数字化时代计算机通信技术的应用研究

【摘要】 为数字化时代计算机通信技术更加广泛地运用，本文以远程监控系统中的计算机通信技术应用为例对计算机通信技术进行研究，提出计算机通信技术硬件及软件设计，以期为相关人员提供参考。

关键词】 数字化时代 计算机通信 硬件 软件设计

计算机通信技术网络主要特征具有实时性、动态性与瞬变性等三大共同特点，随着当今各类宽带网络及应用技术规模应用领域的范围不断在扩大.各类新型计算机通信技术网络应用所必须需要所跨越到的宽带网络地域及其覆盖地域范围都越来越广大，结构上也都越来越丰富复杂，这一切就也必然地要求了我们应不断大胆的努力探索并发展适应更多时代技术发展更新变化的新网络技术，保证通信网络系统安全可靠、高效、稳定的正常运行。

一、 相关概述

（一） 数字化概述

1999年，美国麻省理工学院在建立计算机通信技术中，首次在通信中提出无线电和数字化系统，然后在这一系统的基础上将各个物品通过一系列的无线网络设备及终端进行连接，所有物品在经过计算机通信技术进行联网后，使用者可以在计算机中对物品的使用信息进行收集和修改，这可能是最初的移动计算机通信技术概念的首次提出。

（二） 计算机通信技术与精度测量

计算机通信技术精度提高是实现工业远程自动监控的重要一个技术参数。现如今的高精度重复坐标测量设备主要都以采用高精度激光定位跟踪仪进行测量工作为主，激光定位跟踪仪用于重复坐标测量时定位测量精度一般较高，且激光重复坐标测量时定位跟踪功能选择较多。为了得到最后的测量以及数据分析结果，还必须有专门的测试作业人员在测试工作完成的基础之上及时做好对各项测量数据的后期处理，以此保证测量结果的准确性与可信服性，从现阶段实际情况来看，仅可以对单一测量物品进行测试。激光运动跟踪仪由于设备制作成本相对较高，且往往不利于广泛应用于多通道工位测量物品的同时进行测量。

二、远程监控系统中的计算机通信技术应用

（一）系统架构

工业应用定位重复自动定位精度系统测试控制系统有多个终端模块构成，其中重要模块包括以下3种：自动检测控制模块、数据采集与处理模块、自动数据处理模块。其中，检测控制模块主要在无线通信设备的运行支持下向监控终端发送需要测量的各项相关数据，以此得到初步的数据报表，将基于所测数据的实时精度曲线显示出来，获取初步测量数据值，在此基础之上完成整个测量监控工作任务。

（二）工作原理

如下如图3所示的现场测试控制系统，其中1为现场检测控制装置、2为现场控制机器、3为现场控制处理单元、4为小型自动控制器、5为无线通信设备、6为现场图像显示装置、7为现场数据终端。在对所测数据进行处理之时，所用处理方式主要是基于传统的自动测量处理方式，可大致对其作如下概括：在具体的运行空间命令下，示教器在指定位置对机器进行连接，同时，示教机器对指定位置进行反复多次操作，执行对各次指定位置以及数值的测量任务，并将与位置相关的各项信息记录下来，完成对数据的处理。最后，在无线终端设备具有的远程数据传输功能的支持下，将事先采集好的各项相关测量数据向有线终端服务器传输，终端服务器与显示器和屏幕建立连接，接收到的采集数据可以通过显示器与屏幕显示出来，由需要的人员对实时测量图像进行观看，达到对整个数据测量过程的实时与高效监控目的。

（三）系统硬件设计

本款产品系统内主要所采用到的控制器件均是采用基于B&R标准的X1X20系列的紧凑型小型化微控制器。本套视频系统所需要的采集视频数据时所能用到的总线通信总线接口方式即为S/RS232串行总线通信。RS232 通信其接口定义为图4。

