淺談現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用

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(diǎn)，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(jìn)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(yuǎn)程測控技術(shù)在社會經(jīng)濟(jì)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(xiàn)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(jì)算機(jī)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(jì)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(jìn)了現(xiàn)代測控技術(shù)在很大程度上的進(jìn)步與發(fā)展，使其向著網(wǎng)絡(luò)、微型、虛擬、遠(yuǎn)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(shí)踐上也是一門很強(qiáng)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(kuò)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(jìn)，為加快現(xiàn)代社會進(jìn)步和生產(chǎn)率上的提高做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2現(xiàn)代測控技術(shù)的特點(diǎn)

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(jì)算機(jī)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(diǎn)：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(yùn)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(diǎn)。隨著人工智能技術(shù)的引進(jìn)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(jì)算方法和計(jì)算能力不斷得到加強(qiáng)，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(diǎn)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(yuǎn)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(jì)算機(jī)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(jìn)。這種發(fā)展趨勢推動了測控系統(tǒng)功能的擴(kuò)展靈活性、性能高效性、使用簡便性的不斷深化。現(xiàn)代測控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)體現(xiàn)在測控技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(diǎn)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(jì)算機(jī)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(yùn)行快速、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，集控制和測量為一體，實(shí)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(jìn)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(jì)發(fā)展方方面面。然而，與世界發(fā)達(dá)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(dá)到一個高水平的階段。因此，我國必須在引進(jìn)高科技的先進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)遇，為此，我們要清晰的看到這一點(diǎn)，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(jìn)步，現(xiàn)代測控技術(shù)正朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn)。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(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)將節(jié)點(diǎn)連同控制室內(nèi)的儀器儀表和控制裝置聯(lián)成有機(jī)的測控系統(tǒng)，而且可使聯(lián)網(wǎng)的任何儀器設(shè)備實(shí)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(jìn)步并全面介入，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與測控，遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷，各等級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)跨地域?qū)嵤┲苯拥臄?shù)字化溯源比對，水、電等費(fèi)用等的自動抄表等，具體到計(jì)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(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域及范圍明顯擴(kuò)大，測控系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)中各獨(dú)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(jì)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(jìn)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(jì)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(yùn)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(shí)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(jìn)設(shè)計(jì)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(jī)就會發(fā)出指令，接通通風(fēng)機(jī)控制電路，對糧倉進(jìn)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(jī)處理系統(tǒng)，即可根據(jù)實(shí)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(dá)到設(shè)定值時系統(tǒng)會自動斷開電源，進(jìn)入維護(hù)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(jì)算機(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)程測控，遠(yuǎn)程測控技術(shù)常見的有：專線遠(yuǎn)程測控術(shù)、電話網(wǎng)遠(yuǎn)程測控技術(shù)和無線通信等遠(yuǎn)程測控技術(shù)。遠(yuǎn)程測控技術(shù)主要應(yīng)用于：在核電站和電網(wǎng)檢測的遠(yuǎn)程監(jiān)控、石油輸送管道的遠(yuǎn)程監(jiān)控、機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控等。現(xiàn)代測控技術(shù)還可以對設(shè)備進(jìn)行故障診斷，水、電、燃?xì)庖约盁崮艿鹊淖詣映磉h(yuǎn)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(yuǎn)的情況，等等，都可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)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(jìn)，社會經(jīng)濟(jì)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(shí)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(xiàn)。與此同時，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信號傳感技術(shù)等先進(jìn)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(jìn)步起到了巨大的推動與提升作用，具有潛在的實(shí)用價值和重要的科研價值。

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【補(bǔ)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；