網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)研究

趙文杰（曲阜師范大學(xué)工學(xué)院,山東　日照　276800）

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網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)研究

趙文杰
（曲阜師范大學(xué)工學(xué)院,山東日照276800）

摘 要:在計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的不斷提升，以及同分布式人工智能新技術(shù)的糅合交互中，網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)衍生而成，不僅如此，該項(xiàng)智能型技術(shù)的推廣、發(fā)展、運(yùn)用，讓民眾的生活也有了日新月異的變化，同時(shí)關(guān)聯(lián)技術(shù)、理論也有新的改變和進(jìn)步。本文對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)外遠(yuǎn)程式、網(wǎng)絡(luò)化分布式智能測(cè)控的焦點(diǎn)予以探析，闡釋該技術(shù)的特性和發(fā)展現(xiàn)況，并對(duì)技術(shù)核心、發(fā)展態(tài)勢(shì)予以剖析。

關(guān)鍵詞:智能測(cè)控; 嵌入式 Internet; 遠(yuǎn)程測(cè)控

0　引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的更新速率加快，運(yùn)用范疇擴(kuò)大，讓科技、生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域革新程度巨大。網(wǎng)絡(luò)、信息及智能測(cè)控技術(shù)的糅合，推進(jìn)了可用于網(wǎng)絡(luò)體系的智能測(cè)控領(lǐng)域誕生，而這種糅合讓信息、控制范疇內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)和關(guān)聯(lián)理論得以提升和發(fā)展。國(guó)內(nèi)、國(guó)外對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)式、遠(yuǎn)程式、網(wǎng)絡(luò)化分布式智能測(cè)控開展了積極探究。而此類技術(shù)的提升和運(yùn)用對(duì)民眾的生活、工作、加工等都有巨大的變革力，進(jìn)而引發(fā)技能、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的各項(xiàng)革新。本文對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)外探究的焦點(diǎn)予以剖析，闡釋技術(shù)現(xiàn)況和特質(zhì)，并對(duì)技術(shù)核心、發(fā)展態(tài)勢(shì)予以研究。

1　基于 Internet 的嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)

1.1嵌入式 Internet 的產(chǎn)生及發(fā)展

民眾的生活、工業(yè)加工、生活常態(tài)中Internet 技術(shù)已經(jīng)隨處可見。在二十一世紀(jì)，IT業(yè)更是將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、城區(qū)環(huán)境、儀表智能、家電等領(lǐng)域內(nèi)，運(yùn)行于Internet 載體的遠(yuǎn)程測(cè)控定做探究焦點(diǎn)。總所周知在工業(yè)、環(huán)境、家電等領(lǐng)域中，嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)用面非常廣，若將該種能效多元化的嵌入式系統(tǒng)引入Internet 中，這樣就可構(gòu)建運(yùn)行于Internet 載體的遠(yuǎn)程測(cè)控體系。因而嵌入式 Internet就可看做 Internet載體上運(yùn)作的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的推廣會(huì)讓社會(huì)的信息化、智能化、人性化、自動(dòng)化的程度提高，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)、國(guó)外IT產(chǎn)業(yè)聚焦的發(fā)展熱點(diǎn)，以及測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨向。當(dāng)下，多家公司都在積極對(duì)嵌入式Internet 技術(shù)展開研發(fā)，并給出嵌入式系統(tǒng)同Internet 結(jié)合的多種互聯(lián)策略。如EMIT 是由emWare 公司研發(fā)的技術(shù)、 iPIC 系列單片機(jī)是Microchip 集團(tuán)研創(chuàng)、 SX 系列單片機(jī)則是Scenix 公司所研創(chuàng)、iChip S7600A 芯片是Seiko 公司研創(chuàng) 、Webchip PS2000芯片是P&S 公司研發(fā)，而DS80C400 網(wǎng)絡(luò)微控制器、TINI 技術(shù)都是Dallas集團(tuán)研創(chuàng)。

1.2嵌入式 Internet 的關(guān)鍵技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)多用模式為小規(guī)模的計(jì)算機(jī)體系，而 Internet 中信息流通協(xié)議限定了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算速率等屬性運(yùn)作的標(biāo)準(zhǔn)較高，這就讓占用系統(tǒng)資源較大的Internet 協(xié)議、服務(wù)如TCP/IP 等很難被嵌入式系統(tǒng)所支撐。怎樣讓嵌入式的系統(tǒng)接入 Internet網(wǎng)、嵌入式 Internet的安全化、Web“瘦”服務(wù)器等技術(shù)成為嵌入式 Internet 技術(shù)側(cè)重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

1.2.1 嵌入式 Internet 接入技術(shù)

遵照當(dāng)下技術(shù)現(xiàn)況，將來(lái)發(fā)展趨向，嵌入式的Internet 接入模式有網(wǎng)關(guān)類和獨(dú)立節(jié)點(diǎn)兩類。

