计算机控制中的网络与通信技术

摘要：计算机控制中的网络与通信技术是在信息的共享技术和传递上发展起来的，它包括计算机的自控技术和网络通信技术两个部分。通过通信的设备和通信线路连接了多个计算机独立系统，通信设备收到计算机强大的处理信息软件发出的指令，然后对整个网络和通信设备的运营实现控制。系统的命令中枢由多台计算机组成，网络和通信设备与计算机一起组成了整个信息处理系统。

关键词：计算机控制 网络与通信技术

中图分类号：TP393文献标识码： A文章编号：1007-9416(2011)12-0042-01

1、计算机网络

通过通讯设备和线路把地理位置不同的独立工作的计算机或者设备连接起来，最终实现传输信息和共享资源的计算机系统。网络各节点之间可以互相通信并且可以共享资源，这里的资源包括硬件、软件和数据库资源。计算机有6种互联设备，分别是：(1)中继器，负责两个节点之间的物理层按位传递信息。(2)集线器，是网络传输介质的中央结点。(3)网桥，将两个局域网相连。(4)交换机，操作简便、价格低廉、性能高，工作在数据链路层。(5)路由器，两个局域网之间由路由器来转发数据包。(6)网关，在两个协议差别很大的计算机网络相连时使用[1]。

2、数据通信概述

计算机之间、计算机和设备之间的数据交换过程即为数据通信。数据通信需的传输数据信号过程需要通信网络的参与。数据通信包括模拟通信、数字通信和数据通信。模拟通信的载体是模拟信号，数字通信的载体是数字信号，数据通信指的是信息源产生的是数据。数据的传输方式有三种，分别是：(1)基带传输与频带传输。(2)串行传输与并行传输。(3)同步技术[2]。

3、计算机控制与网络通信技术的发展

第一时期，联机系统，不同地理位置的大量分散计算机通过中央处理机连接起来，中央处理机的功能十分强大，包括运算、收集指令和存储等功能。中央处理机的运行速度受到计算机连接数量的影响，系统中的计算机越多处理机的运行速度越慢，指令的传达就会滞后导致信息到达通信终端的速度减慢。针对运行速度的问题，前端处理机和通信控制器有效地予以了解决，它们处于中央处理机和通信线路之间负责控制和终端间的信息。

第二时期，20世纪60年代兴起了计算机互联网和许多的计算机互联系统。这时系统的特点主要有分散交换和控制、资源多向共享，网络分层协议，各生产厂家那时的标准没有得到统一，所以这个系统具有独立和封闭的特点，网路的信息共享和互通不能得到最大程度的实现[3]。

第三时期，20世纪80年代出现了标准化的网络，计算机技术因为微处理器的诞生而有了长足的发展，而后集成电路更是为计算机的发展提供了强大的动力，微型计算机的运行速度和可靠性得到很大的提高。在这一标准化网络出现的时期，局域网的发展也十分迅速，信息共享可以通过路由器和调制解调器得到真正意义上的实现。

第四时期，20世纪90年代是互连和高速网络时代，信息高速公路一经在美国建设之后世界各国纷纷效仿建立了自己国家的NII（国家信息基础工程）。现在全球的网络与通信技术核心为互联网，通过互联网全球的资源得到了共享。

4、目前的网络与通信技术的控制技术类型

4.1 现场总线技术

生产现场和微机化测量控制设备间应用现场总线技术，它可以实现开放式和数字化的通讯系统。控制、通信和计算机技术通过现场总线技术得到了完整地实现。八种现场总线标准通过了国际电工协会的认定，包括高速以太网、基金会现场总线FF等。测量控制设备通过现场总线技术转换为网络节点，分散的设备通过现场总线连接成网络化的控制系统，它可以实现互相通信和共同完成任务。

现场总线技术具有六个特征：(1)以微处理器为核心，总线拓扑连接了现场设备。(2)数据的通信方式是基带传输，它具有实时性好、抗干扰能力强的特点。(3)集散控制系统的1/0控制站被废弃。(4)功能模块分散，具有很强的可靠性和系统维护便利等优点。(5)互联结构为开放式，同层的网络之间可以实现互连，并且还可以与信息管理网络相连。(6)具有互操作性，不同厂家的设备产品可以在通信协议相同的情况下实现统一组态。

4.2 以太网

以太网目前已经垄断了商用计算机和过程控制领域的中高档信息的管理和通信，下一步有进军工业现场的趋势。以太网之所以有这样的优势是因为它应用的范围广和先进的技术。以太网的5点优点可以概括为:(1)应用范围广。(2)网络成本低。(3)通信的速率很高。(4)有丰富的软硬件资源。(5)具有很大的被持续开发的潜力[4]。

以太网的信息传输速度快、没有现场总线的标准问题，这是它最大的优势。以太网的这些优势使网络共享和及时通信得到了很好地实现。以太网具有简单的原理和低廉的价格，这使其成为现今网络与通信技术的主流控制技术。以太网具有很大的发展潜能，相信更高性能更快速的以太网会尽早出现[5]。

4.3 控制网络的现状

现场总线虽然有很多优点，比如稳定性和可靠性高、技术比较成熟和实时性好等，但是也蹿在总线标准多，总线标准不同时实现设备互联困难，总线的传输速度比以太网慢等不足之处。以太网在速度和方便互连上占优势，但是它的可靠性、实时性和安全性都比现场总线差，技术也不够成熟。目前现场设备控制还没有大范围使用以太网，但是这是未来的发展趋势。目前一个企业的信息化网络通常是采用以太网和现场总线相结合的方式，它由三个层次构成，分别是现场设备层、过程监控层和信息管理层。一个企业的信息化网络最上层是信息管理网络，它传输企业的计划、销售、财务等信息，快速以太网是其构成网络。过程监控层是中间层网络，现场信息置入实时数据库就是由它来完成的，并且还可进行先进控制和查询历史数据、打印报表等，这部分网络由高传输速率的网段组成。最底层的网络是现场设备层，它是控制系统中现场设备之间测量与控制信息和其它信息的传输。现场总线等低速网段构成了现场设备网络。

参考文献

[1] 朱丹丹.浅谈微型计算机的维护[J].东方企业文化,2010(6):53.

[2] 陈德发.浅析计算机网络数字数据通信技术[J].中小企业管理与科技,2009(5):45.

[3] 金鑫鑫.数据通信的应用及发展[J].中小企业管理与科技,2010(8):75.

[4] 王炜.试论计算机控制中的网络与通信技术[J].计算机光盘软件与应用,2010(11):62.

[5] 孙志峰.计算机通信网络的发展前景[J].大观周刊,2010(10):518.