李華東

摘 要：網(wǎng)絡(luò)化測控是體現(xiàn)了測控系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。其中核心部分體現(xiàn)在測控儀器上面，測控儀器是網(wǎng)絡(luò)化測控的最關(guān)鍵部分，是組成測控系統(tǒng)的一個(gè)重要的單位。運(yùn)用測控儀器可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)計(jì)算。在嵌入式Linux操作系統(tǒng)的支持下，通過無線網(wǎng)絡(luò)化來整合網(wǎng)絡(luò)儀器和測控硬件部分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)化；測控技術(shù)；測控儀器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.097

1 引言

隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的提高，我國計(jì)算機(jī)技術(shù)有了極大地進(jìn)步，相應(yīng)的與計(jì)算機(jī)有著密切聯(lián)系的測控技術(shù)也得到了同步發(fā)展，測控儀器的完善和改進(jìn)為無線網(wǎng)絡(luò)化測控提供了有力的基礎(chǔ)保障。測控儀器是測控網(wǎng)絡(luò)化的核心，其承擔(dān)著一些最基礎(chǔ)但最重要的工作，測控儀器是測控技術(shù)的以完美實(shí)現(xiàn)的保障，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)也依賴網(wǎng)絡(luò)測控儀器的發(fā)展。因此對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的發(fā)展，不僅僅黑絲單獨(dú)的體現(xiàn)出測控儀器硬件的完善和改進(jìn)，而且對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)的進(jìn)步也有反饋的作用，只有這樣測控技術(shù)和測控儀器兩者互相發(fā)展，互相促進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)測控行業(yè)的大進(jìn)步，提高我國測控技術(shù)在我國際中的地位，增強(qiáng)我國的綜合實(shí)力，最終會(huì)惠及全國人民，為提高全國人民水平做出巨大的貢獻(xiàn)，因此網(wǎng)絡(luò)化測控儀器和測控技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)是一項(xiàng)具有重大意義的工程。

2 無線測控技術(shù)與測控儀器的相互作用

無線測控技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了對(duì)測控儀器的研究，無線網(wǎng)絡(luò)測控儀器具有復(fù)雜性，多元性，它能夠?qū)⒉煌募夹g(shù)和不同的硬件進(jìn)行有效的融合，進(jìn)而為自己使用，例如：無線測控儀器將計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制的PLC、通信技術(shù)、測量技術(shù)，進(jìn)行有效的結(jié)合，并且充分發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)資源整合并且得到充分利用的局面，并且能夠通過實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的儀器，不僅僅為某一人或某一個(gè)特定領(lǐng)域服務(wù)，而是實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器為多人或者多領(lǐng)域的應(yīng)用，這樣節(jié)約了資源，提高了工作效率。另外無線測控技術(shù)不受地理位置的限制，使用者可以通過網(wǎng)絡(luò)來遠(yuǎn)程控制測控儀器，這樣就免除了一些測試人員遠(yuǎn)途奔波的去對(duì)一些需要調(diào)試的測控儀器去調(diào)試。無線測控技術(shù)的發(fā)展對(duì)測控儀器的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用，同時(shí)測控儀器硬件設(shè)施的不斷更新和完善，也促進(jìn)和拉動(dòng)了無線測控技術(shù)的發(fā)展，拉動(dòng)無線測控技術(shù)的更新和提高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，無線測控技術(shù)對(duì)測控儀器的促進(jìn)的優(yōu)勢會(huì)越來越明顯，同時(shí)測控儀器對(duì)測控技術(shù)的拉動(dòng)優(yōu)勢也會(huì)越來越明顯。

