1. 引(yǐn)言
20世(shì)紀70年代以來,計算機、微電子等技(jì)術迅猛發展。在它們的推(tuī)動下,同時也是為適應現代(dài)化工農業生產甚至戰爭的新需求,測量技術與儀器不斷進步,相繼誕生了(le)智能儀器、PC儀器、VXI儀器、虛擬儀(yí)器及互換性(xìng)虛擬儀器等微機化儀器及其自動測試係統(tǒng),計算機與現代儀器設備間的界限日漸模糊,測量領域和範(fàn)圍不斷(duàn)拓寬。近10年來,以Internet為代表的網絡技術的出現以及(jí)它與其他高新科技的相互結合,不僅己開始將智能互聯網產品帶入現(xiàn)代生活,而且也為測量與儀器技術帶來了前所未有的發展空間和機遇,網絡化測量(liàng)技術與具備網絡功(gōng)能的新型(xíng)儀器應運而生(shēng)。
2. 計算機、微電子、通信和網絡等技術是網絡化測量技(jì)術與儀器產生並迅速發展的強勁支撐(chēng)
2.1“計算機就是儀器(qì)”
自從(cóng)迅猛發(fā)展的計算機技術及微電子技術滲透到測量(liàng)和儀器儀表技術領域,便使該領域的麵貌不斷更新。相繼出(chū)現的智能儀器、總線儀器和虛(xū)擬儀器(qì)等微機化儀器,都無一例外地利用計算機的軟件和(hé)硬
件優勢,從而既(jì)增加了測量功能,又提高了技術(shù)性能。由於信號被采集變換成數字形式(shì)後,更多的分析和處理工作都由計算機來完成,故很(hěn)自然使人們不再去關(guān)注儀器(qì)與計算機之間的界(jiè)限。近年來,新型微處理器的速度不斷提(tí)高,采用流水線、RISC結構和cachE等先進(jìn)技術,又極(jí)大提高了計算機的數值處理能(néng)力和速度。在數據采集方麵,數據采集卡、儀器放大器、數字信號(hào)處理芯片等技術的(de)不斷升級和更新,也有效地加快(kuài)了數據采集的速率和(hé)效率。與計算機技術緊密(mì)結合,已是當今儀器與測控技(jì)術發展的主潮流。對微機化(huà)儀器作一具體分析後,不難見,配以相應軟件和硬件的(de)計(jì)算機將能夠完成許多儀器、儀表的功能,實(shí)質上相當於一台多功能的通用測量儀器。這樣的現代儀器設備的功能已不(bú)再由按鈕和開關(guān)的數(shù)量來限定,而是取決於其中存儲器內裝有軟件的多少。從這個意義上可(kě)認為,計算機與現代儀器設備日漸趨同,兩者間已表現出全局意義上的相通性。據此,有人提(tí)出(chū)了“計算機(jī)就是儀器”/軟件就(jiù)是儀器”的概念。
2.2“計算機就是測控係統的中堅”
總線式儀器、虛擬儀(yí)器等微機化儀器技術的應用,使組建集(jí)中和分布式測控係統變得(dé)更為容易。但(dàn)集中測控越來越滿足(zú)不了複雜、遠程(chéng)(異地)和範圍較大的測控任務的需求,對(duì)此,組建網絡化的測控係統就顯得非常必要,而計算機軟、硬件技術的不(bú)斷升(shēng)級與進步、給組建測控(kòng)網絡提供(gòng)了越來越優異的技術條件。
Unix 、Windows NT、Windows2000、Netware等網絡化計算機操作係統,為組建網絡化測試係統帶來了方便。標準的計算機網絡協議,如OSI的開放係(xì)統互連參考模型RM、Internet上使用的TCP/IP協議,在開放性、穩定性、可靠性方麵均有很大優勢,采(cǎi)用它們(men)很容易實現測控網絡的體(tǐ)係結(jié)構。在開發軟件方麵,比如NI公司的Labview和LabWindows/CVI,HP公司的VEE,微軟公司的的VB、VC等,都有開發網絡應用項目的工(gōng)具包。軟件是虛擬儀器開發的關鍵,如Labview和LabWindows/CVI的(de)功能都十(shí)分強大,不僅使虛(xū)擬(nǐ)儀(yí)器的開發變(biàn)得簡單方(fāng)便,而且為把(bǎ)虛擬(nǐ)儀器做到網絡上,提供了可靠,便利的技術支持。LabWindows/CVI中(zhōng)封裝了TCP類庫,可以開發基於TCP/Ip的網絡應用。Labview的(de)TCP/IP和UDP網絡VI能夠與遠程(chéng)應用(yòng)程序建立通信,其具有的Internet工具箱還為應用係統增加了E-mail、FTP和Web能力;利用(yòng)遠程自動化VI,還可對控製(zhì)其他(tā)設備的分散的VI進行控製。Labview5.1中還特別增(zēng)加有網絡功能,提高(gāo)了(le)開發網絡(luò)應用程序的能(néng)力。
