由网络反馈给客户机，用户通过虚拟仪器面板观察各个点波形的显示，同时读取温度值，完成热敏电阻温度特性测量。
服务器一栏设置为实验室内服务器的IP地址，剩余时间一栏显示用户可用的时间。本实验控制真实的实验元件，每次只能有一位用户操作。规定每位用户的实验时间为30 min。30 min后，此客户机与实验机的连接自动断开。
3．1．2 客户机软件框图程序
软件框图程序如图3所示。程序分别设置了3个While循环结构，分别完成读取温度值、读取电压值以及发送控制继电器状态的功能。循环中止的条件为下列三者之一：用户点击了“退出”按钮；用户连接时间超过了30 min；实验过程中TCP连接出错，如实验机程序先行中止，或系统错误引起连接中止。

客户端程序的软件部分采用3个独立的While循环，每个端口分别设置了独立的服务器端口，依次是2322，2323和2324。
(1)读取反馈的实验数据。对于数据接收，用2个TCP Read节点读取实验机发送的声卡采集的数据长度和字符串数据。
2322端口接收串口读取的温度值，因为温度值采集时已经转换为4位BCD码表示的十进制数，因此接收时读取的字长设置为4，读取的温度值送入虚拟温度计并实时显示出来。
2323端口对应接收声卡读取的电压值，因为是左、右声道各采集一路信号，因此设置了2个Sequence结构，其中Sequence0接收左声道读取的桥式电路输出信号，送入锁相放大器的信号输入端；Sequence1接收右声道读取参考方波，送入锁相放大器的参考信号输入端。同时将读取的波形实时显示在用户界面上。
(2)发送继电器控制信号。2324端口发送加热控制电路的继电器状态值，用户可以在虚拟面板生改变加热按钮的状态，并通过服务器反馈回实验机，从而控制加热电路中继电器的状态。加热按钮其处于不同的位置时，向网络连接发送不同的命令字。将命令字放在一个CASE结构中，这样便于实现用户将加热按钮置于不同的位置时，发送不同的命令字。为有效传送数据，采用2个TCP Write节点，第1个节点发送字符长
度，第2个节点发送字符数据。
3．2 端口映射
服务器平台上安装Linux操作系统。利用其IPtables防火墙技术进行端口映射，使得互联网上的计算机可以通过访问服务器，间接访问实验机，进行远程实验。端口号的选择要避开系统保留端口，即O～1023。假设实验机程序的监听端口为2322。在IPtahies中，将服务器的2322端口映射到实验机。外界计算机访问服务器的2322端口时，若实验机程序正在2322端口监听，与客户机的TCP连接就会建立，客户机与实验机通信，传送控制命令与实验数据。