嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)

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)的一個重要的單位。運用測控儀器可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)計算。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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲功能。

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，我國計算機技術(shù)有了極大地進(jìn)步，相應(yīng)的與計算機有著密切聯(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)的以完美實現(xiàn)的保障，同時網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)的優(yōu)化升級也依賴網(wǎng)絡(luò)測控儀器的發(fā)展。因此對無線網(wǎng)絡(luò)化測控儀器的發(fā)展，不僅僅黑絲單獨的體現(xiàn)出測控儀器硬件的完善和改進(jìn)，而且對無線網(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)才能實現(xiàn)整個測控行業(yè)的大進(jìn)步，提高我國測控技術(shù)在我國際中的地位，增強我國的綜合實力，最終會惠及全國人民，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)的研究與實現(xiàn)是一項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：無線測控儀器將計算機、自動化控制的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，實現(xiàn)資源整合并且得到充分利用的局面，并且能夠通過實現(xiàn)多系統(tǒng)的儀器，不僅僅為某一人或某一個特定領(lǐng)域服務(wù)，而是實現(xiàn)一臺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)展對測控儀器的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用，同時測控儀器硬件設(shè)施的不斷更新和完善，也促進(jìn)和拉動了無線測控技術(shù)的發(fā)展，拉動無線測控技術(shù)的更新和提高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機的廣泛應(yīng)用，人們對生活品質(zhì)要求的不斷提高，無線測控技術(shù)對測控儀器的促進(jìn)的優(yōu)勢會越來越明顯，同時測控儀器對測控技術(shù)的拉動優(yōu)勢也會越來越明顯。

3 測控儀器的發(fā)展歷程

自1970年以來，計算機的應(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，這些儀器與計算機的結(jié)合越來越緊密，以至于現(xiàn)在很難完全界定計算機與現(xiàn)代測控儀器的概念，并且隨著計算機不斷地滲入到我們生活中的每個方面，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)儀器模式不同的個人儀器被首次應(yīng)用，并且廣受好評得到了快速的發(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，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于數(shù)字的處理能力大大的增強了，功能也變得更為強大，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)行人機對話、可編程的優(yōu)點。但由于這種智能化儀器也有一些自身的缺點，如價格昂貴、實時性差，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。虛擬儀器是指以計算機為核心，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算機儀器系統(tǒng)。虛擬儀器與傳統(tǒng)的儀器相比有較多的優(yōu)點，其并不強調(diào)物理上的一些實現(xiàn)形式，用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計思維來定義儀器的相關(guān)功能，以實現(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時性方面存在著一些欠缺，實時性比較差，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，并通過計算機網(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，并且實現(xiàn)許多測量信息的有效共享，并且實時掌握一些關(guān)鍵信息的變化趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和計算機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、組網(wǎng)容易、維護(hù)時不僅費用低而且還比較方便，不受時間和空間的束縛限制，并且在對它的安裝時比較簡單容易，對其的擴展性也比較好，因此人們對無線網(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。

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)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅速，并且推動了無線測控儀器的相對完善和改進(jìn)，并且突破了傳統(tǒng)的通信傳輸方式在時間和空間上的限制，使長距離、大范圍的通信成為了現(xiàn)實。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，每個通信技術(shù)都有各自的優(yōu)點和缺點，只有分析復(fù)雜的現(xiàn)實情形，才能合理的運用在這些技術(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)

在實際的工作需求中，一個測控儀器的可靠性和穩(wěn)定性對整個測控系統(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)定性和實用性，還能降低整個測控系統(tǒng)的成本，以達(dá)到合理利用資源，減少浪費的目的，并且最終達(dá)到提高經(jīng)濟效益惠及人們的日常生活水平的目的。

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