將計算機(jī)、高檔(dàng)外設(shè)和通信線路等硬件資源(yuán)以及大型數據庫、程序、數據、文件等軟件資源納入網絡,可實現資源的共享。其次,通過組(zǔ)建網絡化(huà)測控係(xì)統增加係統冗餘度的方(fāng)法能提高係統的可靠性,便於係統的擴展和變(biàn)動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相(xiàng)當於現代儀(yí)器的(de)網絡。計算機已成為現代測控係統的中堅。
2.3網絡技(jì)術已越來(lái)越成為測控技術滿足實際需求的關鍵(jiàn)支撐
當(dāng)今時代,以Internet為代表的(de)計算機網絡的迅速發展及相關技術的日益完善,突(tū)破了傳統通(tōng)信方式的時空限製和地域障礙,使(shǐ)更大範圍(wéi)內的(de)通信變(biàn)得十分容易,Internet擁(yōng)有的硬件和軟(ruǎn)件資源(yuán)正在(zài)越來越多(duō)的領域中得到應用,比如電子商務、網上教學、遠(yuǎn)程醫療、遠(yuǎn)程(chéng)數據采集與控製、高檔測量(liàng)儀器設備資源(yuán)的遠程實時調用,遠程設備故障診斷,等(děng)等。與此同時(shí),高性能、高可(kě)靠性、低成本的網關、路由器、中繼器及網(wǎng)絡接口芯片等網(wǎng)絡互聯設備(bèi)的不斷進步,又方便了Internet、不同類型測控網絡、企業網絡(luò)間的互聯。利用現有Internet資源而不需建立專門的拓撲網絡,使組(zǔ)建測控網絡、企業內部網絡以及它們(men)與Internet的互聯都十分方便,這就為測控(kòng)網(wǎng)絡的普遍建立和廣泛應用鋪平了道路。
把TCP/IP協議(yì)作(zuò)為一種嵌入式的(de)應用,嵌入現場智能儀器(主要是傳感器)的ROM中,使信號的收、發都以TCP/IP方式進行,如此(cǐ),測控(kòng)係統(tǒng)在(zài)數據(jù)采集、信息發布、係統集成等方麵都以(yǐ)企業內部網絡(Intranet)為依托,將測(cè)控網和企業內部網及Internet互聯,便於實現測控網和信息網的統一。在這樣構(gòu)成的測控網絡(luò)中,傳統儀器設備充(chōng)當著網絡中獨立節點的角色,信息(xī)可跨越網絡傳輸至(zhì)所及的任何領域,實時、動態(tài)(包(bāo)括遠程)的在線測控成為現實,將這樣的測量技術與過去的測控、測試技術相比不難發現,今天,測(cè)控(kòng)能節(jiē)約大量現場布線、擴大測控係統所及(jí)地域範圍。使係統擴充和維護(hù)都極(jí)大便利的原因,就是因(yīn)為在這種現代測量任務的執行和完成過程中,網絡發揮了不可替代的關鍵(jiàn)作用,即網絡實實在在地介入了現代測量與測控的全過程。
基於Web的信息網絡Intranet,是目前企業內部信息網的主流。應用(yòng)Internet的具有開放性的互聯通信標準,使Intranet成為基丁TCP/IP協議的開放係統,能方便地與外界連接,尤其是與Internet連接。借助Internet的相關技術,Intranet給企業的經營和管理能帶來極大便利,已被廣泛(fàn)應用於各個行業。Internet也已開始對傳統的測控係統產生越來越大的影響(xiǎng)。目前(qián),測(cè)控係統的設計思想明顯受到計算機網絡技術的(de)影響,基於網絡(luò)化(huà)、模塊化(huà)、開放性等原則,測控網絡由傳統的集中模(mó)式轉(zhuǎn)變為分布模式,成為具有開放性、可互操作性、分(fèn)散性、網絡化。智(zhì)能化的測控係統(tǒng)。網絡的節點上不僅有計算機、工作站,還有智能測控儀器儀表,測控網絡將有與信息網絡相似的體係結構和通信模型。比如目前測控係統(tǒng)中迅猛發展的現場(chǎng)總線,它的通信模型和OSI模型對(duì)應,將現場的智能儀表和裝置作為節點,通過網絡將節點連同控(kòng)製室內的儀器(qì)儀表和控製裝置聯成有(yǒu)機的測控係(xì)統。測控網(wǎng)絡的功能將遠遠大於係統中各獨(dú)立個體功能的總和。結果是(shì)測控係(xì)統的功能顯著增(zēng)強
欄目導航
內容推薦
更多>2024-09-23
2024-09-06
2023-03-03