摘要:本文闡述了現(xiàn)代測控技術(shù)具有智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、分布式化的特點,回顧了我國測控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對其標(biāo)準(zhǔn)化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化的未來發(fā)展前景進行了展望,最后論述了現(xiàn)代測控技術(shù)、新型傳感器技術(shù)、遠程測控技術(shù)在社會經(jīng)濟發(fā)展各領(lǐng)域中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:測控技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用
中圖分類號:TH7 文獻標(biāo)識碼:B
1引言
現(xiàn)代測控技術(shù)作為一門高新技術(shù),是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中的重要支柱,它以電子、測量、測控等學(xué)科為基礎(chǔ),涉及電子計算機技術(shù)、測試測量技術(shù)、信息處理技術(shù)、儀器儀表技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及自動控制技術(shù)等領(lǐng)域。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和全球化水平的不斷提高,以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷融入和發(fā)展,促進了現(xiàn)代測控技術(shù)在很大程度上的進步與發(fā)展,使其向著網(wǎng)絡(luò)、微型、虛擬、遠程、智能以及集成化方面上快速的發(fā)展。而現(xiàn)代測控技術(shù)在國防、工業(yè)和農(nóng)行等領(lǐng)域的各個方面上都應(yīng)用相當(dāng)廣泛,同時它在實踐上也是一門很強的技術(shù),尤其在廣度和深度上的應(yīng)用也得到相當(dāng)發(fā)的擴充,影響力也隨之逐漸增大,具有良好的發(fā)展前景,必將推動現(xiàn)代技術(shù)水平的改進,為加快現(xiàn)代社會進步和生產(chǎn)率上的提高做出了巨大的貢獻。
2現(xiàn)代測控技術(shù)的特點
現(xiàn)代測控技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分,涉及測試測量、信息處理、計算機網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表及自動控制等領(lǐng)域的技術(shù)。具有以下特點:網(wǎng)絡(luò)、分布式、數(shù)字以及智能等。
2.1智能化
在現(xiàn)代測控系統(tǒng)應(yīng)用中的設(shè)備,主要是以微處理器最為基礎(chǔ),同時運用智能化的儀器儀表,凸顯出功能多樣化、靈巧快捷和使用方便等方面的特點。隨著人工智能技術(shù)的引進和電子技術(shù)的不斷發(fā)展,智能化儀器設(shè)備呈現(xiàn)出的更加高科技化,智能化儀器的計算方法和計算能力不斷得到加強,使得現(xiàn)代測控技術(shù)得到很大的提高。
2.2數(shù)字化
在現(xiàn)代測控技術(shù)領(lǐng)域中,數(shù)字化特點主要體現(xiàn)在以下方面:傳感器的數(shù)字化控制,控制器到遠程終端設(shè)備的數(shù)字化控制,通信、信號處理等過程的數(shù)字化控制等。
2.3網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)代測控技術(shù)隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,正朝著網(wǎng)絡(luò)化、分布性和開放性的方向邁進。這種發(fā)展趨勢推動了測控系統(tǒng)功能的擴展靈活性、性能高效性、使用簡便性的不斷深化?,F(xiàn)代測控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的特點體現(xiàn)在測控技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,可以方便快捷地組建網(wǎng)絡(luò)化、分布式的測控系統(tǒng)。隨著計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的不斷完善,網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的規(guī)模更加龐大,在通信、航空航天、國防和氣象等領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代測控技術(shù)越來越廣泛、越來越深入。
2.4分布式化
現(xiàn)代測控技術(shù)設(shè)備可以多地點布設(shè),可以有效地檢測出既符合要求又需要儀器設(shè)備的地方。這種分布式測控技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微型計算機術(shù)為基礎(chǔ),將系統(tǒng)內(nèi)所使用設(shè)備連接起來,組合成符合要求的分布式測控系統(tǒng)。分布式測試系統(tǒng)具有安全可靠、拓展便捷、運行快速、使用靈活等優(yōu)點,從而大大降低了測控成本,提高了測控效率。
