测控技术现状与发展

4、网络化远程测控系统



以计算机为主体的网络化测控系统是发展方向 使用网络化测控系统，人们可以从任何地点、在 任何时刻获取到测量信息 关键性问题：传输可靠性、准确性、实时性、网 络数据库的动态性、软件的兼容性、TCPIP协议和 现场总线协议的兼容性 网络化测控系统适用于异地或者远程控制和数据 采集、故障监测、报警等等，其应用范围很广
测控技术现状与发展
远程测控技术、传感器技术
测控技术的现代化，是科 学技术和生产现代化的重 要条件和标志
测控技术与仪器的三 个发展阶段
测量→测试→测控 指针仪器→数字仪器→微机仪器
1、从测量到测控

测量：定量地获取一个量（包括计量与测绘）， 是对“物”的“量度” 测试：对“现象”检测，获取信息（包括量度）， 涉及信号分析处理和控制 测控：测量与控制不可分割，现代测量以微机为 主体，能实现自动测试和控制，所以称为 测控系统，引入控制后极大地提高了测量 精度，延伸了测量范围
传感器技术
传感器是新技术革命和信息社会的 重要技术基础
1、传感器技术的重要性


美国是传感器技术最发达的国家 美国国家安全和经济繁荣与传感器技术直接相关 美国武器系统质量优势的键技术之一是传感器 日本将传感器技术列为国家发展６大核心技术之 一，认为“支配了传感器技术就能够支配新时代” 德国将传感器技术列为国家重点开发的关键技术 之一 独联体等国都把传感器技术列为重点开发技术
当需要检测远方测控对象的状态或对其执行操作 时，主站通过拨号方式向子站发出“握手信号”， 相应的子站接收到“握手信号”后执行测控命令， 从而建立起主站和子站之间的通信渠道 这种测控系统的实时性和保密性都比较差，一般 用于监控远方测控对象的运行状态和预报事故


3、光纤通道远程测控系统


光缆传输稳定性好、抗干扰能力强、传输 容量大等优点 光纤收发器的主要作用是进行电光、光电 转换，并可以直接接收串口的控制信号， 还兼具有以太网接入功能 这种测控系统的投资较高，但由于其抗干 扰和抗雷击能力强，并且通信质量优越， 因此在广播电视站以及通信站等远距离不 间断测控中得到应用
2、电话网远程测控系统

在通信不是很频繁、通信数据量较小、实 时性和保密性要求不高的场合，可以租用 公用电话网，采用拨号方式建立临时连接 方式来实现远程测控
这种测控系统可以降低系统的硬件成本、 缩短建网周期，达到高速高效的目的

电话网பைடு நூலகம்程测控特点

系统的每个子站定时采集被控对象的状态数据， 保存在数据库中，主站在屏幕上面按子站的最新 数据显示各测控对象的状态
远程测控系统


远程测控： 本地计算机通过网络系统，对远端进行检 测和控制 远程测控系统： 通常把能够实现远程测控的通信媒体、计 算机软、硬件系统称为远程测控系统，是 一种分布式测控系统
1、专线远程测控系统

专线远程测控系统：
采用专线（如电缆）来作为测控数据传输 通道 应用：对于测控距离较短、通信数据量大、 通信频繁且实时性、可靠性和保密性要求 都很高的场合
远程测控的发展趋势



数据传输方式朝复合式、多样性发展 随着测控距离扩大和系统复杂度增加，采用多种 数据传输方式可以降低系统的实现难度，有利于 整个系统的模块化处理（如：蓝牙技术，一种无 线数据与语音通信规范） 融合EMIT（嵌入式微型网互联技术）和ECS（嵌入 系统）技术 这种技术提高了子系统的智能化程度，方便通信 渠道的建立，减低主控机负担，系统的实时性和 测控性能提高，通信距离得到扩展 组建基于虚拟仪器的远程测控网络

系统的组成



系统主站通过多个串口及MODEN，与各子站相连， 双方发送的数据由串口送给本地MODEN调制，经专 线传输给远方MODEN，解调为数字信号，通过串口 送给主站（或子站）的PC机，实现集中管理 这种网络技术的关键是如何建立主站和各个子站 之间的通信协议，以保证整个系统的实时性和避 免冲突的产生 专线远程测控系统在水利、电力、交通、工业等 领域的应用十分广泛
资源管理
5、无线通信远程测控系统

对于站点多、距离远、环境恶劣、实时性和可靠 性要求高的场合，采用无线通信远程测控制系统
无线远程测控系统无需复杂连线和通信电缆或光 缆，环境成本低 测控系统的关键是要求射频模块的接收灵敏度和 发射功率足够高，以及无线电波波段的选择



无线通信远程测控系统应用广泛，如：小区的保 安系统、油井远程监测、航空航天的无线电跟踪 测轨、遥测、遥控系统等
2、新型传感器技术



纳米传感器 一种最具有发展前景的新型传感器，是一 种微型传感器 光纤传感器 一种性能优越、发展迅速的传感器 图像传感器 一种应用最广、极具有商业性的传感器
3、纳米测试和纳米传感器
纳米技术是现代新兴技术 纳米技术在测控技术中的远景 （1）纳米测试技术 微电子和计算机纳米技术的目标：效率提高一百 万倍的纳米结构微处理器、高频网络系统、兆兆 比特的存储器 （2）集成纳米传感器系统 高灵敏度的纳米生物传感器，可以检测药品、病 毒、环境监测、基因筛选、食品，这种传感器可 置于人体中，通过电信号控制进行医疗和检测

什么是纳米？
3、测控系统的组成
控制器 D/A
检出器
信号调理
A/D
CPU
分析处理与控制
人
传输
传输 外部设备
4、测控技术涉及的内容





信息技术 传感器技术 信号调理（模拟信号分析与处理） 信号传输与通信 数字信号分析与处理（硬件及软件） 控制技术 测试仪器与系统
远程测控技术
远程测控技术是测控领域发展的 主要方向
2、从指针仪器到微机化仪器



测试仪器发展的三个阶段： 指针式仪器、数字式仪器、微机化仪器 现代仪器的主体是微机（包括DSP），由插在算机 总线插槽中的A/D卡、功能卡和相应的软件组成， 有强大有信号处理功能，能实现不同仪器间的通 讯，能实现网络化和远距离测量 虚拟仪器：微机强大的数据处理能力，友好多样 的界面，用户可以通过软件构造几乎是任意功能 的仪器，“软件就是仪器”，这就是虚拟仪器， 它是仪器工业的一次革命