智能儀表與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

摘 要：智能儀表日益廣泛地應(yīng)用在信息工業(yè)化的今天，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使智能的儀器儀表能夠更加便利的完成信息的傳送、與其他的儀器的交互關(guān)聯(lián)，給生產(chǎn)的過(guò)程帶來(lái)了巨大的變化。同時(shí)，也給儀器儀表的智能化的程度提出了越來(lái)越高的要求，催生生產(chǎn)自動(dòng)化的程度不斷提高，不斷完美智能儀表的設(shè)計(jì)。本文從智能儀表和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系及其發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析智能儀表的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)智能儀表的設(shè)計(jì)過(guò)程和技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：智能儀表；網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用；技術(shù)；設(shè)計(jì)

一、智能儀表的發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展水平正迅速向一個(gè)更高的階段來(lái)勁，主要的體現(xiàn)就是不斷增加應(yīng)用程序的智能自動(dòng)化技術(shù)和應(yīng)用范圍和規(guī)模的擴(kuò)張。

因?yàn)橹悄軆x表如果和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，組成架構(gòu)，就可以依靠智能軟件和硬件，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織和聯(lián)想記憶功能模式識(shí)別等，充分發(fā)揮靈活的調(diào)用和各種電腦和儀器在線資源的合理分配各自的特性和潛力，發(fā)揮出壹加壹大于二的的組合優(yōu)勢(shì)。那些可用于連接到網(wǎng)絡(luò)的示波器和數(shù)字萬(wàn)用表等智能儀表設(shè)備，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和模糊識(shí)別軟件能顯示不同的時(shí)間和空間條件和儀器類(lèi)別特征甚而得出測(cè)量關(guān)鍵值等數(shù)據(jù)，做出不同的響應(yīng)特性，也可以使用分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，而不是過(guò)去的數(shù)據(jù)采集設(shè)備單獨(dú)使用，這樣可以跨以太網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量和收集數(shù)據(jù)，去分類(lèi)存儲(chǔ)和應(yīng)用程序。

為智能儀器儀表帶來(lái)更為廣泛應(yīng)用前景的是智能重構(gòu)信息處理技術(shù)。這種技術(shù)可以說(shuō)是融合了計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用集成電路（ASIC）的集大成者，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在可重構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不僅計(jì)算根據(jù)不同的任務(wù)的大量可編程邏輯單元陣列（FPGA）進(jìn)行靈活的配置，比超級(jí)行級(jí)和任務(wù)級(jí)何和指令級(jí)別等并行計(jì)算，大大提高了運(yùn)行速度，甚至超過(guò)了通用計(jì)算機(jī)的速度的數(shù)百倍。

二、智能儀表的發(fā)展趨勢(shì)

（一）逐漸微型化的智能儀表

儀器儀表的智能化過(guò)程，也極大加速了他微型化的發(fā)展進(jìn)程，出現(xiàn)了微型智能儀器儀表。微型智能儀表主要是微電子技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、生產(chǎn)和綜合應(yīng)用儀器的總稱(chēng)，是一種麻雀雖小五臟俱全的智能儀表。它可以完成采集信號(hào)、處理線性化、處理數(shù)字信號(hào)等工作，還能夠輸出控制信號(hào)，放大信號(hào)，與其他儀器的實(shí)現(xiàn)對(duì)接，人機(jī)交互等功能。微型智能儀表與微電子機(jī)械技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，它的技術(shù)逐漸成熟，又因?yàn)闇p少了生產(chǎn)成本，致使它的價(jià)格較低，所以它的應(yīng)用領(lǐng)域也將繼續(xù)擴(kuò)大。它不僅可以發(fā)揮傳統(tǒng)儀表的作用，而且因?yàn)槲⑿突膬?yōu)勢(shì)還可以在自動(dòng)化技術(shù)、航空航天、軍事、生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特的作用。

（二）力求多功能化的智能儀表

智能儀表另外一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是功能的多樣性。它的技術(shù)進(jìn)步就是不斷地豐富這個(gè)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)，使其功能性不斷增加，帶來(lái)使用者的便利。多功能本身就是智能儀表的一個(gè)特點(diǎn)。例如，為了設(shè)計(jì)速度較快和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，儀表生產(chǎn)廠家制造了具有脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任意波形發(fā)生器等功能的函數(shù)發(fā)生器。這種多功能的綜合型產(chǎn)品不但在性能上（如準(zhǔn)確度）比專(zhuān)用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高，而且在各種測(cè)試功能上提供了較好的解決方案。

人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能，用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷、專(zhuān)家系統(tǒng)、推理證明等各方面。

智能儀表的進(jìn)一步發(fā)展將含有一定的人工智能，即代替人的一部分腦力勞動(dòng)，從而在視覺(jué)（圖形及色彩辨讀）、聽(tīng)覺(jué)（語(yǔ)音識(shí)別及語(yǔ)言領(lǐng)悟）、思維（推理、判斷、學(xué)習(xí)與聯(lián)想）等方面具有一定的能力。

這樣，智能儀表可無(wú)需人的干預(yù)而自主地完成檢測(cè)或控制功能。顯然，人工智能在現(xiàn)代儀器儀表中的應(yīng)用，使我們不僅可以解決用傳統(tǒng)方法很難解決的一類(lèi)問(wèn)題，而且可望解決用傳統(tǒng)方法根本不能解決的問(wèn)題。

三、智能儀表和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合

融合isp和emit技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儀器儀表系統(tǒng)的internet接入（網(wǎng)絡(luò)化）。

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，internet技術(shù)正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域滲透，實(shí)現(xiàn)智能儀器儀表系統(tǒng)基于internet的通訊能力以及對(duì)設(shè)計(jì)好的智能儀器儀表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)、功能重置和系統(tǒng)維護(hù)。

在系統(tǒng)編程技術(shù)（in-systemprogramming，簡(jiǎn)稱(chēng)isp技術(shù)）是對(duì)軟件進(jìn)行修改、組態(tài)或重組的一種最新技術(shù)。它是lattice半導(dǎo)體公司首先提出的一種使我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，甚至在產(chǎn)品賣(mài)給最終用戶(hù)以后，具有對(duì)其器件、電路板或整個(gè)電子系統(tǒng)的邏輯和功能隨時(shí)進(jìn)行組態(tài)或重組能力的最新技術(shù)。isp技術(shù)消除了傳統(tǒng)技術(shù)的某些限制和連接弊病，有利于在板設(shè)計(jì)、制造與編程。isp硬件靈活且易于軟件修改，便于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。由于isp器件可以像任何其他器件一樣，在印刷電路板（pcb）上處理，因此編程isp器件不需要專(zhuān)門(mén)編程器和較復(fù)雜的流程，只要通過(guò)pc機(jī)，嵌入式系統(tǒng)處理器甚至internet遠(yuǎn)程網(wǎng)進(jìn)行編程。

emit嵌入式微型因特網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)是emware公司創(chuàng)立eti（extendtheinternet）擴(kuò)展internet聯(lián)盟時(shí)提出的，它是一種將單片機(jī)等嵌入式設(shè)備接入internet的技術(shù)。利用該技術(shù)，能夠?qū)?位和16位單片機(jī)系統(tǒng)接入internet，實(shí)現(xiàn)基于internet的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、智能控制、上傳/下載數(shù)據(jù)文件等功能。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李永隆.Windows CE程序設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

作者簡(jiǎn)介：王宏雷（1988-），男，本科，學(xué)士學(xué)位，天津人，2010年參加工作，在中國(guó)石油天然氣管道局第六工程公司（設(shè)計(jì)所）工作。