機電一體化通信網(wǎng)絡技術的應用分析

摘 要：隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展和日益成熟，機電一體化技術也在快速發(fā)展著。在新時期下，機電一體化通過相關技術突破了傳統(tǒng)意義上的機電一體化技術的局限性，本文對機電一體化技術在通信網(wǎng)絡中的應用做了一定的研究，希望對其應用做出一定的貢獻。

關鍵詞：機電一體化；通信網(wǎng)絡技術；應用分析

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0316-02

1 引 言

執(zhí)行機構在現(xiàn)代生產(chǎn)中起著重要的作用，在自動控制中也是不可缺少的一部分，傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構在控制過程中存在可靠性差、機械結構多、精度高、結構復雜的問題。同時，全機械式的整個機械執(zhí)行速度在生產(chǎn)時已經(jīng)固定，難以調節(jié)，整個系統(tǒng)的保護和診斷的缺乏以及通信的缺失導致了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)與計算機不得聯(lián)網(wǎng)控制。但隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，通信技術、電子技術和機械技術的迅速發(fā)展，逐步出現(xiàn)機電一體化技術、控制機制完美結合的新趨勢。特別是在以微處理器為核心的大規(guī)模集成電路的成熟以來，機電一體化技術又有了新的發(fā)展，集機械、控制、信息為一體，成為了一種多學科交叉融合的技術種類，在新的時代中發(fā)揮著重要的作用。機電一體化技術如圖1所示。

2 機電一體化的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢

機電一體化技術是集機械、控制、信息處理、網(wǎng)絡等技術綜合在一起的學科，其發(fā)展與科技進步、數(shù)控機床的生產(chǎn)息息相關，為機電一體化寫下歷史的第一篇章，微電子技術的發(fā)展為機電一體化、可編程控制器和電力電子技術的發(fā)展帶來了無限的生命力?？删幊痰某绦蚩刂破饕约半娮与娏Φ陌l(fā)展為機電一體化提供了堅實基礎，而激光技術、信息技術和網(wǎng)絡技術等新技術的應用和發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了巨大的動力。機電一體化的發(fā)展正朝著網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化、模塊化、人性化的方向發(fā)展。通信設備朝向機電一體化的發(fā)展趨勢如圖2所示。

2.1 網(wǎng)絡化

隨著計算機網(wǎng)絡的普及，各種基于網(wǎng)絡的監(jiān)控技術和遠程控制技術的發(fā)展正蓬勃興起，對于遠程控制來說，控制的終端就是機電一體化的產(chǎn)品，局域網(wǎng)（LAN）技術和現(xiàn)場總線的應用使家用電器聯(lián)網(wǎng)應用成為可能，即利用家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡將各種電器連接到計算機上，利用集成使用系統(tǒng)來整合家電，使人們可以充分享受高科技給人們的日常生活帶來了驚喜。

2.2 智能化

現(xiàn)代人對產(chǎn)品要求是具有一定的智能性，這就要求它具有一定的判斷推理能力和自主決策能力，如增加數(shù)控機床智能I/O接口、人機對話功能和智能工藝數(shù)據(jù)庫等。這些將為后期產(chǎn)品的使用和維護帶來極大的方便，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制等多種研究和應用開發(fā)的人工智能技術相結合，使機電一體化在智能化的道路上越走越遠。

2.3 數(shù)字化

微控制器的發(fā)展為機電一體化數(shù)字化的發(fā)展鋪平了道路，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和數(shù)字機器人，計算機網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展和應用，為產(chǎn)品的數(shù)字化路徑增加了動力，機電一體化的數(shù)字產(chǎn)品都要求具有可操作性、高可靠性和可維護性，能夠進行自我診斷，人機交互要友好。數(shù)字機電一體化的實現(xiàn)將有利于遠程操作和診斷。

2.4 模塊化

機電一體化產(chǎn)品有很多種，廠商也不計其數(shù)。使機電一體化產(chǎn)品發(fā)展成為具有標準電源接口，機械接口和環(huán)境接口模塊化單元已經(jīng)成為一種趨勢，例如，研制出具有圖像接受、圖像處理、圖像識別等圖像特征的機電一體化單元。具有減速、變頻調速電機功率單元模塊等模塊化開發(fā)的產(chǎn)品，可以使用這些標準化的單元模塊快速研制出一種新的機電一體化產(chǎn)品。

2.5 人性化

人，總是使用機電一體化的產(chǎn)品對象，所以給產(chǎn)品提供一定的人性化，可以更好的進行人機交流，一定的智能、一定的情感、一定的判斷，這些都是賦予機電一體化產(chǎn)品必須采取的。當考慮到人類的問題時，除了進一步提高其性能外，在形狀和色彩方面與人的情緒相協(xié)調也是人性化的一種反映。