3 測控儀器的發(fā)展歷程

自1970年以來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用的已普遍，微電子技術(shù)和數(shù)電、模電的迅速發(fā)展，在這種形式下，測控技術(shù)和測控儀器應(yīng)用而生，并取得了巨大的發(fā)展，相繼產(chǎn)生了智能儀器、虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)儀器等，這些儀器與計(jì)算機(jī)的結(jié)合越來越緊密，以至于現(xiàn)在很難完全界定計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代測控儀器的概念，并且隨著計(jì)算機(jī)不斷地滲入到我們生活中的每個(gè)方面，現(xiàn)代測控技術(shù)也逐步進(jìn)入了我們的家居生活中，并且到了人們離不開的地步，對(duì)此產(chǎn)生了一定的依賴性。1.智能儀器。1980年后，隨著微處理器技術(shù)的完善，并且被首次運(yùn)用到測控儀器中，儀器前端的控制面板開始朝向?qū)嶓w的鍵盤化方向發(fā)展，與傳統(tǒng)儀器模式不同的個(gè)人儀器被首次應(yīng)用，并且廣受好評(píng)得到了快速的發(fā)展和廣泛的推廣。自20世紀(jì)90年代來，儀器儀表智能化出現(xiàn)了很大的改觀，微電子技術(shù)影響了儀器儀表的設(shè)計(jì)，到DSP一些完善的芯片出現(xiàn)，這些新科技和新技術(shù)使得測控儀器儀表對(duì)于數(shù)字的處理能力大大的增強(qiáng)了，功能也變得更為強(qiáng)大，儀器儀表的處理數(shù)據(jù)和圖像的能極大地提高了。智能化儀器比傳統(tǒng)的測控儀器具有操縱性好、能有效地進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、可編程的優(yōu)點(diǎn)。但由于這種智能化儀器也有一些自身的缺點(diǎn)，如價(jià)格昂貴、實(shí)時(shí)性差，因此智能化測控儀器還存在很大的發(fā)展空間。2.虛擬儀器。20實(shí)際90年代初期，市面上出現(xiàn)了一種新型的測控儀器，也就是虛擬儀器，是繼PCI之后出現(xiàn)的一種新型測控儀器。虛擬儀器是指以計(jì)算機(jī)為核心，有使用者定義并且具有虛擬前端面板和測試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器與傳統(tǒng)的儀器相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，其并不強(qiáng)調(diào)物理上的一些實(shí)現(xiàn)形式，用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)思維來定義儀器的相關(guān)功能，以實(shí)現(xiàn)軟件硬件的共享，這樣測控儀器軟硬件的局限性較小。但與傳統(tǒng)的測控儀器相比虛擬儀器在實(shí)時(shí)性方面存在著一些欠缺，實(shí)時(shí)性比較差，也就不可避免的產(chǎn)生一些量化方面的誤差。3.網(wǎng)絡(luò)儀器。網(wǎng)絡(luò)儀器的測控設(shè)備，測控對(duì)象都可以通過測試現(xiàn)場的一些普通儀器設(shè)備，并且將這些普通設(shè)備取得的一些相關(guān)的資料數(shù)據(jù)經(jīng)過有效整合，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸給異地的一些精確度比較高的儀器來進(jìn)行處理分析，并且實(shí)現(xiàn)許多測量信息的有效共享，并且實(shí)時(shí)掌握一些關(guān)鍵信息的變化趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)硬件和軟件的大幅度提升，使得網(wǎng)絡(luò)儀器得到了迅速的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)具有使用方便、操縱性強(qiáng)、組網(wǎng)容易、維護(hù)時(shí)不僅費(fèi)用低而且還比較方便，不受時(shí)間和空間的束縛限制，并且在對(duì)它的安裝時(shí)比較簡單容易，對(duì)其的擴(kuò)展性也比較好，因此人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)測控儀器頗受歡迎，并且成為人們研究網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)和測控儀器的熱點(diǎn)。

4 嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的研究現(xiàn)狀和意義

最近這科技迅速發(fā)展的10年來，互聯(lián)網(wǎng)+以及大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用以及其他高科技技術(shù)的融合，智能化的測控儀器得到了迅速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化的測控技術(shù)已經(jīng)成為了測控技術(shù)的關(guān)鍵，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅速，并且推動(dòng)了無線測控儀器的相對(duì)完善和改進(jìn)，并且突破了傳統(tǒng)的通信傳輸方式在時(shí)間和空間上的限制，使長距離、大范圍的通信成為了現(xiàn)實(shí)。到目前為之，無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器依托和依賴的技術(shù)主要有：RFID、藍(lán)牙、WIFI，每個(gè)通信技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，只有分析復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情形，才能合理的運(yùn)用在這些技術(shù)更好的為無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器來服務(wù)。

目前，美國及一些發(fā)達(dá)的歐美國家在無線網(wǎng)絡(luò)測控技術(shù)和測控儀器上面投入的經(jīng)歷和成本比較大，因此也取得了相應(yīng)的發(fā)展?？傆^國內(nèi)對(duì)無錫縣網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的研究現(xiàn)狀，雖然也取得了一些可喜可賀的傲人成績，但總體還不算太成熟，與美國以及歐美一些發(fā)達(dá)的國家尚存在一些差距。國內(nèi)目前網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的研究仍停留或許長時(shí)間處在LXI-C的水平上，由于缺乏相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和高技術(shù)作為支撐，目前國內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的發(fā)展仍需要努力，并仍有較大的提升空間。

（下轉(zhuǎn)第55頁）

（上接第118頁）

5 總結(jié)

在實(shí)際的工作需求中，一個(gè)測控儀器的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)測控系統(tǒng)都起著至關(guān)重要的作用。測控儀器的穩(wěn)定性不僅與自身硬件有關(guān)，而且還與無線網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展穩(wěn)定性有關(guān)，通過二者的有效促進(jìn)結(jié)合，不僅能提高無線測控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性，還能降低整個(gè)測控系統(tǒng)的成本，以達(dá)到合理利用資源，減少浪費(fèi)的目的，并且最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益惠及人們的日常生活水平的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳智瑜.大氣污染源SO2紫外熒光自動(dòng)分析儀的無線測控技術(shù)研究[D].華南師范大學(xué)，2007.

[2]周敏剛.基于IEEE1451.2標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議的溫室智能控制器的研究[D].浙江大學(xué)，2007.

[3]祝青園，王書茂，康峰，張磊，陳度.虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)業(yè)裝備測控中的應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2008（06）：1333-1338

[4]胡加強(qiáng).基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的化工裝備數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究[D].武漢工程大學(xué)，2013.

[5]楊東.Zigbee無線通信技術(shù)在試驗(yàn)測控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].濟(jì)南大學(xué)，2010.

[6]劉陽.基于虛擬儀器技術(shù)的無線智能火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)研究[D].天津理工大學(xué)，2012.

[7]徐久強(qiáng).論虛擬儀器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)原理[D].東北大學(xué)，2009.

[8]朱健.嵌入式設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2015.

[9]張乙山，王乃明，岳玉元.嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J].科技傳播，2016（14）：91