摘要：实验室的数量与质量直接关系到课程教学的教学效果。远程测控实验平台的实现对缓解实验室资源紧缺、设备老旧等问题具有重要意义。为此研制了基于云平台的远程测控实验平台。我承担的是远程实验现场代理服务软件设计，实现对二维加工平台、实验水箱等现场实验装置的数据的采集、分析、显示、存储，能够将其通过TCP协议上传到云平台，从而实现远程监测；实现对远程实验人员设置的实验参数进行接收、分析、显示，并控制现场实验装置。

首先介绍了远程测控实验平台的研究背景及意义、国内外的发展趋势、主要研究内容和结构安排。描述了远程实验现场代理服务软件的总体设计方案。本设计分为两个部分：现地控制系统硬件设计方案与现场代理服务器软件设计方案。

然后，详细介绍了针对不同现场实验装置的硬件电路设计与安装调试，包括二维加工平台和实验水箱测量、控制相关的传感器、电源电路、步进电机驱动电路、激光头调理电路和水箱硬件电路等等。

接着，介绍了现场代理服务器软件设计，包括二维加工平台和水箱的现场监控界面设置。二维加工平台现场监控界面是基于labwindows开发的，可以实现将现场采集到的X轴Y轴的当前位置和当前速度、绘制的图形、三角形点的坐标、正方形的边长等数据存储到数据库，通过TCP协议上传到云平台，可以实现接收远程实验人员所设置的实验参数，并根据参数控制二维加工平台进行图形绘制。水箱监控界面是基于Labview开发的，可以实现采集并存储水箱当前液位值，通过PID算法，输出变频器控制信号，以此来控制抽水泵的抽水速度，维持水箱液位的动态平衡，可以实现接收远程实验人员所设置的实验参数，并进行水箱PID控制。

最后介绍了实验测试所使用的测试平台。分析了现场代理服务器的有效性，并与远程实验操作和监视软件进行联合调试。

测试结果表明，设计的远程实验现场代理服务软件能够实时的采集处理现场实验装置的数据，能够在现场监控界面上显示二维平台加工曲线、PID控制曲线等，能够将采集的数据进行数据库存储，能够利用TCP通讯上传数据到云平台服务器。可为目前实验室资源紧缺、利用率低的现状改变提供帮助。

关键字：云平台，远程测控实验平台，代理服务器，工控机，labview ，labWindows/CVI

目  录

摘  要

Abstract

1绪论-1

1.1研究背景与意义-1

1.2 国内外发展概况-1

1.3 研究内容与结构进度安排-2

1.3.1研究内容-2

1.3.2结构安排-3

2系统设计方案-5

2.1系统框架-5

2.2技术要求-6

2.3系统方案设计-6

2.3.1硬件方案设计-6

2.3.2软件方案设计-8

2.4预期成本-10

3 现地控制系统硬件设计与安装调试-11

3.1二维加工平台控制系统硬件设计与安装调试-11

3.1.1二维加工平台介绍-11

3.1.2控制系统原理图-13

3.1.3安装调试-14

3.2过程控制水箱控制系统硬件设计与安装调试-15

3.2.1过程控制水箱介绍-15

3.2.2控制系统原理图-15

3.2.3 安装调试-16

4 现场代理服务器软件设计-17

4.1二维加工平台现场代理服务器软件设计-17

4.1.1开发环境及功能需求-17

4.1.2现场代理服务器软件设计-18

4.2过程控制水箱现场代理服务器软件设计-26

4.2.1开发环境及功能需求-26

4.2.2现场代理服务器软件设计-28

5 系统调试与分析-31

5.1测试环境搭建-31

5.2二维加工平台测试-31

5.2水箱PID控制调试-33

6 总结与展望-36

6.1总结-36

6.2 展望-37

致谢-38

参考文献-39