3. 网络化仪器初见端倪

　　3.1测量与仪器定义的新拓展---网络化仪器的初步定义
　　（1）以测量观念的拓展为基础
　　现代自然科学的发展，多学科技术的创新与融合，测量仪器与计算机及通信的互动，使测量、测试过程、测量目的、测试结果的管理等观念均发生了改变。今天，测量作为信息技术的源头和基础，已很难再找到其以纯原始的方式出现：人们似乎已不大关心某个测量需求是属于电测量范畴还是属于非电测量领域，因为各种传感器的出现和日益完善，已使非电量测量与电量测量几乎就是一回事；测试、数据采集、控制三者之间的界限已模糊不清；测量、维护、诊断、修理、数据处理／管理一体化的需求日趋迫切；对测试的现场化、远地化、网络化要求不断升温；自校准、自诊断和自预估，已成为评定测试系统性能的必备指标；测量与控制高度融合并相互渗透，测量为控制提供更准确可靠的信息，控制也不断为测量的发展注入新的活力，出现了状态监测、系统可控性判别、状态预测、智能控制、模式识别、对不可直接测量对象的间接测量、对特殊预知对象的测量以及信号滤波，等等；与此同时，测量反映在对被测对象的描述和表示上，也根据实际的需要从传统的数值加带方向的误差值，扩展为还可以由自然语言以及高度抽象的文字或符号来表征，出现了所谓“符号化测量”的概念。传统意义上的十大测量门类中不包含软件测试，而今，软件已成为现代新型仪器即各种微机化仪器设备中的重要组成部分。因此，为了保证软件的安全性能和质量，国外几年前就已开始着手制定测试软件的规范或标准。由此可见，依托于这些现代测试与测控技术的飞速发展，传统意义上的测量的含义、目的和作用等均得到了丰富和拓展。这种丰富和拓展自然而然地预示着网络技术向测量领域的注入和渗透，也必将导致测量观念上新的思想和概念的产生。

　　（2）以不断拓宽的仪器概念为借鉴
现代高新科学技术的迅速发展，有力地推动了仪器仪表技术的不断进步。仪器仪表的发展将遵循跟着通用计算机走、跟着通用软件走和跟着标准网络走的指导思想；仪器标准将向计算机标准、网络规范靠拢。依托于智能化、微机化仪器仪表的日益普及，联网测量技术已在现场维护和某些产品的生产自动化方面实施，还必将在仪器仪表出厂校验。现代化工业生产等越来越多的领域中大显身手。继“计算机就是仪器”和“软件就是仪器”概念之后，“网络就是仪器”的提法也已出现。具备网络功能的多种最新型现代测量仪器的相继问世，正急切地期待着人们对“网络就是仪器”的提法赋予更科学的描述。

　　（3）网络化仪器的初步定义
服务于人们从任何地点、在任意时间都能够获取到测量信息（或数据）的所有硬、软件条件的有机集合，已远远超出了传统的单个式独立仪器的范畴，且也不是传统单个式独立仪器的简单组合，而一定少不了电子化的信息传输媒介，即电子化的信息载体。没有了电子化信息载体的介人，在任意时间、从任何地点获取测量信息就根本不可能实现。信息的载体越来越电子化，以及测量结果需要通过电缆、光纤Internet、移动通信、电视等媒介传输和显示（输出）的发展变化过程，正是一种含盖范围更宽、应用领域更广的全新现代测量技术――网络化测量技术逐步形成并日渐清晰的过程。网络技术已开始逐渐成为仪器控制与测量的主要工具。从进一步拓展仪器设备定义的角度出发，并根据网络化测量技术的特点，我们试将服务于人们从任何地点、在任意时间都能够获取到测量信息（或数据）的所有硬、软件条件的有机集合称为“网络化仪器”。

　　传统测试（测量）仪器或系统一旦联网，即一旦与某种合适的电子化信息载体结合在一起组成了网络化仪器，便正像电信服务运营商今天已能进行远程测试一样，就可以做到从地球上的任何地点、在任意时间，能获取到任何地方的他所需要的测量信息。

　　仪器仪表及现代化测量技术的发展及其相应传统概念的突破和延拓，是网络化仪器概念产生的必然和前提。网络化仪器概念的确立、可能更有助于人们尽早明确今后仪器仪表的研发战略，促进并加速现代测量技术手段的更快、更广泛普及和发展。

　　3．2网络化仪器初见端倪
网络化仪器的概念并非建立在虚幻之上，而已经在现实广泛的测量与测控领域初见端倪。以下是现有网络化仪器的几个典型例子。

（1）网络化流量计
　　流量计是用来检测流动物体流量的仪表，它能记录各个时段的流量，并在流量过大或过小时报警。现在已有商品化的、具有联网能力的流量计。按照上述定义，它也可称为网络化流量计。使用它，用户可以在安装过程中通过网络浏览器对其若干参数进行远程配置。在嵌入FTP服务器后，网络化流量计就可将流量数据传送到指定计算机的指定文件里；STMP(简短消息传输协议）电子邮件服务器可将报警信息发送给指定收信人（指定的信箱或寻呼机）。技术人员收到报警信息后，可利用该网络化流量计的互联网地址做远程登录，运行适当的诊断程序、重新进行配置或下载新的固件，以排除障碍，而无需离开办公室赶赴现场。