2.6 微型化

現(xiàn)代產(chǎn)品的微型化不僅是提高效率的需要，也是加工工藝精細化的趨勢。微機電系統(tǒng)是指微機械結構、微型傳感器、微執(zhí)行器和控制電路、信號處理電路、功率集成的微系統(tǒng)或裝置的集成。目前，中國的微觀理論的研究已經(jīng)取得了一些進展，產(chǎn)品的微型化也在不斷地發(fā)展著。

2.7 集成化

綜上所述，機電一體化是一門多學科的集成技術，它包含了多種技術，而且還集成了不同產(chǎn)品的不同思想，經(jīng)過結構優(yōu)化、生產(chǎn)加工、裝配等相關流程形成的。為了提高生產(chǎn)效率和執(zhí)行效率，同時將功能和系統(tǒng)更廣泛的應用，可以把系統(tǒng)分解成不同的層次，不同的功能模塊，然后對這些部分進行一定的優(yōu)化和協(xié)調。在工作中，為了使其高效、安全地運行，在輔以硬件和軟件的其余部分，為了使其更加精細化，就構成了機電一體化系統(tǒng)的集成化，并對其功能和性能進行了優(yōu)化。

2.8 綠色化

科學技術的發(fā)展給人們的生活生產(chǎn)帶來了巨大的變化，同時也給人們帶來了對資源和生態(tài)環(huán)境的影響，如果只注重生產(chǎn)效率和效益，那么就會帶來惡化的后果。因此，環(huán)境保護，使用綠色能源的利用，并進行可持續(xù)發(fā)展，因此綠色產(chǎn)品的概念也應運而生。綠色產(chǎn)品是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，低能耗、低污染，特別是對于機電一體化的產(chǎn)品，即在生產(chǎn)過程中，做到不污染環(huán)境，在同一過程中，完成其任務，可以在進行回收利用。

2.9 帶源化

機電一體化的帶源化是指產(chǎn)品本身自身攜帶能源，如使用太陽能電池、大容量電池或燃料電池，因為在某些特殊場合不適合使用電能，所以與機電一體化產(chǎn)品的來源也不一樣。因此機電一體化產(chǎn)品的帶源化具有一定的獨特性，是未來發(fā)展的方向之一。

3 機電一體化和通信網(wǎng)絡

機電一體化至今已發(fā)展成為一門獨立的、集成的新學科，并隨著科學技術的不斷更新和發(fā)展，不斷增加新的內(nèi)容，但其基本特征還是可以概括為機電一體化。從機械技術、電子技術、微技術、編程技術等方面綜合運用系統(tǒng)集成。在一系列綜合技術中，根據(jù)優(yōu)化目標的功能，進行合理的布局并為各功能模塊進行配置，具有可操作性、高可靠性、高質量和低功耗的特殊價值的功能。就整個系統(tǒng)而言，在一個最優(yōu)的工程技術中，系統(tǒng)是一個機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品。綜上所述，對于機電一體化分成技術和產(chǎn)品兩個方面都是正確的，其技術是一種融合性的群體技術，而不是簡單的幾種技術相互拼接，即機電一體化與機械電氣化在根本上的區(qū)別。

隨著控制技術、計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，為機電一體化在新的發(fā)展時代下奠定了良好的技術基礎，大規(guī)模集成電路和計算機設備的微型化為機電一體化的發(fā)展鋪平了物質道路。網(wǎng)絡技術是計算機技術的最高成就，是網(wǎng)絡技術為工業(yè)、生產(chǎn)、政治、軍事、教育等都帶來了一系列的變化，特別是在經(jīng)濟全球化的影響下。企業(yè)在全球化的過程中，新產(chǎn)品一旦開發(fā)，只要其質量可靠，功能將會迅速普及，各種計算機網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)都在機電一體化的發(fā)展中超重網(wǎng)絡化發(fā)展。

到19世紀后期，機電一體化已進入高速發(fā)展時期，隨著光學、通信技術、網(wǎng)絡技術、精細加工技術的融合，使機電一體化出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化的分支。同時，建模設計、分析和集成的科學研究方法使機電一體化開始了深入研究，人工智能和光纖技術的發(fā)展為其開辟了一個新的發(fā)展空間。

4 結束語

綜上所述，可以看出，機電一體化技術是一門融合了許多先進技術的學科，在新的時代中，在計算機技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展下，機電一體化與通信網(wǎng)絡技術相結合，必將產(chǎn)生更多的科技結晶，對人們生產(chǎn)生活帶來更大的便利，極大的推動我國的社會經(jīng)濟，推動我國科學技術的快速發(fā)展。

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收稿日期：2018-5-15