淺談嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表

劉澤涯

[摘? ? 要]儀表在工程測量工作中具有重要地位，其能夠?qū)y量質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。隨著智能技術(shù)手段的持續(xù)發(fā)展，儀表已經(jīng)成為實現(xiàn)嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表。因此為加強儀表在工程測量工作中的應(yīng)用效果，文章通過分析相關(guān)資料及實際調(diào)查，對其應(yīng)用措施進行研究，以期可以為相關(guān)人員開展工作提供可靠依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]工程測量;嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表;應(yīng)用

[中圖分類號]TH86 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Discussion on Embedded Intelligent and Networked Automatic Instrument

Liu Ze-ya

[Abstract]Instrument plays an important role in engineering measurement， which can directly affect the measurement quality. With the continuous development of intelligent technology， the instrument has realized the embedded intelligent and networked automation. Therefore， in order to strengthen the application effect of instrument in engineering survey， this paper studies its application measures by analyzing relevant data and actual investigation， in order to provide reliable basis for relevant personnel to carry out work.

[Keywords]engineering survey; embedded intelligent and networked automation instrument; application

在現(xiàn)代科技持續(xù)發(fā)展的背景下，工程測量中的儀表已實現(xiàn)嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的。嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表具有較強的綜合性，其不僅能夠開展遠距離測量工作，而且還能對測量數(shù)據(jù)進行全面分析與整理。因此測量人員必須對該設(shè)備進行科學利用，從而達到提高測量精準性及效率的目的，該點對我國建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表特點及優(yōu)勢

1.1 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表特點

工業(yè)自動化儀表過去稱為熱工儀表，主要是在鍋爐、電廠、鋼廠、熱處理等行業(yè)用到。現(xiàn)在在向石油、化工、電力、冶金、制藥等各行各業(yè)擴展，而且有著自動化儀表的趨勢。主要是用于測量溫度、壓力、流量、液面（料位）、成分（在線分析）的儀表。工業(yè)自動化儀表為了適應(yīng)各行業(yè)的不同需求，大量采用“單元組合”的形式，像搭積木一樣拼出符合各種功能需要的系統(tǒng)。主要包括：測量儀表，如測溫元件、流量計、液位計、壓力儀表、在線分析儀（包括燃氣報警等）。轉(zhuǎn)換儀表，如變送器、轉(zhuǎn)換器。運算儀表，如開方器、加法器、積算器。執(zhí)行儀表，如各種調(diào)節(jié)閥、電磁閥。輔助儀表，如配電器、安全柵、定位器、位置開關(guān)。

儀表在建筑工程測量工作中具有極高的應(yīng)用率，其屬于測量儀表，相較于傳統(tǒng)測量設(shè)備具有更良好的自動化特征。在現(xiàn)代科學技術(shù)以及人工智能技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，相關(guān)人員將多種技術(shù)手段引入儀表，并促使其實現(xiàn)嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化。在實際工作過程中，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表能夠根據(jù)操作人員具體需求對數(shù)據(jù)進行檢測、處理、存儲以及傳輸。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用下，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表將充分利用自身特點，實現(xiàn)自動化更新數(shù)據(jù)及校正數(shù)據(jù)，以此為后續(xù)工作順利進行奠定良好基礎(chǔ)。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用下，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表將對網(wǎng)絡(luò)手段進行科學利用，以此達到迅速傳輸測量數(shù)據(jù)的目的，并根據(jù)操作人員實際需求對數(shù)據(jù)進行存儲。此外，將嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表與相關(guān)軟件進行結(jié)合，將實現(xiàn)遠距離測量工作，該點不僅能夠有效降低人力投入成本，而且還能顯著提高測量質(zhì)量及效率。由此可見，將嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表應(yīng)用于工程測量工作中具有極強的現(xiàn)實意義與必要性。

