基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統開發的研究

王輝

[摘 要] 隨著互聯網技術的發展，通信仿真系統的研發水平不斷提高，通信仿真系統性能不斷完善。基于LabVIEW軟件平臺開發一款通信仿真系統，該系統以LabVIEW軟件作為開發平臺，利用TCP/IP通信協議，使開發板與客戶端相連，并通過無線網絡來實現通信仿真功能。該系統能夠確保數據傳輸準確，其操作簡單并且功能實用，是一款兼具良好可靠性與穩定性的通信仿真系統。

[關 鍵 詞] LabVIEW軟件平臺；通信仿真系統；系統開發

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

科學技術的發展，使網絡通信技術得到了不斷突破，這也使通信仿真系統在各個領域中得到了廣泛應用，極大地推動了各個領域的發展，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開發進行的深入研究，以助于同行業共同交流。

一、基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統簡介

基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統是利用TCP/IP網絡通信協議將PC客戶端與STM32F407開發板進行連接的，TCP/IP技術對開發板進行遠程控制，以此確保數據能夠實現雙向通信傳輸。在PC客戶端中，主要是利用LabVIEW軟件來對其主控界面進行編制與優化，在STM32F407開發板中嵌入有無線通信模塊，這樣能夠使開發板利用無線網絡與PC客戶端進行無線通信。本系統采用CAN總線將設置有采集卡的4塊STM32F103從板與STM32F407主板進行連接，并利用485總線和仿真模擬設備進行連接。

二、基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統開發研究

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

（一）通信協議的開發

在基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統中，通信協議是實現通信仿真功能的基礎，在本系統中采用的通信協議為TCP/IP通信技術，TCP/IP網絡通信協議能夠為用戶提供一個可靠的通信仿真環境。當TCP收發模塊被激活以后，發送方的TCP模塊會向接收方發送報文，此時便會形成一個相應的“累計核對”，它與校驗和有些類似，其是與TCP報文進行共同傳輸的，這時，接收方的TCP模塊會依據累計核對來對傳輸的正確性進行校驗與判斷，當判斷傳輸不正確時，該TCP報文就會被接收方丟棄；如判斷傳輸正確，接收方會做出應答。當接收方的應答響應時間超過規定限值時，發送方會重新發送TCP報文。

該系統將TCP/IP底層協議作為通信仿真功能的基礎部分，在對高層協議進行編制時采用十六進制碼，數據在傳輸時所采用的格式、校驗碼、數據包類型及錯誤反饋信息碼均可以進行自主定義，在自主定義完畢后，將該協議與TCP報文進行一并傳輸，進而使系統能夠進行遠程數據通信與跨平臺操作。

（二）PC客戶端的開發

為了使系統在后期進行更新與擴展時變得更加方便，需要對該系統的服務器與客戶端進行確定，其中PC設備為客戶端，而STM32F407開發板則可作為服務器，由于采用LabVIEW軟件及C語言來對通信程序進行編制的難度較高，因此可以先采用LabVIEW軟件對服務器與客戶端的通信程序進行相應調試，然后再將LabVIEW程序轉換成相應的C語言代碼，從而使系統的程序設計難度大幅降低，也縮短了程序設計時間，使系統的設計效率顯著提高。為了確保數據在傳輸過程中能夠準確無誤，需要保證數據能夠在不同平臺中實現字符串與十六進制碼間的相互轉換，因此可以先對“累計核對”進行省略。

（三）STM32F407開發板的開發

在基于LabVIEW軟件平臺的通信仿真系統中，對STM32F407開發板的程序進行開發是極為重要的。STM32F407開發板利用ESP8266串口和WiFi模塊進行連接，在STM32F407開發板中能夠支持LWIP協議，并能夠兼容STA模式、AP模式以及AP+STA模式，這使其能夠對AT指令進行高效完成，從而使開發板的開發工作變得簡單。在對代碼進行編寫時，可以先對LabVIEW軟件中的服務器程序進行編寫，然后將該程序作為參考進行后續其他程序的編寫，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議，利用C語言來對WiFi模塊中的代碼進行編制。為了使系統的后期開發工作能夠更加方便，同時有助于添加其他通信仿真設備，在進行代碼編制時需要采用AP模式。

綜述，本文利用TCP/IP通信技術對數據傳輸中的高層協議進行了編制，進而使LabVIEW軟件與STM32F407開發板之間形成了多格式、多通道的數據傳輸機制，使系統實現了通信仿真功能，改變了以往的串口轉WiFi數據傳輸模式，提高了數據傳輸的準確性與穩定性。該通信仿真系統是以LabVIEW軟件作為開發平臺來進行開發的，該系統操作簡單、運行穩定，能夠為用戶提供優質的通信仿真服務，具備良好的人機交互性與可靠性，在各個領域中有著極高的應用價值。

參考文獻：

[1]周春明.基于LabVIEW與Proteus的測控仿真實驗系統設計[J].遼東學院學報（自然科學版），2016，23（4）：261-265.

[2]趙政華，邵猛.基于Scilab和Labview的在線通信仿真實驗平臺[J].信息系統工程，2014（3）：14-15.