（1）網(wǎng)關(guān)模式。網(wǎng)關(guān)模式就是在嵌入式系統(tǒng)接入Internet 時(shí)，采納的是專用網(wǎng)關(guān)。因?qū)Ｓ妙惖目刂凭W(wǎng)絡(luò)協(xié)議運(yùn)作較廣，出于對(duì)IP資源的節(jié)約層面考量，并使得現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)兼容性更好，因而就可以使用專用網(wǎng)關(guān)讓嵌入式系統(tǒng)同Internet 對(duì)接，拓展其運(yùn)用面。專用網(wǎng)關(guān)讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)、專用間的協(xié)議更易互換。同時(shí)此類模式讓該系統(tǒng)構(gòu)建的控制子網(wǎng)的成本縮減，讓控制子網(wǎng)更安全、穩(wěn)衡，便于管控。

（2）獨(dú)立節(jié)點(diǎn)模式。獨(dú)立節(jié)點(diǎn)式就是在嵌入式系統(tǒng)直接接入Internet 時(shí)，是以自身為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)接入，因?yàn)橄到y(tǒng)和Internet 是直接化的交互聯(lián)合，就對(duì)系統(tǒng)需具備可將系統(tǒng)資源交互、高速率運(yùn)作的系統(tǒng)軟件、 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件，多數(shù)為 16/32bit高速嵌入式處理器系統(tǒng)。

1.2.2 嵌入式 Internet 的 Web 服務(wù)器技術(shù)

民眾的生活、工作中處處可見Web 技術(shù)的運(yùn)作，web的服務(wù)器、頁(yè)面等成為民眾在網(wǎng)絡(luò)中最為常用、常觸碰的事務(wù)。在 Internet載體上運(yùn)作web技術(shù)遠(yuǎn)程測(cè)控，讓民眾在服務(wù)器上就可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、工作予以遠(yuǎn)距離測(cè)控，這也是當(dāng)下遠(yuǎn)程測(cè)控主體發(fā)展趨向。但在嵌入式的實(shí)際運(yùn)作中，該系統(tǒng)資源、處理力不強(qiáng)，對(duì) Internet載體上的，巨型信息Web 服務(wù)器難以駕馭。因而怎樣創(chuàng)設(shè)“瘦”Web 服務(wù)器，運(yùn)作與資源限定的嵌入式系統(tǒng)成為嵌入式Internet的關(guān)鍵一環(huán)。

1.2.3 嵌入式 Internet 安全技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)接入了開放化的 Internet網(wǎng)絡(luò)載體后，也會(huì)遭遇同別的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相仿的網(wǎng)絡(luò)安全危險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)的安全對(duì)嵌入式Internet運(yùn)用有直接關(guān)聯(lián)，需側(cè)重考量。

因嵌入式系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)作中，系統(tǒng)組構(gòu)有著較大異同性，系統(tǒng)資源被限定，現(xiàn)存運(yùn)作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)難以直接運(yùn)作，讓嵌入式 Internet有較多的紕漏之處，并有新難題需深入探析和處理。嵌入式 Internet的安全設(shè)置可考量層面有，第一是對(duì)整體系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)的分層組構(gòu)內(nèi)對(duì)安全架構(gòu)予以創(chuàng)設(shè)；第二從密碼理論層面對(duì)系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)密碼類的協(xié)議、算法等確保安全。此類舉措的執(zhí)行都需遵照嵌入式系統(tǒng)特質(zhì)，提升其效用、可信度，使其更便捷化。

2　基于 Multi- Agent 網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控

現(xiàn)代化工業(yè)加工生產(chǎn)流程、測(cè)控體系都是差異化設(shè)施、步驟的組合體，也是質(zhì)量流、信息流、能源流交互的有機(jī)體。以管控和系統(tǒng)視角觀測(cè)，其是測(cè)控網(wǎng)絡(luò)所鏈接的分布式體系。但將現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)每一智能測(cè)控點(diǎn)交互組構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，讓信息、資源可以互通、共享，并遠(yuǎn)距離可測(cè)控，這同現(xiàn)場(chǎng)、物理環(huán)境的智能化測(cè)控預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)不相符。伴隨測(cè)控體系的分布化、對(duì)象繁雜化、環(huán)境復(fù)雜化、要?jiǎng)?wù)多元化，民眾更期許測(cè)控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的測(cè)控節(jié)點(diǎn)對(duì)繁雜、動(dòng)態(tài)的物理現(xiàn)場(chǎng)空間內(nèi)智能性足夠高，可借助自能學(xué)習(xí)、協(xié)作、調(diào)用、適用等自能化的對(duì)各類繁雜化測(cè)控要?jiǎng)?wù)予以執(zhí)行。

2.1分布式人工智能的發(fā)展與復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的智能測(cè)控

