◆于 隆

（大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 遼寧 116300）

網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用

◆于 隆

（大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 遼寧 116300）

在經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展和進(jìn)步的二十一世紀(jì)，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)也有突破性進(jìn)展。在最近幾年，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合發(fā)展，進(jìn)而形成了新的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。這個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的形成離不開(kāi)人們的不斷探索，而它也給各行各業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步做出了很大貢獻(xiàn)。

計(jì)算機(jī)控制；通信技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；應(yīng)用

0 引言

在這個(gè)信息化的時(shí)代，科技成為企業(yè)的第一生產(chǎn)力，科技力量的迅速發(fā)展帶動(dòng)著社會(huì)的快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展使通訊行業(yè)從單一的模式進(jìn)入了一個(gè)多樣化的時(shí)代，這一技術(shù)的出現(xiàn)使信息通信能夠更好地服務(wù)于社會(huì)，所以，我們要分別全面地了解網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展歷史及各自的優(yōu)點(diǎn)，避免它們的缺點(diǎn)的影響，同時(shí)充分利用他們的優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)又存在著緊密的聯(lián)系，只有兩者之間有效地融合才能促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展。本文對(duì)兩者之間的關(guān)系做一個(gè)全面的分析。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)概述

1.1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享，網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)造地區(qū)性的網(wǎng)絡(luò)、企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，甚至家庭網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的根本特征并不一定是它的規(guī)模，而是資源共享，消除資源孤島。網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)、寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、資源管理和任務(wù)調(diào)度工具、應(yīng)用層的可視化工具。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算資源的提供者，包括高端服務(wù)器、集群系統(tǒng)、MPP系統(tǒng)大型存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)等。寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中，提供高性能通信的必要手段。正是由于網(wǎng)絡(luò)的豐富多彩，才會(huì)吸引越來(lái)越多的人加入其中：對(duì)用戶而言網(wǎng)絡(luò)正一步步滲透到我們工作、生活的各個(gè)方面，極大地改變了長(zhǎng)久以來(lái)形成的傳統(tǒng)思維和生活方式；而對(duì)網(wǎng)絡(luò)而言，面臨帶寬的短缺、IP地址資源匱乏等嚴(yán)峻考驗(yàn)。

1.2 計(jì)算機(jī)通信技術(shù)

計(jì)算機(jī)通信是一種以數(shù)據(jù)通信形式出現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備之間進(jìn)行信息傳遞的方式。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新的通信方式，主要是為了滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。它將不同地理位置、具有?dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)終端及附屬硬件設(shè)備（路由器、交換機(jī)）用通信鏈路連接起來(lái)，并配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件，以實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程中資源共享而形成的通信系統(tǒng)。它不僅可以滿足局部地區(qū)的一個(gè)企業(yè)、公司、學(xué)校和辦公機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)、文件傳輸需要，而且可以在一個(gè)國(guó)家甚至全世界范圍進(jìn)行信息交換、儲(chǔ)存和處理，同時(shí)可以提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像的綜合性服務(wù)，是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的必由之路。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，各國(guó)都通過(guò)建成的公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)享用各數(shù)據(jù)庫(kù)資源和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源。計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及兩者基礎(chǔ)上的聯(lián)機(jī)檢索技術(shù)已廣泛應(yīng)用于信息服務(wù)領(lǐng)域。報(bào)刊、人工采集、會(huì)員單位組織的傳統(tǒng)信息服務(wù)方式正逐步被以數(shù)據(jù)庫(kù)形式組織的信息通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)供用戶聯(lián)機(jī)檢索所代替。信息量和隨機(jī)性增大，信息更新加快，信息價(jià)值明顯提高，信息處理和利用更加方便。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是信息社會(huì)的顯著標(biāo)志，在信息處理和傳遞中占重要位置。它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相融合的產(chǎn)物，在軍隊(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、決策分析系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用

2.1 以太網(wǎng)

以太網(wǎng)（Ethernet）指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)及沖突檢測(cè)）技術(shù)，并以10M/S的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)不是一種具體的網(wǎng)絡(luò)，是一種技術(shù)規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10～100Mbps的速率傳送信息包，雙絞線電纜10 Base T以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)。直擴(kuò)的無(wú)線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開(kāi)放性最好。以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級(jí)聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。

以太網(wǎng)在各行各業(yè)都產(chǎn)生了影響，尤其在工業(yè)控制方面。首先工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在保障軌道交通正常運(yùn)營(yíng)中起著關(guān)鍵作用：信號(hào)控制、乘客信息讀取、車輛和地面信息的交互，這一切都需要構(gòu)建完整而可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。軌道交通環(huán)境條件嚴(yán)酷、溫度極端、磁場(chǎng)干擾大，這對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)制造提出了很高的要求。其次智能交通系統(tǒng)是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)，而建立一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。最后千兆和光纖以太網(wǎng)交換機(jī)可以確保監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)流量不間斷，為企業(yè)產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。由于現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，因而受到了許多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體和計(jì)算機(jī)廠商的高度重視。作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，加強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。它不僅是一個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開(kāi)放式、新型全分布控制系統(tǒng)。這項(xiàng)以智能傳感、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，已經(jīng)受到世界范圍的關(guān)注，成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，并將導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革。國(guó)際上許多有實(shí)力、有影響的公司都先后在不同程度上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的工作環(huán)境處于過(guò)程設(shè)備的底層，作為工廠設(shè)備級(jí)基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)，要求具有協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性好、成本低的特點(diǎn)，具有一定的時(shí)間確定性和較高的實(shí)時(shí)性要求，還具有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定，多數(shù)為短幀傳送、信息交換頻繁等特點(diǎn)。由于上述特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到通訊技術(shù)，都具有不同于上層高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的特點(diǎn)。但是現(xiàn)場(chǎng)總線缺乏一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，不同的廠家按照不同的生產(chǎn)目標(biāo)，因此各種產(chǎn)品暫時(shí)也不能靈活地共存。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在會(huì)逐漸影響我們生活的方方面面。在當(dāng)今這個(gè)信息化快速發(fā)展的潮流推動(dòng)下，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用會(huì)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越完善，進(jìn)而帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平提高。網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用前景很可觀，資源節(jié)約和能效優(yōu)先將成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)研發(fā)的出發(fā)點(diǎn)，這些挑戰(zhàn)還將推動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維理念的發(fā)展，這也是今后通信技術(shù)創(chuàng)新的方向。

[1]吳晶，董玉丹.網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2014.

[2]張智.網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016.