1. 引言

　　20世紀70年代以來，計算機、微電子等技術迅猛發展。在它們的推動下，同時也是為適應現代化工農業生產甚至戰爭的新需求，測量技術與儀器不斷進步，相繼誕生了智能儀器、PC儀器、VXI儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機化儀器及其自動測試系統，計算機與現代儀器設備間的界限日漸模糊，測量領域和范圍不斷拓寬。近10年來，以Internet為代表的網絡技術的出現以及它與其他高新科技的相互結合，不僅己開始將智能互聯網產品帶入現代生活，而且也為測量與儀器技術帶來了前所未有的發展空間和機遇，網絡化測量技術與具備網絡功能的新型儀器應運而生。

2. 計算機、微電子、通信和網絡等技術是網絡化測量技術與儀器產生并迅速發展的強勁支撐

　　2.1“計算機就是儀器”
　　自從迅猛發展的計算機技術及微電子技術滲透到測量和儀器儀表技術領域，便使該領域的面貌不斷更新。相繼出現的智能儀器、總線儀器和虛擬儀器等微機化儀器，都無一例外地利用計算機的軟件和硬件優勢，從而既增加了測量功能，又提高了技術性能。由于信號被采集變換成數字形式后，更多的分析和處理工作都由計算機來完成，故很自然使人們不再去關注儀器與計算機之間的界限。近年來，新型微處理器的速度不斷提高，采用流水線、RISC結構和cachE等先進技術，又極大提高了計算機的數值處理能力和速度。在數據采集方面，數據采集卡、儀器放大器、數字信號處理芯片等技術的不斷升級和更新，也有效地加快了數據采集的速率和效率。與計算機技術緊密結合，已是當今儀器與測控技術發展的主潮流。對微機化儀器作一具體分析后，不難見，配以相應軟件和硬件的計算機將能夠完成許多儀器、儀表的功能，實質上相當于一臺多功能的通用測量儀器。這樣的現代儀器設備的功能已不再由按鈕和開關的數量來限定，而是取決于其中存儲器內裝有軟件的多少。從這個意義上可認為，計算機與現代儀器設備日漸趨同，兩者間已表現出全局意義上的相通性。據此，有人提出了“計算機就是儀器”／軟件就是儀器”的概念。

　　2.2“計算機就是測控系統的中堅”
　　總線式儀器、虛擬儀器等微機化儀器技術的應用，使組建集中和分布式測控系統變得更為容易。但集中測控越來越滿足不了復雜、遠程（異地）和范圍較大的測控任務的需求，對此，組建網絡化的測控系統就顯得非常必要，而計算機軟、硬件技術的不斷升級與進步、給組建測控網絡提供了越來越優異的技術條件。
　　Unix 、Windows NT、Windows2000、Netware等網絡化計算機操作系統，為組建網絡化測試系統帶來了方便。標準的計算機網絡協議，如OSI的開放系統互連參考模型RM、Internet上使用的TCP／IP協議，在開放性、穩定性、可靠性方面均有很大優勢，采用它們很容易實現測控網絡的體系結構。在開發軟件方面，比如NI公司的Labview和LabWindows／CVI，HP公司的VEE，微軟公司的的VB、VC等，都有開發網絡應用項目的工具包。軟件是虛擬儀器開發的關鍵，如Labview和LabWindows／CVI的功能都十分強大，不僅使虛擬儀器的開發變得簡單方便，而且為把虛擬儀器做到網絡上，提供了可靠，便利的技術支持。LabWindows／CVI中封裝了TCP類庫，可以開發基于TCP／Ip的網絡應用。Labview的TCP／IP和UDP網絡VI能夠與遠程應用程序建立通信，其具有的Internet工具箱還為應用系統增加了E-mail、FTP和Web能力；利用遠程自動化VI，還可對控制其他設備的分散的VI進行控制。Labview5．1中還特別增加有網絡功能，提高了開發網絡應用程序的能力。
　　將計算機、高檔外設和通信線路等硬件資源以及大型數據庫、程序、數據、文件等軟件資源納入網絡，可實現資源的共享。其次，通過組建網絡化測控系統增加系統冗余度的方法能提高系統的可靠性，便于系統的擴展和變動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現代儀器的網絡。計算機已成為現代測控系統的中堅。