上個(gè)世紀(jì)八十年代衍生出的分布式人工智能，即DAI, Distributed Artifi cial Intel－ligence是人工智能中關(guān)鍵部分。同時(shí)伴隨計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、微電子等技術(shù)的突飛猛進(jìn)，該項(xiàng)職能技術(shù)成為人工職能體系內(nèi)最高端、前沿的探究項(xiàng)目。分布式人工智能技術(shù)、理論更是在機(jī)器人的操控、Internet網(wǎng)絡(luò)測(cè)控、城區(qū)交通管控、生產(chǎn)環(huán)節(jié)掌控等實(shí)際運(yùn)作中能效巨大。自九十年代分布式人工智能探究焦點(diǎn)成為多智能體系統(tǒng)，即MAS, Multi- Agent System系統(tǒng)的探究。該項(xiàng)探究仍在進(jìn)行、完善中。多智能體系統(tǒng)是運(yùn)作在動(dòng)態(tài)空間中有高自能力的Agent 智能體組構(gòu)而成，Agent可以是智能節(jié)點(diǎn)、器械某一軟件程序、系統(tǒng)等，在目標(biāo)要?jiǎng)?wù)的推動(dòng)下自能化的運(yùn)作學(xué)習(xí)、社交、通訊等方式對(duì)周邊空間內(nèi)的動(dòng)態(tài)予以感應(yīng)、適應(yīng)，并及時(shí)應(yīng)對(duì)。此體系內(nèi)的Agent是較為獨(dú)立化、分散化的分布式關(guān)系，彼此間可互通對(duì)接、交互相適、協(xié)助工作，執(zhí)行各項(xiàng)單一Agent所不能做到的事務(wù)。對(duì)以往、常態(tài)測(cè)控技術(shù)所不能處理的繁雜化現(xiàn)場(chǎng)空間、分布對(duì)象，MAS 理論和方案是可智能測(cè)控的高效模式。

現(xiàn)代化工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)更趨向于開放化、分布式、網(wǎng)絡(luò)智能化、交互操控化。并對(duì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)式的測(cè)控體系有處理分布繁雜隊(duì)形、空間、多元要?jiǎng)?wù)的要求，對(duì)此類繁雜、動(dòng)態(tài)物理現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需有高智能性，同時(shí)需憑借自能學(xué)習(xí)、交互協(xié)助、適應(yīng)、調(diào)配等執(zhí)行復(fù)雜測(cè)控要求。而MAS 技術(shù)更能勝任，并對(duì)各要?jiǎng)?wù)邏輯化的予以處理。

2.2基于 MAS 的分布式智能測(cè)控中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

MAS技術(shù)運(yùn)用與網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控時(shí)，相較普通化智能的運(yùn)用而言，有著高即時(shí)性、高可信性要求，并對(duì)資源的限定予以側(cè)重。

在此類要素中展開探究的關(guān)鍵技術(shù)分為：第一，創(chuàng)建MAS 體系的組構(gòu)和行為模式。第二創(chuàng)立Agent學(xué)習(xí)別的Agent知識(shí)或周邊環(huán)境的即時(shí)在線自學(xué)體系。第三，Agent多元?jiǎng)討B(tài)系統(tǒng)的重整技術(shù)，讓更多的Agent系統(tǒng)對(duì)內(nèi)層組構(gòu)、功用予以動(dòng)態(tài)化的調(diào)整，進(jìn)而同周邊環(huán)境和要?jiǎng)?wù)變動(dòng)相適應(yīng)，讓整體化行為同外圍空間的干擾作用相適應(yīng)。第四，構(gòu)建Agent間的知識(shí)互通、資信共享體系和模型。第五創(chuàng)立Agent間協(xié)助、調(diào)配體制，處理各類資源在Agent系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)配難題，并對(duì)Agent間的協(xié)作困難、對(duì)立、矛盾予以處理，進(jìn)而達(dá)成高級(jí)別、大范疇的智能化管控。

第六，要?jiǎng)?wù)的分解、調(diào)配、形式化闡述、結(jié)論匯總等。

此類核心要素的分布式實(shí)時(shí)測(cè)控探究，將對(duì)分布式人工職能理論，控制理論有較大的推進(jìn)性，使其運(yùn)用更為寬泛。

3　結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)的發(fā)展正在蓬勃進(jìn)行，有著活躍度高、挑戰(zhàn)性強(qiáng)的特質(zhì)領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化理論交互融合的技術(shù)，同計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、分布式人工智能技術(shù)關(guān)聯(lián)緊密。此類理論、技術(shù)層面上的交互，將會(huì)推動(dòng)現(xiàn)代化智能控制的理論、技術(shù)、體系革新，并在工業(yè)、航運(yùn)、交通、家電、汽車等產(chǎn)業(yè)內(nèi)的測(cè)控、監(jiān)察、智能、自控范疇中運(yùn)用更廣。

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DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.135