如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合

楊媛

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識：A 文章編號：1674-1145（2020）02-128-02

摘 要 隨著信息時代的到來，計(jì)算機(jī)成為社會各個領(lǐng)域的重要技術(shù)支撐。自動化儀器儀表領(lǐng)域發(fā)展中，對其功能性和可靠性都有了更高的要求。這就需要自動化儀器儀表要結(jié)合社會需求，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，進(jìn)一步提高自動化儀器儀表的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù) 自動化儀器儀表 融合

儀器儀表的創(chuàng)新發(fā)展中，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，優(yōu)化自動化儀器儀表的功能，是推進(jìn)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的時代革新的必然途徑，也是未來儀器儀表領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。自動化儀器儀表的技術(shù)人員，要深入了解和掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的要領(lǐng)和特征，在創(chuàng)新改進(jìn)儀器儀表時，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用其中，使自動化儀器儀表向著信息化方向發(fā)展。

一、現(xiàn)代化自動化儀器儀表的特征

（一）現(xiàn)代化自動化儀器儀表的智能化

現(xiàn)代化自動化儀器儀表，在智能化發(fā)展的背景下，也具有顯著的智能特征。智能特征在現(xiàn)代化自動化儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。對于現(xiàn)代化自動化儀器儀表來說，在應(yīng)用過程中能夠通過智能化控制方式，來實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)自動化儀器儀表測量工作的有效完成。傳統(tǒng)的儀器儀表主要依靠人工方式進(jìn)行儀表讀數(shù)等，在智能化發(fā)展中，儀器儀表融合了智能化運(yùn)行能力，能夠在不依靠人工的情況下，使一系列測量行為自動完成，極大地降低了儀器儀表的人工成本投入。

（二）現(xiàn)代化自動化儀器儀表的網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代科技的核心內(nèi)容，給社會各個領(lǐng)域的發(fā)展都帶來的極大的便捷?，F(xiàn)代化自動化儀器儀表的網(wǎng)絡(luò)化特征，使儀器儀表與各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換成為可能?，F(xiàn)代化自動化儀器儀表具有雙向通信功能，即使用端與控制端的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行無障礙交換，從而能夠提高儀器儀表使用者的控制能力。但這種雙向通信與網(wǎng)絡(luò)化通信還是有明顯的差異性，網(wǎng)絡(luò)化的儀器儀表，能夠在數(shù)據(jù)交換當(dāng)中顯著地拓展數(shù)據(jù)范圍，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化自動化儀器儀表的多方數(shù)據(jù)交換?，F(xiàn)代化自動化儀器儀表的使用者可以在任何一個網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行登錄和控制，現(xiàn)代化自動化儀器儀表的使用工作具有高效的信息處理功能。

（三）現(xiàn)代化自動化儀器儀表的多樣化

隨著現(xiàn)代化自動化儀器儀表的發(fā)展，從儀器儀表的功能性方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多樣化的特征。傳統(tǒng)的儀器儀表普遍只具有單一的測量性能，應(yīng)用領(lǐng)域受到了一定的限制。在現(xiàn)代化自動化儀器儀表的多樣化發(fā)展中，儀器儀表的功能得到了極大的擴(kuò)充和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了儀器儀表的功能集約化，為現(xiàn)代化自動化儀器儀表的使用者提供了更多的功能選擇。現(xiàn)代化自動化儀器儀表的功能多樣化，主要是依靠儀器儀表的功能參數(shù)設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)代化自動化儀器儀表的使用需求，可以在儀器儀表的脈沖發(fā)生器等構(gòu)造組成當(dāng)中，使用功能參數(shù)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的改變，從而為現(xiàn)代化自動化儀器儀表的測量提供有力的功能支持。

（四）現(xiàn)代化自動化儀器儀表的微型化

傳統(tǒng)的儀器儀表體積龐大，在使用過程中不僅占據(jù)較大的空間，同時也難以進(jìn)行操作?，F(xiàn)代化自動化儀器儀表，在電子元器件的精密化和微型化發(fā)展中，其設(shè)備外形上也有了較大改變[4]。微型化已經(jīng)成為現(xiàn)代化自動化儀器儀表的一個主要特征。微型化的現(xiàn)代化自動化儀器儀表，并沒有因體積的變小而影響測量功能的發(fā)揮?，F(xiàn)代化自動化儀器儀表利用更為精小的電子元器件來整合功能和外觀，在微型化的內(nèi)部構(gòu)造條件下進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的采集和處理。

二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

（一）嵌入式技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)，在自動化儀器儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。嵌入技術(shù)是在計(jì)算機(jī)基本功能的基礎(chǔ)上，嵌入衍生技術(shù)，使計(jì)算機(jī)技術(shù)具有更加完善的優(yōu)良的性能。嵌入式技術(shù)在自動化儀器儀表中，能夠?qū)崿F(xiàn)處理器的高效運(yùn)行，不僅能夠降低處理器的運(yùn)用功耗，還能夠避免過多的處理器共同運(yùn)行造成的自動化儀器儀表不穩(wěn)定現(xiàn)象。自動化儀器儀表的嵌入式技術(shù)，與原有的儀器儀表技術(shù)相比，具有較強(qiáng)的優(yōu)勢性。嵌入式處理器能夠在同一時間內(nèi)完成多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，將處理速度大幅提升，尤其是單片機(jī)的應(yīng)用中效果更顯著，從而保證自動化儀器儀表的可靠有效運(yùn)行能力。

