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移动技术如何影响数据采集?

2013年3月12日,
移动接入正在成为测试和测量系统的主要需求。工程师和科学家必须通过理解移动集成选项并密切关注未来移动系统的前景来提高他们的技能。

对测量应用程序的移动访问不再只是一个很好的附加功能。这是预期。移动设备在世界范围内的普及使人们能够无限地、即时地获取信息。移动技术创造了一种自然的期望,即不断获得信息,并正在影响测试和测量市场。

工程师和科学家正在创建可以通过移动设备访问的系统。当测试完成时,这些系统会向技术人员发出警报,并提供在运行中更改数据的能力。移动技术发展迅速,使得实施和制定标准变得困难。为了资本化,工程师和科学家必须通过理解移动集成选项并密切关注未来移动系统的前景来发展他们的技能集。

对于测量系统来说,移动技术是一种相对较新的附加技术,但常见的解决方案已经开始演变。最基本的解决方案是使用移动设备进行手持测量。另一种方法是使用移动设备作为远程测量系统的人机界面(HMI)。

手持测量

手持式测量设备的想法并不新鲜。手持数字万用表已经出现多年,市场上还有许多其他手持测量设备。总的来说,这些设备是为特定的目的而创建的。然而,移动设备背后技术的发展提供了创造更灵活和可靠的手持测量设备的机会。

移动设备及其操作系统使用强大的平台,使应用程序开发人员能够访问成千上万的应用程序,因此他们可以在这些平台环境中进行定制和创建。公司现在正在创造可以直接插入移动设备的测量设备。由测量硬件制造商创建的本地应用程序可以与插件设备交互读取数据。此外,如果制造商使用开放的数据传输标准,应用程序开发人员可以创建与插件硬件交互的应用程序,给用户一个完全不同的体验。

在选择移动插件测量时,工程师应该考虑接口。像USB这样的通用接口标准应该是这些测量系统的主要考虑因素。当创建一个需要多年支持的度量系统时,私有接口的风险更大。使用专用接口的硬件制造商可以在未来的版本中更改它们,而无需发出警告。

除了直接连接到移动设备外,无线测量设备也是手持式测量的一个很好的解决方案。新的数据采集设备正在开发中,它们具有内置的无线功能,可以通过移动设备或传统pc访问。一个移动设备可以从许多无线测量设备进行测量。可以使用本地应用程序或软件集成开发环境(ide)对这些无线测量设备进行编程。随着测量系统越来越需要更多的灵活性,工程师可以期待测量设备制造商发布更多的无线测量设备。

远程控制

在测量系统中添加远程人机界面时,需要考虑的选项有很多。首先要考虑的问题之一是如何在测量系统和人机界面之间进行通信。标准的网络协议如TCP或UDP可以使用,但一个日益增长的趋势是使用一种建立在TCP和HTTP上的技术,称为web服务。

web服务是可以通过HTTP请求访问的应用程序编程接口(API)。当被调用时,web服务返回一个人类可读的响应。现代web服务使用JavaScript对象表示法(JSON)响应,但XML、HTML和纯文本是其他响应选项。然后,工程师和科学家可以编写漂亮的接口,将web服务响应呈现为更赏心悦目的东西,比如波形图。

工程师和IT部门选择web服务而不是其他通信技术的原因有几个。首先,任何编程语言都可以直接访问web服务,包括c++、Objective C和LabVIEW。第二,由于web服务位于公共网络协议之上,与专有网络协议相比,通信被认为是“IT友好的”。第三,web服务可以通过安全套接字层(Secure Sockets Layer, SSL)或传输层安全(Transport Layer Security, TLS)等行业标准技术轻松加密。

另一个需要考虑的问题是如何查看来自测量系统的通信数据。可以使用许多不同的技术来创建数据客户机。图形用户界面(GUI)使用户可以查看或控制从测量系统传输的测量数据。标准浏览器可以向web服务发送HTTP请求。使用HTML和Javascript,可以创建一个数据客户端,以便在图形上查看返回的数据,而不仅仅是XML。

构建使用浏览器的自定义数据客户端提供了自定义外观和功能的灵活性,同时使用了不需要额外运行时引擎来操作的技术。HTML也是跨平台兼容的,因此可以创建一个数据客户端,支持多个操作系统。HTML的另一种替代方法是创建在特定移动操作系统上运行的原生应用程序。

原生应用比基于web的(HTML)应用提供更好的性能和可用性。需要注意的是,原生应用需要针对每个移动操作系统进行定制开发。例如,为Android编写的应用需要移植到iOS。HTML5很有前途,因为它支持大多数操作系统,但这项技术还很年轻。值得注意的是,在HTML5应用的性能和可用性遭到大量抱怨后,Facebook从HTML5应用转向了原生应用。HTML5在移动操作系统上的性能正在迅速提升,所以人们仍然希望这项技术在不久的将来会成为更可行的选择。

为测量系统创建远程人机界面的第一步是选择如何传输测量数据,以及采用哪种数据客户端技术进行标准化。工程师们正在学习如何创建远程HMI解决方案,这一功能已经成为测量系统平台选择的主要考虑因素。

移动安全

移动设备连接到银行账户或私人公司数据等安全信息的次数越多,它们就越容易成为黑客的目标。恶意软件,即旨在扰乱计算机运行的软件,在过去几年里在移动操作系统上呈指数级增长(见mobiledevdesign.com上的“垃圾邮件发送者在2012年推出35万款移动版本”).全球安全软件公司赛门铁克(Symantec)将“移动攻击”列为2013年需要关注的五大趋势之一。随着工程师将移动技术添加到他们的测量系统中,移动安全需要成为首要考虑的问题。

为应对移动安全威胁,请从官方应用商店下载应用程序,并在移动设备上使用杀毒软件。大多数制造商都提供了提高移动设备安全性的措施。工程师应研究移动设备的具体安全细节,并添加必要的安全措施。一些简单的步骤,比如需要登录或pin码访问,并打开“远程删除”服务,这样你就可以在设备被盗或丢失时删除设备上的所有信息,这些都有助于降低一些风险。

企业应用商店的兴起也将有助于提高工作场所的移动安全。移动操作系统提供商现在可以让企业用公司批准的应用程序创建自己的内部应用程序商店。这是IT部门分发访问公司数据库的应用程序以及推荐的移动应用程序(如防病毒软件)的好方法。

移动设备在测试和测量系统中的未来

未来的数据采集系统将继续变得更加网络化。移动接入正在成为测试和测量系统的主要需求,而工程师们现在是这些系统的未来防护。工程师和科学家必须通过理解移动集成选项并密切关注未来移动系统的前景来提高他们的技能。

理查德·迈克是美国国家仪器公司(National Instruments)的美国技术营销总监。他于1999年以BSEE身份加入了国家仪器公司(National Instruments),并领导了NI TestStand测试管理软件和PXI模块化仪器的成功采用,同时通过许多技术演示、文章和白皮书,作为测试工程社区的行业领导者。他的技术重点领域包括模块化测试软件和硬件系统设计、并行测试策略和仪表控制总线技术。他持有Texas A&M University的电气工程学士学位。

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