基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)開發(fā)的研究

王輝

[摘 要] 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通信仿真系統(tǒng)的研發(fā)水平不斷提高，通信仿真系統(tǒng)性能不斷完善?；贚abVIEW軟件平臺開發(fā)一款通信仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)以LabVIEW軟件作為開發(fā)平臺，利用TCP/IP通信協(xié)議，使開發(fā)板與客戶端相連，并通過無線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)通信仿真功能。該系統(tǒng)能夠確保數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確，其操作簡單并且功能實(shí)用，是一款兼具良好可靠性與穩(wěn)定性的通信仿真系統(tǒng)。

[關(guān) 鍵 詞] LabVIEW軟件平臺；通信仿真系統(tǒng)；系統(tǒng)開發(fā)

[中圖分類號] TN91 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）11-0194-01

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到了不斷突破，這也使通信仿真系統(tǒng)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，極大地推動了各個領(lǐng)域的發(fā)展，滿足了人們的通信需求。以下是本人對基于Lab-VIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行的深入研究，以助于同行業(yè)共同交流。

一、基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)簡介

基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)是利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議將PC客戶端與STM32F407開發(fā)板進(jìn)行連接的，TCP/IP技術(shù)對開發(fā)板進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以此確保數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信傳輸。在PC客戶端中，主要是利用LabVIEW軟件來對其主控界面進(jìn)行編制與優(yōu)化，在STM32F407開發(fā)板中嵌入有無線通信模塊，這樣能夠使開發(fā)板利用無線網(wǎng)絡(luò)與PC客戶端進(jìn)行無線通信。本系統(tǒng)采用CAN總線將設(shè)置有采集卡的4塊STM32F103從板與STM32F407主板進(jìn)行連接，并利用485總線和仿真模擬設(shè)備進(jìn)行連接。

二、基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)開發(fā)研究

在基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)開發(fā)工作中，主要包括三個方面的開發(fā)：（1）編制通信協(xié)議；（2）利用LabVIEW軟件平臺對PC主控器進(jìn)行開發(fā)；（3）利用LabVIEW軟件平臺與C語言對STM32F407開發(fā)板進(jìn)行編程與開發(fā)。以下對三個方面的開發(fā)工作進(jìn)行深入的研究。

（一）通信協(xié)議的開發(fā)

在基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)中，通信協(xié)議是實(shí)現(xiàn)通信仿真功能的基礎(chǔ)，在本系統(tǒng)中采用的通信協(xié)議為TCP/IP通信技術(shù)，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€可靠的通信仿真環(huán)境。當(dāng)TCP收發(fā)模塊被激活以后，發(fā)送方的TCP模塊會向接收方發(fā)送報文，此時便會形成一個相應(yīng)的“累計(jì)核對”，它與校驗(yàn)和有些類似，其是與TCP報文進(jìn)行共同傳輸?shù)?，這時，接收方的TCP模塊會依據(jù)累計(jì)核對來對傳輸?shù)恼_性進(jìn)行校驗(yàn)與判斷，當(dāng)判斷傳輸不正確時，該TCP報文就會被接收方丟棄；如判斷傳輸正確，接收方會做出應(yīng)答。當(dāng)接收方的應(yīng)答響應(yīng)時間超過規(guī)定限值時，發(fā)送方會重新發(fā)送TCP報文。

該系統(tǒng)將TCP/IP底層協(xié)議作為通信仿真功能的基礎(chǔ)部分，在對高層協(xié)議進(jìn)行編制時采用十六進(jìn)制碼，數(shù)據(jù)在傳輸時所采用的格式、校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)包類型及錯誤反饋信息碼均可以進(jìn)行自主定義，在自主定義完畢后，將該協(xié)議與TCP報文進(jìn)行一并傳輸，進(jìn)而使系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信與跨平臺操作。

（二）PC客戶端的開發(fā)

為了使系統(tǒng)在后期進(jìn)行更新與擴(kuò)展時變得更加方便，需要對該系統(tǒng)的服務(wù)器與客戶端進(jìn)行確定，其中PC設(shè)備為客戶端，而STM32F407開發(fā)板則可作為服務(wù)器，由于采用LabVIEW軟件及C語言來對通信程序進(jìn)行編制的難度較高，因此可以先采用LabVIEW軟件對服務(wù)器與客戶端的通信程序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)試，然后再將LabVIEW程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的C語言代碼，從而使系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)難度大幅降低，也縮短了程序設(shè)計(jì)時間，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率顯著提高。為了確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中能夠準(zhǔn)確無誤，需要保證數(shù)據(jù)能夠在不同平臺中實(shí)現(xiàn)字符串與十六進(jìn)制碼間的相互轉(zhuǎn)換，因此可以先對“累計(jì)核對”進(jìn)行省略。

（三）STM32F407開發(fā)板的開發(fā)

在基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統(tǒng)中，對STM32F407開發(fā)板的程序進(jìn)行開發(fā)是極為重要的。STM32F407開發(fā)板利用ESP8266串口和WiFi模塊進(jìn)行連接，在STM32F407開發(fā)板中能夠支持LWIP協(xié)議，并能夠兼容STA模式、AP模式以及AP+STA模式，這使其能夠?qū)T指令進(jìn)行高效完成，從而使開發(fā)板的開發(fā)工作變得簡單。在對代碼進(jìn)行編寫時，可以先對LabVIEW軟件中的服務(wù)器程序進(jìn)行編寫，然后將該程序作為參考進(jìn)行后續(xù)其他程序的編寫，這樣不僅能夠梳理編程思路，還能使程序的編制時間大大縮短，有效地減少了人力的輸出。在代碼編寫完畢后，便可以通過編制好的高層協(xié)議，利用C語言來對WiFi模塊中的代碼進(jìn)行編制。為了使系統(tǒng)的后期開發(fā)工作能夠更加方便，同時有助于添加其他通信仿真設(shè)備，在進(jìn)行代碼編制時需要采用AP模式。

綜述，本文利用TCP/IP通信技術(shù)對數(shù)據(jù)傳輸中的高層協(xié)議進(jìn)行了編制，進(jìn)而使LabVIEW軟件與STM32F407開發(fā)板之間形成了多格式、多通道的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通信仿真功能，改變了以往的串口轉(zhuǎn)WiFi數(shù)據(jù)傳輸模式，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與穩(wěn)定性。該通信仿真系統(tǒng)是以LabVIEW軟件作為開發(fā)平臺來進(jìn)行開發(fā)的，該系統(tǒng)操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠?yàn)橛脩籼峁﹥?yōu)質(zhì)的通信仿真服務(wù)，具備良好的人機(jī)交互性與可靠性，在各個領(lǐng)域中有著極高的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

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