　　2.3網絡技術已越來越成為測控技術滿足實際需求的關鍵支撐
　　當今時代，以Internet為代表的計算機網絡的迅速發展及相關技術的日益完善，突破了傳統通信方式的時空限制和地域障礙，使更大范圍內的通信變得十分容易，Internet擁有的硬件和軟件資源正在越來越多的領域中得到應用，比如電子商務、網上教學、遠程醫療、遠程數據采集與控制、高檔測量儀器設備資源的遠程實時調用，遠程設備故障診斷，等等。與此同時，高性能、高可靠性、低成本的網關、路由器、中繼器及網絡接口芯片等網絡互聯設備的不斷進步，又方便了Internet、不同類型測控網絡、企業網絡間的互聯。利用現有Internet資源而不需建立專門的拓撲網絡，使組建測控網絡、企業內部網絡以及它們與Internet的互聯都十分方便，這就為測控網絡的普遍建立和廣泛應用鋪平了道路。
　　把TCP／IP協議作為一種嵌入式的應用，嵌入現場智能儀器（主要是傳感器）的ROM中，使信號的收、發都以TCP／IP方式進行，如此，測控系統在數據采集、信息發布、系統集成等方面都以企業內部網絡（Intranet）為依托，將測控網和企業內部網及Internet互聯，便于實現測控網和信息網的統一。在這樣構成的測控網絡中，傳統儀器設備充當著網絡中獨立節點的角色，信息可跨越網絡傳輸至所及的任何領域，實時、動態（包括遠程）的在線測控成為現實，將這樣的測量技術與過去的測控、測試技術相比不難發現，今天，測控能節約大量現場布線、擴大測控系統所及地域范圍。使系統擴充和維護都極大便利的原因，就是因為在這種現代測量任務的執行和完成過程中，網絡發揮了不可替代的關鍵作用，即網絡實實在在地介入了現代測量與測控的全過程。
　　基于Web的信息網絡Intranet，是目前企業內部信息網的主流。應用Internet的具有開放性的互聯通信標準，使Intranet成為基丁TCP／IP協議的開放系統，能方便地與外界連接，尤其是與Internet連接。借助Internet的相關技術，Intranet給企業的經營和管理能帶來極大便利，已被廣泛應用于各個行業。Internet也已開始對傳統的測控系統產生越來越大的影響。目前，測控系統的設計思想明顯受到計算機網絡技術的影響，基于網絡化、模塊化、開放性等原則，測控網絡由傳統的集中模式轉變為分布模式，成為具有開放性、可互操作性、分散性、網絡化。智能化的測控系統。網絡的節點上不僅有計算機、工作站，還有智能測控儀器儀表，測控網絡將有與信息網絡相似的體系結構和通信模型。比如目前測控系統中迅猛發展的現場總線，它的通信模型和OSI模型對應，將現場的智能儀表和裝置作為節點，通過網絡將節點連同控制室內的儀器儀表和控制裝置聯成有機的測控系統。測控網絡的功能將遠遠大于系統中各獨立個體功能的總和。結果是測控系統的功能顯著增強，應用領域及范圍明顯擴大。
　　1999年2月，Jini軟件技術問世。Jini軟件技術旨在使各種電器設備、測量儀器及采用JAVA芯片的各種裝置能連接上網，Jini軟件連同以Java語言編寫的簡單程序，可使聯網的任何儀器設備實現其自身功能的同時，還能為其他儀器設備加以利用。
　　網絡技術的出現，正在并將極大地改變人們生活的各個方面。具體到計量測試、測控技術及儀器儀表領域，微機化儀器的聯網，高檔測量儀器設備以及測量信息的地區性、全國性乃至全球性資源共享，各等級計量標準跨地域實施直接的數字化溯源比對，遠程數據采集與測控，遠程設備故障診斷，電、水、燃氣、熱能等的自動抄表，等等，都是網絡技術進步并全面介入其中發揮關鍵作用的必然結果。


--摘自《儀器儀表與傳感器》