1.2 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表優(yōu)勢

從現(xiàn)實角度出發(fā)可發(fā)現(xiàn)，在人工智能以及計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段的作用下，儀表已實現(xiàn)全面發(fā)展，并具備多樣性功能。因此，相較于其他儀表設(shè)備，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表在工程測量工作中具有明顯優(yōu)勢。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表具有多樣性功能，其不僅能夠高精度開展測量工作，而且還能實現(xiàn)高效收集數(shù)據(jù)信息，并為其準確性提供保障。②嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表設(shè)備具有自動誤差校準功能，該項功能其他測量設(shè)備暫時無法實現(xiàn)。自動誤差校準功能主要指對水平角指標差等方面進行自動化糾正，其對提高測量精準度具有重要意義。通過應(yīng)用自動誤差校準功能，工作人員將獲取精準性極高的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)該信息開展后續(xù)工作，該點有利于體現(xiàn)工程測量工作核心價值。③嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表能夠利用智能技術(shù)手段對電子測距系統(tǒng)進行搭載，并以此實現(xiàn)自動化電子測距。在此基礎(chǔ)上，測量人員將實現(xiàn)在惡劣測量環(huán)境中進行精準測量，并為后續(xù)工作提供保障。④嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表操作方式具有極高的簡易性，其能夠在保障測量精準性的基礎(chǔ)上，減少工程測量人力投入成本。

2 儀表測量監(jiān)測技術(shù)

隨著嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表逐漸進入公眾視野，相關(guān)技術(shù)手段已進入發(fā)展新勢態(tài)。尤其針對儀表監(jiān)測技術(shù)手段而言，其在建筑工程測量工作中的應(yīng)用率正在穩(wěn)步增長。例如：在高層建筑工程變形監(jiān)測、水平位移監(jiān)測以及沉降監(jiān)測工作中，儀表監(jiān)測技術(shù)均具有良好的應(yīng)用效果及應(yīng)用價值，其不僅能夠精準定位目標，而且還能對目標點基本信息進行獲取，以此為基坑變形監(jiān)測質(zhì)量提供保障。

2.1 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表觀測原理

儀表監(jiān)測技術(shù)手段在建筑基坑變形監(jiān)測工作中具有極高的應(yīng)用率，通過對該項手段進行利用，將實現(xiàn)有效監(jiān)測基坑變形。在實際監(jiān)測過程中，工作人員必須嚴格依照相關(guān)標準在基坑附近設(shè)觀測站進行監(jiān)測，并在特定空間內(nèi)對測試點方位角等進行任意設(shè)置，以此達到自動識別的目的。由此可見，該項監(jiān)測技術(shù)手段突出強調(diào)自由觀測。其具體觀測原理如下：①對觀測自由度與基坑條件進行全面分析，并對參考點進行預(yù)測以及獲取自身坐標。②對計算機技術(shù)手段進行利用，以此達到對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換的目的，從而實現(xiàn)獨立監(jiān)測基坑變形。③在監(jiān)測工作過程中，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表可根據(jù)操作人員具體需求，對監(jiān)測目標進行全天候監(jiān)測，并及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進行處理與傳輸，從而實現(xiàn)有效減少人力投入成本，并顯著提升監(jiān)測工作質(zhì)量及效率。該點能夠為后續(xù)工作順利進行奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表自由設(shè)置場地坐標

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在基坑變形實際監(jiān)測過程中，儀表監(jiān)測技術(shù)手段主要包括站點以及參考點。對該項技術(shù)手段進行利用時：①應(yīng)以網(wǎng)站為重要基礎(chǔ)對站點P點進行設(shè)定。此后，工作人員應(yīng)對現(xiàn)場環(huán)境進行全面分析，并根據(jù)環(huán)境對環(huán)境需求進行設(shè)置。②必須對工程現(xiàn)場進行綜合考量，并以此為基礎(chǔ)對K1、K2等參考點進行設(shè)置。③正式開展監(jiān)測工作時，工作人員必須及時設(shè)置站點P位置，并對Ki參考點進行假設(shè)。最后，應(yīng)對基本方向數(shù)值以及距離值進行設(shè)置，并通過相關(guān)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行計算，以此獲取P點實際位置坐標。在此基礎(chǔ)上，后續(xù)工作順利進行將得到保障。

3 儀表的實際應(yīng)用

為加強研究效果及參考價值，以我國某城市某高層建筑工程為例，并對其實際情況進行全面分析，以達到明確嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表應(yīng)用效果及措施的目的。

3.1 工程概況

該高層建筑工程施工現(xiàn)場位于我國北方地區(qū)，施工單位對基坑變形進行監(jiān)測時，決定對儀表進行應(yīng)用。通過實際調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，該工程基坑實際寬度為73.1 m，長度為117.25 m，基坑深度約為12 m。針對該高層建筑施工現(xiàn)場而言，建筑三面存在多個建筑物，一面為城市交通主干道（圖1）?；幼冃伪O(jiān)測工作人員選擇的儀表型號為TS60高精度儀表。該型號儀表實際測距精度為0.6 mm+1 ppm，測角精度為0.5"。