（二）微電子技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)微電子技術(shù)，主要是通過芯片方式在自動化儀器儀表當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會上，儀器儀表構(gòu)造中，芯片成為執(zhí)行運(yùn)行指令的核心和關(guān)鍵。傳統(tǒng)的電子芯片功能單一，無法給儀器儀表提供強(qiáng)大的運(yùn)行支撐。在微電子技術(shù)為媒介的現(xiàn)代芯片發(fā)展中，不僅芯片能夠?qū)崿F(xiàn)多功能，同時在自動化儀器儀表的電路中，也能夠利用微電子技術(shù)來提高電路控制效果，提高電路信號的穩(wěn)定性，避免外界對自動化儀器儀表的影響。自動化儀器儀表的主要優(yōu)勢就是自動化，而儀器儀表自動功能的執(zhí)行就是依托于微電子技術(shù)，使儀器儀表能夠更好地完成數(shù)據(jù)監(jiān)測等工作。

（三）互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

在自動化儀器儀表的應(yīng)用當(dāng)中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)能夠?yàn)樽詣踊瘍x器儀表的使用提供積極有效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保證自動化儀器儀表能夠?qū)⒈O(jiān)測到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確地反饋到控制中心。自動化儀器儀表與互聯(lián)網(wǎng)的連接是通過數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)接口實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)接口具有網(wǎng)絡(luò)條件下的數(shù)據(jù)交換功能，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作自動化的儀器儀表運(yùn)行?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)模式下的自動化儀器儀表，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的操作控制，并對原有的固定測量進(jìn)行靈活調(diào)整，在網(wǎng)絡(luò)媒介中形成有效的數(shù)據(jù)傳輸。

（四）安卓系統(tǒng)技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

安卓操作系統(tǒng)現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛，它基于Linux內(nèi)核的分時操作系統(tǒng)，將安卓操作系統(tǒng)引入到智能儀表設(shè)計(jì)中，可以大大減少開發(fā)工作量，又可以利用安卓操作系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)特殊的實(shí)時需求。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對儀器的遠(yuǎn)程診斷，將測試圖形和數(shù)據(jù)文件，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸傳到手機(jī)系統(tǒng)上，通過安卓操作系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，提高自動化儀器儀表性能。

（五）云計(jì)算技術(shù)在自動化儀器儀表的應(yīng)用

云計(jì)算技術(shù)能夠?yàn)樽詣踊瘍x器儀表系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供最優(yōu)算法。借助于云計(jì)算技術(shù)，在自動化儀器儀表測試中構(gòu)建對應(yīng)的模型，在云數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行行業(yè)內(nèi)的自動化儀器儀表數(shù)據(jù)庫搭建，以云計(jì)算技術(shù)為依托，提高自動化儀器儀表樣本數(shù)據(jù)的合理性。云計(jì)算技術(shù)強(qiáng)化了自動化儀器儀表系統(tǒng)的信息交互和共享，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理自動化儀器儀表的動態(tài)資源，提高資源利用率。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合途徑

（一）加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合研究

計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合，是科技發(fā)展進(jìn)程中的一個新興的探索。自動化儀器儀表本身就具有機(jī)械科技與計(jì)算機(jī)科技的兼容特征，無論是從學(xué)科角度，還是從應(yīng)用角度，計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動化儀器儀表中的運(yùn)用，都將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。為了更好地提高計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合能力，需要相關(guān)技術(shù)人員加強(qiáng)研究工作，從技術(shù)理論體系的完善上，去全面推進(jìn)自動化儀器儀表的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)化。相關(guān)技術(shù)人員需要具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化儀器儀表的知識，并在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行兩項(xiàng)技術(shù)的領(lǐng)域性結(jié)合研究。由于目前科學(xué)體系當(dāng)中，將計(jì)算機(jī)和儀器儀表劃分為兩個科研學(xué)科，這就需要技術(shù)人員形成跨學(xué)科合作，集中計(jì)算機(jī)以及儀器儀表方面的專家學(xué)者，共同參與到技術(shù)融合研究當(dāng)中。

（二）加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合實(shí)踐

計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合，不僅要在理論研究方面找到切入點(diǎn)，同時也需要對研究過程進(jìn)行不斷的實(shí)踐，才能夠有效判斷計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合效果。自動化儀器儀表企業(yè)要營造一個積極良好的技術(shù)實(shí)踐環(huán)境，對創(chuàng)建技術(shù)交流平臺，并為技術(shù)成果轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際生產(chǎn)力建立通暢的渠道。企業(yè)內(nèi)部還要建立完善科學(xué)的獎勵機(jī)制，對計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表的融合實(shí)踐中有突出貢獻(xiàn)的人員給予獎勵，從而激勵更多的人參與到融合技術(shù)的創(chuàng)新中去。

四、自動化儀器儀表行業(yè)的發(fā)展展望

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表技術(shù)的有效融合，儀器儀表的應(yīng)用范圍將顯著擴(kuò)大，可靠性和穩(wěn)定性也必然提升。自動化儀器儀表在計(jì)算機(jī)軟硬件的輔助下，能夠在原有的數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)人工智能化的數(shù)據(jù)分析和處理。人工智能是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而使計(jì)算機(jī)能夠模擬人類的思考和學(xué)習(xí)方式。通過將人工智能技術(shù)應(yīng)用于自動化儀器儀表當(dāng)中，儀器儀表能夠?qū)Σ杉降谋O(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行算法計(jì)算，并根據(jù)算法指令來完成儀器儀表的控制。

五、結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，社會各個領(lǐng)域都加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的跨行業(yè)融合。自動化儀器儀表作為社會上重要的測量和監(jiān)測方式，其技術(shù)的兼容性有著重要的行業(yè)意義。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表進(jìn)行融合，能夠?yàn)閮x器儀表產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

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