DataSocket技术在网络化在线颗粒测量仪中的应用

1 颗粒测量仪的原理

单机版的颗粒测量仪已在作者实验室研制成功并应用于生产中，仪器采用光全散射法的测量原理，如图1所示。

图中I0为入射光强，I为透射光强。

全散射法原理基于Beer-Lambert定理。图1中，如果一束强度为I0、波长为λ的平行单色光入射到含有被测颗粒的介质时，由于颗粒对光的散射和吸收作用，光的强度将衰减：

式中τ是介质的浊度

设颗粒群在介质中的空间分布是无序而均匀的，即浊度τ与光程L无关，将式(1)沿整个光程积分

式(3)描述了光在颗粒介质中的衰减规律。

在该系统中，当白光光束穿过一含有颗粒的介质时，由于受到颗粒的散射和吸收，使穿过介质后的透射光的强度受到衰减，其衰减程度与颗粒的大小和数量(浓度)相关，这为颗粒测量提供了一个尺度。此外，除颗粒粒径外，全散射法还能同时测得颗粒的浓度，这是此方法的一个突出特点。

2 关于DataSocket技术

DataSocket包含DataSocket API和DataSocket Server两部分。

DataSocket API：它是一个和协议、编程语言、操作系统无关的应用程序接口，通过ActiveX控件来实现并支持多种数据类型，这种数据类型包括字符串、标量、布尔变量和波形等。它自动把用户测得的数据转化为网络上传输的字节流，适用于任何编程环境。

DataSocket Server：它是一个小巧独立运行的程序，采用DSTP(DataSocket Transfer Protocol)协议在两个应用程序之间进行数据通信和交换。DataSocket Server具有在Internet上高速广播现场测量结果的功能，简化了TCP编程。在服务器端进行DataSocket Server配置后，当在客户端运行DataSocket Server时，基于Internet的TCP网连接的程序便可以被访问。

从数据共享的角度讲，DataSocket遵循TCP/IP协议，是对WinSock的高级封装，DataSocket大大简化了实时数据的传输问题，使得通过网络传送测试数据就如同向一个文件中写入信息一样方便，因此具有使用方便、编程工作量少、不需了解底层操作过程等优点，特别适合于远程数据采集、监控和数据共享等应用程序的开发。借助它可以在不同的应用程序和数据源之间共享数据，方便地在测量控制系统中共享和发布现场数据，并在Internet上实时发布。

3 网络化在线测量仪系统的构成及实现方式

在线颗粒测量仪采用了DataSocket技术。由于DataSocket适用于广播数据和高速数据的传输，因而该在线测量系统的网络测控可以达到进行实时数据传输的效果，同时也使系统的可靠性得到了显著提高。其提供的DataSocket API接口可适用于VB、VC等编程环境，本测量仪的监测系统在VB环境下调用DataSocket；数据库后台使用SQL SERVER 7.0；利用IIS的信息发布功能显示各种曲线和条形线。在线测量仪的系统结构如图2所示。 [page]

在图2中白光光源照射到颗粒群，由于颗粒群的散射和吸收，强度衰减的透射光从颗粒群射出后进入分光系统，使白光色散成不同波长的光，然后被光电检测阵列同步检测，得到的电信号经放大和A/D转换将数据送入计算机(WebServer)进行数据处理，数据采用DataSocket进行上传。因为DataSocket可以访问本地文件以及HTTP和FTP服务器上的数据，并为底层提供一致的API，所以程序人员无需为不同的数据格式和通讯协议编写具体的程序代码。它采用一种类似于Web中的同一资源定位器(URL)定位数据源，URL的不同前缀表示了不同的数据类型，提供了机器用于建立连接的方式，file表示本地文件，http为超文本传输资源，ftp为文件传输协议，dstp则说明来自DataSocket服务器的实时数据。由于DataSocket协议已封装在NI公司的Component Works组件中作为ActiveX控件供开发者使用，这样开发人员通过ActiveX控件以及Web页面的开发工具以网页形式通过Internet/Intranet向用户发布，用户可在Web页面中输入待监测计算机的IP地址来激活Web页面上的数据采集和显示，从而实现了对系统的远程监测和数据的实时采集。

在服务器上，主要编两类程序。一类是把传过来的数据分成几个字段放进SQL Server中，做为网络化在线颗粒测量仪的实时数据库。数据库的开发语言用PowerBuilder，数据库的后台则采用SQL Server 7.0，主要是为了方便客户记录历史数据，对数据进行远程查询、记录和打印。另一类是IIS应用程序，Web服务器利用IIS进行信息发布，通过网络向远程客户提供在线监测服务。

这样，在线颗粒测量仪利用了DataSocket来组建远端智能测试节点，在该节点上运行应用程序完成数据采集、数据分析等任务，并利用DataSocket提供的功能通过网络将测试数据发回本地PC节点。

4 结束语

由于在线颗粒测量仪在数据传输方面采用了DataSocket技术，有效地减少了冗余数据的传输。这种B/S结构的远程监测系统使用很方便，监测端可以是任何与Internet相连的地方，能够很好的满足对测试数据的及时共享的要求。同时此方案也为企业基于网络的在线测量提供了参考模型。

参考文献
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[2] 许洪安.基于ActiveX技术的B/S模式远程监控系统[J］.制造技术与机床，2004，(1)：74-76.
[3] 郭会军.基于ActiveX控件的网络虚拟仪器实验室[J］.西安交通大学学报，2003，37(2)：219-220.
[4] 王乃宁，等.颗粒粒径的光学测量技术及应用［M］.北京：原子能出版社，2000.