數字化時代計算機通信技術的應用研究

【摘要】 為數字化時代計算機通信技術更加廣泛地運用，本文以遠程監控系統中的計算機通信技術應用為例對計算機通信技術進行研究，提出計算機通信技術硬件及軟件設計，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞】 數字化時代 計算機通信 硬件 軟件設計

計算機通信技術網絡主要特征具有實時性、動態性與瞬變性等三大共同特點，隨著當今各類寬帶網絡及應用技術規模應用領域的范圍不斷在擴大.各類新型計算機通信技術網絡應用所必須需要所跨越到的寬帶網絡地域及其覆蓋地域范圍都越來越廣大，結構上也都越來越豐富復雜，這一切就也必然地要求了我們應不斷大膽的努力探索并發展適應更多時代技術發展更新變化的新網絡技術，保證通信網絡系統安全可靠、高效、穩定的正常運行。

一、 相關概述

（一） 數字化概述

1999年，美國麻省理工學院在建立計算機通信技術中，首次在通信中提出無線電和數字化系統，然后在這一系統的基礎上將各個物品通過一系列的無線網絡設備及終端進行連接，所有物品在經過計算機通信技術進行聯網后，使用者可以在計算機中對物品的使用信息進行收集和修改，這可能是最初的移動計算機通信技術概念的首次提出。

（二） 計算機通信技術與精度測量

計算機通信技術精度提高是實現工業遠程自動監控的重要一個技術參數?，F如今的高精度重復坐標測量設備主要都以采用高精度激光定位跟蹤儀進行測量工作為主，激光定位跟蹤儀用于重復坐標測量時定位測量精度一般較高，且激光重復坐標測量時定位跟蹤功能選擇較多。為了得到最后的測量以及數據分析結果，還必須有專門的測試作業人員在測試工作完成的基礎之上及時做好對各項測量數據的后期處理，以此保證測量結果的準確性與可信服性，從現階段實際情況來看，僅可以對單一測量物品進行測試。激光運動跟蹤儀由于設備制作成本相對較高，且往往不利于廣泛應用于多通道工位測量物品的同時進行測量。

二、遠程監控系統中的計算機通信技術應用

（一）系統架構

工業應用定位重復自動定位精度系統測試控制系統有多個終端模塊構成，其中重要模塊包括以下3種：自動檢測控制模塊、數據采集與處理模塊、自動數據處理模塊。其中，檢測控制模塊主要在無線通信設備的運行支持下向監控終端發送需要測量的各項相關數據，以此得到初步的數據報表，將基于所測數據的實時精度曲線顯示出來，獲取初步測量數據值，在此基礎之上完成整個測量監控工作任務。

（二）工作原理

如下如圖3所示的現場測試控制系統，其中1為現場檢測控制裝置、2為現場控制機器、3為現場控制處理單元、4為小型自動控制器、5為無線通信設備、6為現場圖像顯示裝置、7為現場數據終端。在對所測數據進行處理之時，所用處理方式主要是基于傳統的自動測量處理方式，可大致對其作如下概括：在具體的運行空間命令下，示教器在指定位置對機器進行連接，同時，示教機器對指定位置進行反復多次操作，執行對各次指定位置以及數值的測量任務，并將與位置相關的各項信息記錄下來，完成對數據的處理。最后，在無線終端設備具有的遠程數據傳輸功能的支持下，將事先采集好的各項相關測量數據向有線終端服務器傳輸，終端服務器與顯示器和屏幕建立連接，接收到的采集數據可以通過顯示器與屏幕顯示出來，由需要的人員對實時測量圖像進行觀看，達到對整個數據測量過程的實時與高效監控目的。

（三）系統硬件設計

本款產品系統內主要所采用到的控制器件均是采用基于B&R標準的X1X20系列的緊湊型小型化微控制器。本套視頻系統所需要的采集視頻數據時所能用到的總線通信總線接口方式即為S/RS232串行總線通信。RS232 通信其接口定義為圖4。

