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測試與測量  

專家觀點:行動技術推動資料擷取系統演進

上網時間: 2015年04月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:資料擷取  行動技術  平板電腦  行動作業系統  安全 

Windows 8 平板電腦:微軟在2012年底推出Windows 8。除了使用者介面徹底翻新之外,Windows 8可同時導入PC與平板電腦。微軟一向是PC市場龍頭,但近幾年來持續下滑的PC銷售量迫使他們進入成長快速的平板電腦市場,以期藉此保有商務行動性。

微軟推出兩種Windows 8版本:Windows 8 RT和Windows 8 Pro。Windows 8 RT搭載ARM 架構的平板電腦,但僅能執行透過全新Windows Store所購買的應用程式;所以也無法使用Adobe Photoshop與NI LabVIEW等傳統的軟體應用程式,因為這是根據x86晶片架構編譯而成的軟體,Windows 8 RT裝置則是採用ARM架構。

微軟自己也製造了搭載Windows 8的平板電腦,稱為Microsoft Surface。2013年2月,搭載Windows 8 Pro的Microsoft Surface平板電腦上市了。基本上這款平板電腦擁有了Ultrabook的功能,可執行傳統的軟體應用程式,並且提供平板電腦的機身,因此備受矚目。

Surface配備一個USB連接埠,並可支援x86架構的應用,因此工程師可能會針對量測系統需要選用Surface。這種平板裝置可執行現有的量測應用程式,還可透過小巧機身為現有系統提供行動優勢,而且幾乎不需要額外的開發作業。Surface的電池壽命不僅延長了,還加強了硬碟空間和軟體的部分,可說是微軟第一代未來版本可持續改良的平板裝置。

行動技術整合的量測選擇

對於量測系統而言,行動技術屬於較新的額外功能,不過很多常見的解決方案卻已經開始演變了。最基本的解決方案就是透過行動裝置來執行掌上型的量測作業,另一個解決方案則是把行動裝置當成人機介面(HMI),並且用於遠端量測系統。

透過行動裝置及App執行掌上型量測作業
透過行動裝置及App執行掌上型量測作業
(來源:NI)

掌上型量測:掌上型量測裝置並不是什麼新概念,掌上型多功能數位電錶(DMM)已經有好幾年的歷史,市場上也有很多掌上型量測裝置。基本上,這些都是針對單一功能而開發的專用量測裝置。然而,隨著行動裝置背後的技術不斷演變,如今已能夠打造出更靈活、更穩定的掌上型量測裝置。

行動裝置和相關的作業系統提供了強大的平台,應用開發人員才得以運用數十萬種不同的行動應用程式(App),並且透過這些平台環境發揮創意並完成客製化。現在相關廠商都在生產可直接插入行動裝置的量測裝置。這些量測硬體廠商所開發的原生應用程式皆可搭配插入式裝置以便讀取資料。此外,如果製造商採用開放式的資料傳輸標準,App開發人員就可以設計App以便操作插入式硬體,為使用者提供全然不同的體驗。

選擇行動插入式量測裝置時,工程師應該要考慮到介面的問題。這時可以優先考慮USB等常見的標準介面。如果打造的是需要連續支援好幾年的量測系統,搭載專利介面的風險就會比較高。使用專利介面的硬體製造商可以針對未來版本而修改,或許不會提出警告。這樣一來,工程師就必須為了更新系統而投入時間和成本,才能使用新的專利介面。必須找到標準介面,才能保障量測系統未來的擴充功能,不必受限於特定的製造商。

除了直接連接行動裝置之外,無線量測裝置也針對掌上型量測提供了有效的解決方案。全新的資料擷取裝置內建無線功能,可透過行動裝置或傳統PC存取。一款行動裝置可以執行許多無線量測裝置的量測作業。原生App或軟體IDE可用來設計這些無線量測裝置的程式。隨著量測系統需要越來越高的彈性,工程師也可以預期量測裝置製造商會推出越來越多的無線量測裝置。