　　（2）网络化传感器
　　传感器是一种以一定的精确度将被测对象转化为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。随着工业现代化的飞速发展和测控系统自动化、智能化技术的不断进步，传统的传感器已不能满足要求。与计算机技术和网络技术相结合，传感器从传统的现场模拟信号通信方式转为现场级的全数字通信方式成为现实，即产生了传感器现场级的数字网络化---网络化传感器。网络化传感器是在智能传感器基础上，把TCP／IP协议作为一种嵌入式应用，嵌入现场智能传感器的ROM中，从而使信号的收、发都以TCP／IP方式进行，如此，网络化传感器像计算机一样成为了测控网络上的节点登临网络，并具有网络节点的组态性和互操作性。利用局域网和广域网，处在测控点的网络传感器将测控参数信息加以必要的处理后登临网络，联网的其他设备便可获取这些参数，进而再进行相应的分析和处理。

　　网络化传感器应用范围很大，比如在广袤地域的水文监测中，对江河从源头到入海口，在关键测控点用传感器对水位乃至流量、雨量进行实时在线监测，网络化传感器就近登临网络，组成分布式流域水文监控系统，可对全流域及其动向进行在线监控。在对全国耕地进行的质量监测中，也同样可利用网络化的传感器，进行大范围信息的采集。随着分布式测控网络的兴起，网络化传感器必将得到更广泛的应用。

　　（3）网络化示波器和网络化逻辑分析仪
　　安捷伦科技有限公司遵循“对网络看得越清楚，问题就能越快地解决”的宗旨，几年前就将联网功能作为其Infinium系列数字存储示波器的标准性能；并且在最近又研制出了具有网络功能的16700B型逻辑分析仪--网络化逻辑分析仪。这种网络化逻辑分析仪可实现任意时间、任何地点对系统的远程访问，实时地获得仪器的工作状态；通过友好的用户界面，可对远程仪器的功能加以控制，状态进行检测；还能将远程仪器测得的数据经网络迅速传递给本地计算机。

　　（4）网络化电能表
　　按上述网络化仪器的定义不难发现，电能自动抄表系统也在一定意义上相当于一种用于测量电能数据的网络化仪器--网络化电能表。因为利用电能自动抄表系统，经电缆或电话线或无线电或电力线路，用电管理部门便可完成对异地用电信息的测取和监控。当然，与前几者相比，现有网络化电能表的技术含量相对较低。

　　此外应该注意到，不仅国外著名仪器厂商、大的公司已在积极研制和开发新型网络化仪器，国内也不乏有识之士，成都前锋电子仪器厂为自己提出的2000年新产品研发方向，就是仪器的数字化、网络化和多媒体化。

　　3．3使用网络化仪器可能带来的好处
　　使用网络化仪器，人们从任何地点、在任意时间获取到测量信息（或数据）的愿望将成为现实。与传统的仪器、测量、测试相比，这的确是一个质的飞跃！

　　在网络化仪器环境条件下，被测对象可通过测试现场的普通仪器设备，将测得数据（信息）通过网络传输给异地的精密测量设备或高档次的微机化仪器去分析、处理；能实现测量信息的共享；可掌握网络节点处信息的实时变化的趋势；此外，也可通过具有网络传输功能的仪器将数据传至原端即现场。

　　采用自动抄表系统，可提高抄表的准确性；能减少因估计或誊写而可能出现的帐单错误；（供用电、水、燃气”热能等）管理部门因此能及时获得准确的数据信息；用户也不再需要与抄表员预约上门抄表时问，还能迅速查询帐单。

　　在带来上述诸多好处的同时，采用网络测量技术、使用网络化仪器，无疑能显著提高测量功效，有效降低监测、测控工作的人力和财力投入，缩短完成一些类型计量测试工作的周期，并将增强测量需求客户的满意程度。

4. 测量技术与仪器发展趋势展望

　　随着计算机技术、网络通信技术的进步而不断拓展，21世纪的仪器概念将是一个开放的系统概念。以PC机和工作站为基础，通过组建网络来形（构）成实用的测控系统，提高生产效率和共享信息资源，已成为现代仪器仪表发展的方向。从某种意义上说，计算机和现代仪器仪表已相互包容，计算机网络也就是通用的仪器网络，如果在测控系统中有更多不同类型的智能设备也像计算机和工作站一样成为网络的节点联入网络，比如各种智能仪器、虚拟仪器及传感器等，它们充分利用目前已比较成熟的Internet网络的设施，不仅能实现更多资源的共享、降低组建系统的费用，还可提高测控系统的功能，并拓宽其应用的范围。“网络就是仪器”的概念确切地概括了仪器的网络化发展趋势。

　　目前，以Internet为代表的计算机网络正迅猛地发展，随着网络信道容量的扩大，网络速度将不再成为网络应用的障碍。利用现有的Internet网络设施，网络化传感器已应用到分布式测控系统中，简化了系统建设和设备维护，降低了费用并提高了系统的功能，随着测控网络的发展，测控网络和信息网络的互联技术也将日臻完善，最终实现大规模对等的范围和广度，一定将以更快的速度扩大。

　　计算机技术、传感器技术、网络技术与测量、测控技术的结合，使网络化、分布式测控系统的组建更为方便。以Internet为代表的计算机网络技术的迅猛发展及相关技术的不断完善，使得计算机网络的规模更大，应用更广。在国防、通信、航空、航天、气象、制造等领域，对大范围的网络化测控将提出更迫切的需求，网络技术也必将在测控领域得到广泛的应用；网络化仪器很快会发展并成熟起来，从而有力地带动和促进现代测量技术即网络测量技术的进步。

　　有专家预计，在不久的将来，地球将披上一层由大量各种各样电子测量仪器设备组成的“通讯外壳”，它们将负责监控城市、公路甚至整个环境，并会随时将测得的数据信息直接输入网络。与各行各业一样，测量技术与仪器也必将在网络时代发生革命性变化。