3現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代測控技術(shù)以計算機技術(shù)為核心,集控制和測量為一體,實現(xiàn)過程控制的自動化,已經(jīng)在很多方面得到了廣泛的應(yīng)用。
3.1發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)代測控系統(tǒng)是一個綜合系統(tǒng),分為基本型、閉環(huán)控制型和標(biāo)準(zhǔn)通用接口型三大類型,主要包括控制器部分、程控設(shè)備和儀器、測控應(yīng)用軟件、總線與接口部分、被測對象等五個部分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,現(xiàn)代測控技術(shù)飛速發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展方方面面。然而,與世界發(fā)達國家相比,我國的現(xiàn)代測控技術(shù)水平還存在不少差距,主要表現(xiàn)在智能化、數(shù)字化、微型化等方面。尚未達到一個高水平的階段。因此,我國必須在引進高科技的先進設(shè)施的同時,借鑒國外高科技的技術(shù)發(fā)展模式,積極開拓創(chuàng)新,推進我國測控市場的發(fā)展,提升我國高新技術(shù)含量產(chǎn)品在國際市場競爭中的競爭力。
3.2發(fā)展趨勢及前景
首先,日臻先進的科學(xué)技術(shù)為現(xiàn)代測控技術(shù)的迅速發(fā)展提供了技術(shù)保障,開放化、標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為現(xiàn)代測控技術(shù)發(fā)展的趨勢。無論從技術(shù)角度,還是從市場角度來看,開放化測控技術(shù)都是現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展趨勢,也將成為市場應(yīng)用的主流。它可以讓我們直接接觸到開放標(biāo)準(zhǔn)下的先進測控技術(shù),并融入到這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之中,標(biāo)準(zhǔn)化、開放化將減少新技術(shù)的重新開發(fā),節(jié)省重復(fù)開發(fā)成本,因此,推進開放性測控技術(shù)的應(yīng)用有著十分重要的意義。當(dāng)前,我國正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變的階段,測控技術(shù)的開放化和標(biāo)準(zhǔn)化趨勢給了國內(nèi)測控行業(yè)一個極好發(fā)展機遇,為此,我們要清晰的看到這一點,把握現(xiàn)代測控技術(shù)走向開放化、標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢,推動我國現(xiàn)代測控技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。
其次,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步,現(xiàn)代測控技術(shù)正朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進。隨著現(xiàn)場總線的迅猛發(fā)展與Jini軟件技術(shù)的問世,現(xiàn)代測控系統(tǒng)不僅將現(xiàn)場的智能儀表和裝置作為節(jié)點,通過網(wǎng)絡(luò)將節(jié)點連同控制室內(nèi)的儀器儀表和控制裝置聯(lián)成有機的測控系統(tǒng),而且可使聯(lián)網(wǎng)的任何儀器設(shè)備實現(xiàn)其自身功能的同時,還能為其他儀器設(shè)備加以利用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進步并全面介入,實現(xiàn)了微機化儀器的聯(lián)網(wǎng),高檔測量儀器設(shè)備以及測量信息的地區(qū)性、全國性乃至全球性資源共享,遠程數(shù)據(jù)采集與測控,遠程設(shè)備故障診斷,各等級計量標(biāo)準(zhǔn)跨地域?qū)嵤┲苯拥臄?shù)字化溯源比對,水、電等費用等的自動抄表等,具體到計量測試、測控技術(shù)及儀器儀表各領(lǐng)域,從而使得測控網(wǎng)絡(luò)的功能顯著增強,應(yīng)用領(lǐng)域及范圍明顯擴大,測控系統(tǒng)的功能遠遠大于系統(tǒng)中各獨立個體功能的總和。
4現(xiàn)代測控技術(shù)的應(yīng)用
21世紀(jì)以來,隨著經(jīng)濟的全球化,測控技術(shù)的迅猛發(fā)展為軍事國防、電子制造、自動化等行業(yè)的高速發(fā)展起到積極的推動作用,加快了社會技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級,越來越多的測控技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)的宇航、電信、農(nóng)業(yè)、石油、化工等領(lǐng)域。