遠端HMI:把遠端HMI加入量測系統時,其中一個主要考量就是如何建立量測系統和HMI之間的通訊功能。這時可以使用TCP或UDP等標準網路協定,不過有一種採用TCP和HTTP的技術變得相當熱門,那就是「網路服務」。網路服務是一種應用編程介面(API),透過HTTP需求即可存取。一旦呼叫網路服務,即可回傳可讀取的回應。現代的網路服務使用JSON回應,不過也有其他回應選項,例如XML、HTML或純文字。工程師可以設計有效的介面,透過更有趣的方式顯示網路服務的回應,例如波形圖。

工程師和IT部門選用網路服務而非其他通訊技術的原因有很多。首先,網路服務簡單好用,可透過任何程式語言存取,包含C++、Objective C、LabVIEW等。第二,由於網路服務採用常見的網路協定,因此較專利網路協定更適合IT部門。第三,網路服務還可透過Secure Sockets Layer(SSL)或Transport Layer Security(TLS)等工業級標準技術輕鬆加密。

另一個考量就是如何查看量測系統的傳輸資料。許多不同的技術都可用來建立資料用戶端,這是一種GUI,可允許查看或控制量測系統所傳輸的量測資料。標準的網頁瀏覽器可以將HTTP要求傳送至網路服務。有了HTML與JavaScript,即可建置資料用戶端並以圖形格式查看所回傳的資料,不只是XML格式而已。如果透過網路瀏覽器來建置客製化資料用戶端,即可靈活打造外觀和功能,同時在不必操作額外Run-Time Engine的前提下運用技術。HTML也相容於多種平台,所以能夠打造一個資料用戶端,並且在多種作業系統上運作。如果不想要HTML,另一個替代方法就是建置原生App,可以在特定的行動作業系統上運作。

相較於網路架構(HTML)App,原生App提供更優異的效能和使用率。唯一要注意的是必須針對每個行動作業系統開發出客製化的原生應用程式。例如必須改寫Android專用的應用程式才能用於OS。HTML5可支援大多數的行動作業系統,因此前景看好,但是相關技術卻尚未成熟。以Facebook為例,他們的HTML5應用程式在效能與實用性方面引起許多不滿,所以才把HTML5應用程式改為原生應用程式。目前HTML5用於行動作業系統的效能正在快速提升,因此在不久的未來或許會成為更實際的選項。

如果要針對量測系統建立遠端HMI,首先要選擇傳輸量測資料的方式,以及要做為標準的資料用戶端技術。工程師可以接觸到越來越多建置遠端HMI解決方案的選項,因此這項功能也變成了量測系統平台的首要考量。

行動安全:隨著越來越多人把行動裝置用來連接安全資訊,例如銀行帳戶或機密公司資料,使其成為駭客目標的機率也會增加。惡意軟體的目標在於中斷電腦運作,過去幾年來,行動作業系統遭受惡意軟體攻擊的情況急遽增加。全球安全軟體公司Symantec把‘行動攻擊’列為必須注意的五大最新趨勢之一。隨著工程師陸續把技術加入量測系統內,行動安全需求儼然成為不可忽視的重要考量。

行動作業系統所面臨的安全威脅
2011-2012年每一季行動作業系統所面臨的安全威脅
(來源:Frost & Sullivan)

一般來說,如要對抗行動安全威脅,只能下載官方網站的應用程式,並且在行動裝置內安裝防毒軟體。大部分的製造商都會提供最佳實務,加強行動裝置的安全性。工程師應該徹底了解個人行動裝置特有的安全屬性,並且加入必要的安全措施。有些簡單的步驟能夠避免某些風險,例如要求登入或輸入PIN碼,也可開啟‘遠端資料刪除’服務,以便在裝置遭竊或遺失時清除裝置上所有資料。

此外,企業應用程式商店的興起也可以提升職場的行動安全效能。行動作業系統供應商可以讓企業自行成立內部的App商店,以便供應經過公司核准的應用程式。這樣一來,IT部門即能有效提供可存取公司資料庫的應用程式,同時還能推廣防毒保護等行動 App。

未來的行動量測系統

未來的測試和量測系統將持續加深網路連線功能。行動存取可說是測試與量測系統的必備功能,深思熟慮的工程師早已開始建置可滿足未來需求的系統。舊式的GPIB儀器會被新的乙太網路儀器所取代;隨著行動裝置逐漸演變成強大的運算平台,無線量測裝置的市佔率也會持續增加。而所有的相關趨勢都將使資料擷取系統更廣泛地運用行動技術。(本文由NI供稿)


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