網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)現(xiàn)狀分析及展望

吳暉

摘 要：隨著人工智能、自動控制以及計算機網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)和理論上面的進步和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)就這樣應(yīng)用而生了，它已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域和部門，在一定程度上改變了人們生產(chǎn)生活方式，同時也促進了相關(guān)理論和技術(shù)的變革和更新。本文主要通過對網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)的現(xiàn)狀進行分析，它的核心技術(shù)和整體發(fā)展的前景將成為重點討論的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化；智能測控技術(shù)；自動控制；網(wǎng)絡(luò)信息

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.040

近些年來，我國的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)已經(jīng)有了突飛猛進的進步，并且在各個領(lǐng)域和行業(yè)中所起到的作用越來越重要。智能測控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的融合所產(chǎn)生了新的領(lǐng)域——網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)，它在一定程度上更新和完善了控制和信息量大領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)、理論習題。國內(nèi)外重點研究的網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)化分布式智能測控、遠程智能測控和工業(yè)現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)等方面。這些現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的充分應(yīng)用，已經(jīng)改變了人們的生產(chǎn)和生活的方式和行為習慣，甚至加深了社會形態(tài)以及經(jīng)濟、技術(shù)方面的變革。

1 基于Internet的嵌入式系統(tǒng)遠程測控技術(shù)

1.1 嵌入式Internet的產(chǎn)生及發(fā)展

Internet技術(shù)在人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)的領(lǐng)域中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，21世紀初的IT行業(yè)將注意力聚焦在在工業(yè)現(xiàn)場、家居電器、智能儀表和城市環(huán)境領(lǐng)域中，從而充分、有效地利用Internet遠程測控。目前來講，嵌入式已經(jīng)在上述領(lǐng)域中產(chǎn)生了積極的作用。那么，將這些有著不同程度作用的嵌入式融入到Internet網(wǎng)當中，基本上就可以實現(xiàn)Internet的遠程測控。信息社會會隨著嵌入式Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用而更加趨于人性化、智能化和自動化。

1.2 嵌入式Internet的關(guān)鍵技術(shù)

就Internet的各種通信協(xié)議來講，如果計算機的各個行性指標沒有達到相關(guān)要求，是無法展開的。在計算機當中例如TCP/IP等Internet協(xié)議占據(jù)了相當大的系統(tǒng)資源，而嵌入式僅僅只是規(guī)模較小的計算機系統(tǒng)，難以提供相應(yīng)的服務(wù)。因此，嵌入式系統(tǒng)的核心就是如何實現(xiàn)其余Internet的完美接入，并且實現(xiàn)嵌入式Internet的安全技術(shù)。

1.3 嵌入式Internet接入技術(shù)的未來發(fā)展方向

1.3.1 網(wǎng)關(guān)模式

網(wǎng)關(guān)模式指的是通過專用的網(wǎng)關(guān)接入。它使嵌入式系統(tǒng)和Internet可以有效鏈接。網(wǎng)關(guān)模式在當今的應(yīng)用市場已經(jīng)占據(jù)了一定的地位，究其原因是可以實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容，并且在一定程度上節(jié)約IP資源。通用計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和專用協(xié)議之間，可以通過專用網(wǎng)關(guān)來進行轉(zhuǎn)換。這種模式可以使控制子網(wǎng)的成本大幅度的降低，有利于穩(wěn)定、安全地管理控制子網(wǎng)。

1.3.2 獨立節(jié)點模式

獨立節(jié)點模式指的是嵌入式系統(tǒng)以獨立節(jié)點的方式直接與Internet接入。既然是Internet與嵌入式系統(tǒng)之間的互聯(lián)，那么這就要求嵌入式系統(tǒng)要有較高的速度來匹配Internet系統(tǒng)資源。這樣才能夠使TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件和系統(tǒng)軟件運行起來。通常情況下，嵌入式系統(tǒng)的速度為16/32bit。

2 基于Multi-Agent網(wǎng)絡(luò)化智能測控

諸多不同的環(huán)節(jié)和不同的設(shè)備共同組成了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)測控系統(tǒng)，這是信息流、質(zhì)量流、能量流互相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一整體。從系統(tǒng)和控制的角度來講，分布式系統(tǒng)是目前測控網(wǎng)絡(luò)最典型的鏈接方式。當然，如果只是簡單地鏈接各個職能測控點，實際上可以實現(xiàn)信息和資源共享的目的，但是這與智能測控技術(shù)還有很大的差距。不斷復(fù)雜化的環(huán)境和對象，不斷多樣化的任務(wù)，人們更希望在這種動態(tài)和復(fù)雜的物理環(huán)境中表現(xiàn)出相關(guān)測控節(jié)點的足夠智能性。在現(xiàn)代智能測控領(lǐng)域當中，這將會是一次新的挑戰(zhàn)和機遇，將在一定程度上促進網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式人工智能的深度融合。

2.1 MAS技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)測控系統(tǒng)正朝著多樣化的方向發(fā)展，尤其是要求其具備一定的智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、分布式以及可互操作性。當環(huán)境和對象比較復(fù)雜，任務(wù)比較多樣化的時候，要求網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)具有一定的智能，可以在不斷動態(tài)變化著的物理現(xiàn)場環(huán)境中，通過自主協(xié)調(diào)、自主合作來完成測控任務(wù)。目前來講，可以通過MAS技術(shù)來解決這一問題。

現(xiàn)階段，國外不斷增加對MAS的研究，在國內(nèi)這項研究才剛剛起步，大多停留在理論層面，要想實現(xiàn)與控制算法的有機融合，可以說，是非常困難的。不斷發(fā)展的工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)、普遍存在的單元自動化系統(tǒng)等會在一定程度上促進Multi-Agent網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)的大范圍應(yīng)用。

2.2 基于MAS的分布式智能測控

相比于其他的智能化技術(shù)，MAS技術(shù)的特殊性就決定了它具備可靠性、實時性的特點，當然，它的資源受限性也比較強。因此，基于MAS的分布式智能測控還有要解決的關(guān)鍵問題。在這種情況下，未來的主要研究方向在以下幾個方面：①MAS的行為建模、MAS的體系結(jié)構(gòu)；②Agent的實時在線自學機制；③多Agent系統(tǒng)動態(tài)重構(gòu)技術(shù)；④形式化分配、分解和描述任務(wù)，綜合其結(jié)果。

在網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)領(lǐng)域，只有對上述問題進行充分的研究和分析，才能夠促進分布式人工智能和分布式控制理論的發(fā)展，才能夠使其被大范圍地應(yīng)用在各行各業(yè)當中，在一定程度上促進我國經(jīng)濟的深入發(fā)展。

3 結(jié)束語

盡管我國目前由于受到經(jīng)濟和科技的影響，在網(wǎng)絡(luò)化智能測控領(lǐng)域方面的發(fā)展依然存在諸多不足，但是不能否認的是，這是一個具有挑戰(zhàn)性、活躍性的領(lǐng)域，要想真正實現(xiàn)促進現(xiàn)代化智能控制新的理論、技術(shù)和系統(tǒng)的建立和完善，就需要使這些技術(shù)和理論實現(xiàn)融合發(fā)展，在汽車自動控制、工業(yè)測控、智能樓宇、交通監(jiān)管、智能家居、航天航空等領(lǐng)域都將起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻

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〔編輯：胡雪飛〕