嵌入式無線網絡化測控儀器關鍵技術研究與實現

摘 要：網絡化測控是體現了測控系統的一個發展方向。其中核心部分體現在測控儀器上面，測控儀器是網絡化測控的最關鍵部分，是組成測控系統的一個重要的單位。運用測控儀器可以進行數據采集和數據計算。在嵌入式Linux操作系統的支持下，通過無線網絡化來整合網絡儀器和測控硬件部分，實現數據的存儲功能。

關鍵詞：無線網絡化；測控技術；測控儀器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.097

1 引言

隨著我國現代科學技術的提高，我國計算機技術有了極大地進步，相應的與計算機有著密切聯系的測控技術也得到了同步發展，測控儀器的完善和改進為無線網絡化測控提供了有力的基礎保障。測控儀器是測控網絡化的核心，其承擔著一些最基礎但最重要的工作，測控儀器是測控技術的以完美實現的保障，同時網絡化測控技術的優化升級也依賴網絡測控儀器的發展。因此對無線網絡化測控儀器的發展，不僅僅黑絲單獨的體現出測控儀器硬件的完善和改進，而且對無線網絡化測控技術的進步也有反饋的作用，只有這樣測控技術和測控儀器兩者互相發展，互相促進才能實現整個測控行業的大進步，提高我國測控技術在我國際中的地位，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，因此網絡化測控儀器和測控技術的研究與實現是一項具有重大意義的工程。

2 無線測控技術與測控儀器的相互作用

無線測控技術的不斷發展，促進了對測控儀器的研究，無線網絡測控儀器具有復雜性，多元性，它能夠將不同的技術和不同的硬件進行有效的融合，進而為自己使用，例如：無線測控儀器將計算機、自動化控制的PLC、通信技術、測量技術，進行有效的結合，并且充分發揮各技術的優勢，實現資源整合并且得到充分利用的局面，并且能夠通過實現多系統的儀器，不僅僅為某一人或某一個特定領域服務，而是實現一臺儀器為多人或者多領域的應用，這樣節約了資源，提高了工作效率。另外無線測控技術不受地理位置的限制，使用者可以通過網絡來遠程控制測控儀器，這樣就免除了一些測試人員遠途奔波的去對一些需要調試的測控儀器去調試。無線測控技術的發展對測控儀器的發展起到了促進的作用，同時測控儀器硬件設施的不斷更新和完善，也促進和拉動了無線測控技術的發展，拉動無線測控技術的更新和提高。隨著科學技術的不斷發展，計算機的廣泛應用，人們對生活品質要求的不斷提高，無線測控技術對測控儀器的促進的優勢會越來越明顯，同時測控儀器對測控技術的拉動優勢也會越來越明顯。

3 測控儀器的發展歷程

自1970年以來，計算機的應用的已普遍，微電子技術和數電、模電的迅速發展，在這種形式下，測控技術和測控儀器應用而生，并取得了巨大的發展，相繼產生了智能儀器、虛擬儀器和網絡儀器等，這些儀器與計算機的結合越來越緊密，以至于現在很難完全界定計算機與現代測控儀器的概念，并且隨著計算機不斷地滲入到我們生活中的每個方面，現代測控技術也逐步進入了我們的家居生活中，并且到了人們離不開的地步，對此產生了一定的依賴性。1.智能儀器。1980年后，隨著微處理器技術的完善，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實體的鍵盤化方向發展，與傳統儀器模式不同的個人儀器被首次應用，并且廣受好評得到了快速的發展和廣泛的推廣。自20世紀90年代來，儀器儀表智能化出現了很大的改觀，微電子技術影響了儀器儀表的設計，到DSP一些完善的芯片出現，這些新科技和新技術使得測控儀器儀表對于數字的處理能力大大的增強了，功能也變得更為強大，儀器儀表的處理數據和圖像的能極大地提高了。智能化儀器比傳統的測控儀器具有操縱性好、能有效地進行人機對話、可編程的優點。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展空間。2.虛擬儀器。20實際90年代初期，市面上出現了一種新型的測控儀器，也就是虛擬儀器，是繼PCI之后出現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。虛擬儀器與傳統的儀器相比有較多的優點，其并不強調物理上的一些實現形式，用戶可以根據自己的設計思維來定義儀器的相關功能，以實現軟件硬件的共享，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，也就不可避免的產生一些量化方面的誤差。3.網絡儀器。網絡儀器的測控設備，測控對象都可以通過測試現場的一些普通儀器設備，并且將這些普通設備取得的一些相關的資料數據經過有效整合，并通過計算機網絡傳輸給異地的一些精確度比較高的儀器來進行處理分析，并且實現許多測量信息的有效共享，并且實時掌握一些關鍵信息的變化趨勢。網絡技術的發展和計算機硬件和軟件的大幅度提升，使得網絡儀器得到了迅速的發展，無線網絡化測控系統具有使用方便、操縱性強、組網容易、維護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，因此人們對無線網絡測控儀器頗受歡迎，并且成為人們研究網絡化測控技術和測控儀器的熱點。

4 嵌入式無線網絡化測控儀器的研究現狀和意義

最近這科技迅速發展的10年來，互聯網+以及大數據的廣泛應用以及其他高科技技術的融合，智能化的測控儀器得到了迅速的發展，網絡化的測控技術已經成為了測控技術的關鍵，以互聯網為代表的計算機網絡的發展迅速，并且推動了無線測控儀器的相對完善和改進，并且突破了傳統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實。到目前為之，無線網絡化測控儀器依托和依賴的技術主要有：RFID、藍牙、WIFI，每個通信技術都有各自的優點和缺點，只有分析復雜的現實情形，才能合理的運用在這些技術更好的為無線網絡化測控儀器來服務。

目前，美國及一些發達的歐美國家在無線網絡測控技術和測控儀器上面投入的經歷和成本比較大，因此也取得了相應的發展。總觀國內對無錫縣網絡化測控儀器的研究現狀，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達的國家尚存在一些差距。國內目前網絡化測控儀器的研究仍停留或許長時間處在LXI-C的水平上，由于缺乏相應的理論基礎和高技術作為支撐，目前國內的無線網絡化測控儀器的發展仍需要努力，并仍有較大的提升空間。

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5 總結

在實際的工作需求中，一個測控儀器的可靠性和穩定性對整個測控系統都起著至關重要的作用。測控儀器的穩定性不僅與自身硬件有關，而且還與無線網絡化測控技術的發展水平和發展穩定性有關，通過二者的有效促進結合，不僅能提高無線測控系統的穩定性和實用性，還能降低整個測控系統的成本，以達到合理利用資源，減少浪費的目的，并且最終達到提高經濟效益惠及人們的日常生活水平的目的。

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