1# @Time : 2020-11-28
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上个月遇到了一个远程读取示波器数据的需求，于是查了一些资料，过程中遇到了很多缩写，看着名字差不多，结果有些是设备标准，有些是公司名词，有些是通信协议，着实给阅读带来不少困难，所以这篇文章就主要以示波器为例，介绍下一些概念：LXI，SCPI，VISA，VXI-11，HiSLIP等。
数据采集与测量设备控制
简介
先把一些英文缩写展开：
- LXI: LAN eXtensions for Instrumentation
- VXI：VME eXtensions for Instrumentation
- PXI：PCI eXtensions for Instrumentation
- SCPI：Standard Commands for Programmable Instruments
- IVI: IVI (Interchangeable Virtual Instruments) Foundation
- VISA: Virtual instrument software architecture
- HiSLIP: High-Speed LAN Instrument Protocol
- ONC/RPC: Open Network Computing / Remote Procedure Call
下面开始大白话： 这一大堆东西的存在目的：解决不同生产商，不同的测量和数据采集设备（频谱分析仪，示波器，万用表等等），不同的数据传输协议如何互通的问题。
为了达成这个目的，设备自身必须有一种标准，比如物理接口类型，提供控制自身的命令接口，因此数据有一套标准，同时，数据传输也要有个标准，客户端如何接收数据和发出控制命令，为了方便客户端编程，还需要一个API方便不同语言调用。
接下来往上套，俩组织，VXIplug&play Alliance 和 IVI基金会，前者如今已经并入IVI基金会，所以我也就不区分太多了，反正就是一群 好事者 定义了这些标准。
设备使用LXI标准，L代表了LAN，也就是区别于串口提供了基于以太网的数据传输，LXI规定了在使用TCP/IP协议中的一些细节（支持ICMP，HTTP啦等等）。在LXI基础上，VXI-11协议基于ONC/RPC（见上）允许用户控制设备和读取数据，另一种更新的替代协议是HiSLIP。
SCPI是一种设备控制命令的标准，除了通过LXI发送SCPI命令，也可以通过GPIB发送。
VISA是客户端调用的API，通过VISA建立到设备的连接（可以基于VXI-11或HiSLIP协议）发送SCPI指令，指令被设备接收到后，不同设备内部的IVI驱动会识别命令，并转换为自身设备对应的操作。目前主要有两种VISA实现，一种是NI-VISA，另一种是R&S-VISA，可以在GUI上搜索网络内的设备，建立连接，发送命令，保存日志等。我在MacBook上都安装了下，没什么大区别。（吐槽下NI-VISA连Linux都不支持差评，而R&S-VISA支持了Ubuntu和CentOS，并且还支持了树莓派！(o′ω`o)ノ 然而我用的是Manjaro），下图中上面的是R&S VISA，下面的是NI-VISA。
这GUI主要还是让人测试，讲实用还是要自己编程，支持VISA的语言现在挺多，C#，python，matlab，LabVIEW等等。
实例
Python的VISA包可以装PyVisa或者R&S提供的RsInstrument。
直接上python代码，如何使用一目了然，代码来自罗德施瓦茨官网教程。
1from RsInstrument.RsInstrument import RsInstrument
2
3resource_string_1 = 'TCPIP::rohdeosc3.linac.kek.jp::INSTR' # Standard LAN connection (also called VXI-11)
4resource_string_2 = 'TCPIP0::192.168.2.100::hislip0' # High-Speed LAN Instrument Protocol
5resource_string_3 = 'GPIB::20::INSTR' # GPIB Connection
6resource_string_4 = 'USB::0x0AAD::0x0119::022019943::INSTR' # USB-TMC (Test and Measurement Class)
7instr = RsInstrument(resource_string_2, True, False)
通过VISA，可以建立与设备的连接，代码中用了四种方式，前两种基于以太网，分别用了VXI-11和HiSLIP，后两种是GPIB和USB。
1filename = "19840328"
2# Query the instrument file to the PC
3instr.write_str('HCOP:DEV:LANG PNG') # Set the screenshot format
4instr.write_str(rf"MMEM:NAME 'c:\temp\screen_{filename}.png'") # Set the screenshot path
5instr.write_str("HCOP:IMM") # Make the screenshot now
6instr.query_opc() # Wait for the screenshot to be saved
7instr.read_file_from_instrument_to_pc(rf'c:\temp\screen_{filename}.png',
8 rf'/home/sdcswd/workspace/python/rs/data/screen_{filename}.png')
9print("ok")
10instr.close()
注释写的挺详细了，基本一看函数名也就知道干嘛，write_str发送SCPI命令，query_opc执行。代码很简单的设置了截图的格式，截图文件名称和在示波器硬盘上的保存路径，然后发送截图命令，最后把图片文件从示波器传输到本机。
其中opc也是SCPI命令，涉及到异步处理，具体可以参考这个页面Introducing SCPI Commands，这个页面上也给了详细的SCPI标准手册。
但是真的太长了，建议别看，直接去读自己要使用的设备手册，比如我使用的是RT0-1044 示波器，这个手册非常详细的介绍了如何发送SCPI命令进行示波器触发，测量。RTO_HTML_UserManual。