相較于傳統感應器通過對數據的探測完成對它們的傳輸任務這一通信方式而言，RS232口串行總線通信方式存在著一定的不同。實際上，傳統傳感器系統所具備的對數據信號進行采集的能力大多也是基于0V或小于40 V信號電平的模擬電路輸出，在傳感器對電信號模擬或信號輸入處理的過程中，存在計算錯誤和采集效率等問題，數據精度較低。該通信系統傳感器接線圖如圖5所示。

傳輸過程中的通信數據有其固定的參數：速度為115200BIT/S，最大傳輸通道的長度不會超過8BIT，沒有奇偶度校準試驗位存在，停止數據有固定的長度，為1BIT。在任何一個數據采集應用程序中，均為其進行一個數據發送指令的添加，通過對某一對應字符串的讀取，完成對數據的發送，并通過相應的轉換處理用最終的發送數據將其表示出來。

（四）系統軟件設計

1.數據采集

控制器內的數據采集處理程序在一般情況下都會以狀態機的形式而出現，圖6所示為數據采集通信過程示意圖。根據該圖，控制器會在最初將串口通信指令下達給傳感器或者是相關控制部件，接收讀到串口的數據處理過程與數據發送時的數據傳輸過程相似。

在控制器與數據處理終端之間，所有數據的傳輸采用的都是無線通信方式，提高了其數據傳輸的效率，簡化了布線方式所要帶來的布線復雜度，增強了系統操作的便捷度。

2. 界面設計

在數據終端，針對某一具體機型，執行測量任務，測量次數一共為30次，得到如表1所示計算結果。

進一步圍繞此系統所測數據以及基于激光跟蹤儀的數據，對它們的具體測試結果作相應比較，得到如表2所示比較分析結果。

對比結果顯示，兩者平均測量值為 14UM 。由于激光跟蹤器的精確度可達0. 1UM ，證明測量結果有著較高的準確性，對應的，本系統能夠進行2UM的測量。由于需要對實際機器重復精度進行控制，大約在101mm的水平，這又進一步意味著此系統能夠符合大多數機器的測試需要。

三、系統功能實現

（一）SCADA運用

SCADA 是一種結構在 PC 之上的自動生產控制系統。有一點需要承認，即應用領域不同，需要的功能同樣會有差異表現出來，不過可對其基本特征作如下概括：具有圖形界面;可以對系統狀態進行動態模擬;能夠將實時與歷史趨勢線顯示出來;警報系統;數據獲取和記錄;報表的輸出等。

（二）OPC標準

OPC簡化了設備驅動程序的開發，對于不同的總線系統而言，相互之間可能存在不兼容的問題，這會對數據的交換形成制約，作為一種通用的標準接口，OPC能夠很好地實現對此類問題的解決，為數據的多樣性提供很好的保證，在管理模式的切換上，基于OPC標準的系統靈活性更高。

（三）軟件配置

最初，需要執行對OPC服務器端的信息配置任務：

[ConfigigPath]

Path=

[ConfigFiles]

Files=1

CFgFile0=KingView.OPC.Server_Monitor.opcs

[Logging]

LogFile=KingView.OPC.Server.log

LogMode=Mains

MaxFileSize=100

TimeStamp=Time+Date

LineLength=512

其次，我們應對所監控的設備做變量映射，其代碼文本如下所示：

<OpcIterns>

<Group Name=“OPC”>

<OPC Name=“OPC.lamp” Type=“UI1” Is Vector=“False” ElementCount=“1” ElementAddress=“false” AccessRights=“read/write” WriteResponse=“false”IsManual=“false”ManualValue=“”IsProtected=“false”/>

四、結束語

在數字化時代的影響下，傳統制造業模式已經愈發無法實現對現代化工業發展要求的滿足，在此背景下，工程測量機器得以產生并得到了廣泛的應用，其在機器監控以及數據挖掘等領域發揮著不容忽視的重要作用。本文結合國內外通信技術以及無線監控技術等的發展實際情況，同時，把握現代化工業機器的發展走向，對計算機通信技術的設計進行了深入研究，為計算機通信技術的應用提供了參考。

作者單位：陸沁昆? ? 中國民用航空西北地區空中交通管理局甘肅分局

參? 考? 文? 獻

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