通過對圖1進行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于該高層建筑在實際施工中具有較強的限制性，故而基坑變形監(jiān)測工作難度相對較高。因此在實際施工中，必須確保圍護結(jié)構(gòu)墻頂水平位移幅度小于30 mm，以此達到提高基坑穩(wěn)定性的目的。對基坑變形進行監(jiān)測時，工作人員應(yīng)對觀測點進行選取，并對其進行排列。此后，施工人員應(yīng)利用地質(zhì)鉆機完成鉆孔工作，將鉆桿送入式標志埋入鉆孔。在完成該項工作后，對棱鏡進行設(shè)置，從而為監(jiān)測精準度提供保障。

3.2 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表實際應(yīng)用

3.2.1 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表監(jiān)測過程

在實際監(jiān)測過程中，應(yīng)嚴格依照相關(guān)流程對儀表進行使用，以避免測量精度受到影響。儀表監(jiān)測流程如下：工作人員應(yīng)對監(jiān)測標準進行明確，并以此對基準點與基坑之間的距離進行監(jiān)測，確保其不小于基坑深度的3倍。因此，在該工程實際施工中，監(jiān)測人員選擇在距離基坑54 m的區(qū)域?qū)鶞庶c進行設(shè)置。經(jīng)測量，基準點與基坑之間的距離大于基坑深度的3倍，符合相關(guān)標準。

3.2.2 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表坐標系

通過對平面布局圖進行分析，可發(fā)現(xiàn)K1、K2間連線與基坑邊緣線具有平行關(guān)系，因此監(jiān)測人員可將K2坐標設(shè)置為（500，500），方位角設(shè)置為180°，并對儀表進行利用，以此達到測量K1、K2平距的目的。此后，監(jiān)測人員將三項進行結(jié)合，從而實現(xiàn)對坐標系的建立。經(jīng)過系統(tǒng)化的計算，可得出K1坐標為（374.420，500）。

3.2.3 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表監(jiān)測沉降及水平位移

①在實際監(jiān)測過程中，工作人員應(yīng)對自由設(shè)站程序進行利用，收集坐標及方位角數(shù)據(jù)，并將其輸入數(shù)據(jù)模塊中。②將其與P坐標進行結(jié)合，并通過相關(guān)方法，達到獲取PK1、PK2長度及方向角的目的。③工作人員應(yīng)對P平面坐標進行計算，并以基準點及監(jiān)測點為基礎(chǔ)，達到對水平位移與沉降變化進行監(jiān)測的目的。

3.2.4 嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表監(jiān)測效果

在監(jiān)測工作結(jié)束后，工作人員通過對比監(jiān)測數(shù)據(jù)及標準數(shù)值，發(fā)現(xiàn)該工程基坑監(jiān)測誤差符合相關(guān)標準。由此可見，將嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表應(yīng)用于建筑工程測量工作中不僅能夠顯著提升測量效率及精準度，而且還能有效減少工程投入成本。因此，施工單位應(yīng)對該種測量設(shè)備給予高度重視，并積極對其進行應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述，嵌入式的智能化與網(wǎng)絡(luò)化的自動化儀表在建筑工程測量中具有良好的應(yīng)用效果，其不僅能夠提高測量精準性及效率，而且還能進行實時監(jiān)測。因此施工單位應(yīng)積極應(yīng)用該種測量設(shè)備，從而為工程質(zhì)量提供保障。

參考文獻

[1] 張如芹，付新新，張豐偉.淺談儀表自動化的發(fā)展[J].科技信息，2008（24）：17.

[2] 孟艷京.淺談儀表自動化在化工工業(yè)方面的應(yīng)用[J].才智，2011（12）：60.

[3] 麻榮武.淺談現(xiàn)代水工業(yè)自動化信息控制的一體化趨勢[J].化學工程與裝備，2011（8）：146-149.

[4] 李菊.淺談工業(yè)儀表與裝置智能化網(wǎng)絡(luò)化[J].科技與企業(yè)，2013（9）：113.

[5] 陳慶.淺談智能儀器儀表的發(fā)展趨向及其應(yīng)用前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009（6）：16.

[6] 李婧.淺談自動化儀表的發(fā)展[J].商業(yè)文化，2009（6）：265.

[7] 王鵬飛.淺談工業(yè)儀表與自動化技術(shù)的新發(fā)展[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012，33（12）：104.

[8] 彭邦遠.淺談工業(yè)稱重儀表發(fā)展[J].衡器，2007（6）：2-4，15.