相较于传统感应器通过对数据的探测完成对它们的传输任务这一通信方式而言，RS232口串行总线通信方式存在着一定的不同。实际上，传统传感器系统所具备的对数据信号进行采集的能力大多也是基于0V或小于40 V信号电平的模拟电路输出，在传感器对电信号模拟或信号输入处理的过程中，存在计算错误和采集效率等问题，数据精度较低。该通信系统传感器接线图如图5所示。

传输过程中的通信数据有其固定的参数：速度为115200BIT/S，最大传输通道的长度不会超过8BIT，没有奇偶度校准试验位存在，停止数据有固定的长度，为1BIT。在任何一个数据采集应用程序中，均为其进行一个数据发送指令的添加，通过对某一对应字符串的读取，完成对数据的发送，并通过相应的转换处理用最终的发送数据将其表示出来。

（四）系统软件设计

1.数据采集

控制器内的数据采集处理程序在一般情况下都会以状态机的形式而出现，图6所示为数据采集通信过程示意图。根据该图，控制器会在最初将串口通信指令下达给传感器或者是相关控制部件，接收读到串口的数据处理过程与数据发送时的数据传输过程相似。

在控制器与数据处理终端之间，所有数据的传输采用的都是无线通信方式，提高了其数据传输的效率，简化了布线方式所要带来的布线复杂度，增强了系统操作的便捷度。

2. 界面设计

在数据终端，针对某一具体机型，执行测量任务，测量次数一共为30次，得到如表1所示计算结果。

进一步围绕此系统所测数据以及基于激光跟踪仪的数据，对它们的具体测试结果作相应比较，得到如表2所示比较分析结果。

对比结果显示，两者平均测量值为 14UM 。由于激光跟踪器的精確度可达0. 1UM ，证明测量结果有着较高的准确性，对应的，本系统能够进行2UM的测量。由于需要对实际机器重复精度进行控制，大约在101mm的水平，这又进一步意味着此系统能够符合大多数机器的测试需要。

三、系统功能实现

（一）SCADA运用

SCADA 是一种结构在 PC 之上的自动生产控制系统。有一点需要承认，即应用领域不同，需要的功能同样会有差异表现出来，不过可对其基本特征作如下概括：具有图形界面;可以对系统状态进行动态模拟;能够将实时与历史趋势线显示出来;警报系统;数据获取和记录;报表的输出等。

（二）OPC标准

OPC简化了设备驱动程序的开发，对于不同的总线系统而言，相互之间可能存在不兼容的问题，这会对数据的交换形成制约，作为一种通用的标准接口，OPC能够很好地实现对此类问题的解决，为数据的多样性提供很好的保证，在管理模式的切换上，基于OPC标准的系统灵活性更高。

（三）软件配置

最初，需要执行对OPC服务器端的信息配置任务：

[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，我們应对所监控的设备做变量映射，其代码文本如下所示：

<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、结束语

在数字化时代的影响下，传统制造业模式已经愈发无法实现对现代化工业发展要求的满足，在此背景下，工程测量机器得以产生并得到了广泛的应用，其在机器监控以及数据挖掘等领域发挥着不容忽视的重要作用。本文结合国内外通信技术以及无线监控技术等的发展实际情况，同时，把握现代化工业机器的发展走向，对计算机通信技术的设计进行了深入研究，为计算机通信技术的应用提供了参考。

作者单位：陆沁昆    中国民用航空西北地区空中交通管理局甘肃分局

参  考  文  献

[1] 胡俊杰， 张晓峰， 刘镇. 通信领域中数字信号处理技术的应用研究[J]. 通讯世界， 2020， 27（5）：2.

[2] 张明. 互联网时代背景下计算机通信技术发展与应用探析[J]. 数字化用户， 2019.

[3] 蔡宏坤. 浅谈信息时代计算机通信技术的应用[J]. 数字化用户， 2019， 025（006）：172.

[4] 张远. 信息时代计算机通信技术的应用及安全防护策略[J]. 信息记录材料， 2019， 20（8）：2.

[5] 邢之浩. 计算机远程网络通信技术的应用思考研究[J]. 数字化用户， 2019（19）.