4.1現(xiàn)代測控技術(shù)在航天、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用
現(xiàn)代測控技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要表現(xiàn)在:跟蹤測量航天器,獲取其運動參數(shù)和內(nèi)部的各種物理、宇航員生理等一些重要數(shù)據(jù),并且監(jiān)視航天器的飛行和內(nèi)部工作狀態(tài),為指揮中心對航天飛行目標(biāo)指揮、控制提供數(shù)據(jù)信息,通過對實測數(shù)據(jù)的處理、分析,為評價航天器的技術(shù)性能和改進設(shè)計提供依據(jù)。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用集中在糧食存儲過程中,如果測得糧食溫度超過預(yù)置,報警數(shù)值主機就會發(fā)出指令,接通通風(fēng)機控制電路,對糧倉進行通風(fēng)。此外,在蠶種催青過程中,現(xiàn)代測控技術(shù)用來控制蠶種催青時的溫、濕度,通過把采集到得溫、濕度數(shù)據(jù)傳入微機處理系統(tǒng),即可根據(jù)實際需要在控制臺屏幕上設(shè)定溫、濕度數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)達到設(shè)定值時系統(tǒng)會自動斷開電源,進入維護期。
4.2新型傳感器技術(shù)的應(yīng)用
作為當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的高新技術(shù)之一,新型傳感器已經(jīng)融入了計算機技術(shù)、智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù),其結(jié)構(gòu)更加完善,功能更加強大,廣泛應(yīng)用于社會生活工作的各個方面。智能化傳感器主要應(yīng)用于:火車機車的狀態(tài)監(jiān)測、心內(nèi)壓監(jiān)控系統(tǒng)等;微型化氣體傳感器主要應(yīng)用于化工、交通、國防、醫(yī)學(xué)、機器人、防偽等領(lǐng)域;數(shù)字化傳感器應(yīng)用于:測量環(huán)境溫度、銀行監(jiān)控、圖像傳感器等;集成化傳感器主要用于視覺測量、壓力測量、溫度測量;新型網(wǎng)絡(luò)化傳感器則大量應(yīng)用在國防、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、工業(yè)、軍事、搶險救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測、城市管理等領(lǐng)域。
4.3遠程測控技術(shù)的應(yīng)用
為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代測控技術(shù)還可以進行遠程測控,遠程測控技術(shù)常見的有:專線遠程測控術(shù)、電話網(wǎng)遠程測控技術(shù)和無線通信等遠程測控技術(shù)。遠程測控技術(shù)主要應(yīng)用于:在核電站和電網(wǎng)檢測的遠程監(jiān)控、石油輸送管道的遠程監(jiān)控、機器人的遠程監(jiān)控等?,F(xiàn)代測控技術(shù)還可以對設(shè)備進行故障診斷,水、電、燃氣以及熱能等的自動抄表遠程測控,與此同時,對于地理環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)以及用戶密度不高、不易布線、距離較遠的情況,等等,都可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進行遠程測控。
5結(jié)語
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,測控技術(shù)正朝著系統(tǒng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化及系統(tǒng)功能的一體化的趨勢邁進,社會經(jīng)濟各領(lǐng)域開始廣泛采用以信息的獲取與應(yīng)用為中心的方式,實現(xiàn)儀器儀表、工業(yè)生產(chǎn)的全過程自動化控制,使之為人們工作生活做出更多的貢獻。與此同時,計算機控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信號傳感技術(shù)等先進技術(shù)的飛速發(fā)展,也在促使現(xiàn)代測控技術(shù)發(fā)生深刻的變化,更加開放化、標(biāo)準(zhǔn)化、全球化,有力地推動了現(xiàn)代技術(shù)水平的提高。所以,現(xiàn)代測控技術(shù)的迅猛發(fā)展,越來越多的創(chuàng)新、高科技測控自動化的成果的應(yīng)用,為產(chǎn)業(yè)的升級和整個社會技術(shù)的進步起到了巨大的推動與提升作用,具有潛在的實用價值和重要的科研價值。
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【補齊作者簡介】
徐亦唐(江蘇科技大學(xué)電信學(xué)院, 江蘇鎮(zhèn)江 212000)
作者簡介:徐亦唐(1992— ),男,江蘇昆山人,江蘇科技大學(xué)電信學(xué)院測控102班,主要研究方向測控技術(shù)與設(shè)備;