计算机控制中网络与通信技术研究

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摘要：计算机控制中的网络与通信技术是伴随信息共享性技术不断发展起来的，该技术主要包括两大重要组成部分，分别是网络通信技术和计算机自控技术。多个计算机借助通信设备和通信线路可连接在一起，构成一个独立的系统。不管是网络技术还是通信技术都极大推动了我国社会的发展，在计算机控制领域发挥着重要作用。本文主要针对计算机控制中的网络与通信技术进行分析，目的是进一步推动我国计算机控制领域的发展。

关键词：计算机控制；网络技术；通信技术

网络技术和通信技术是计算机控制领域非常重要的组成部分。科学技术高速发展的背景下，网络技术和通信技术也有了更高程度的发展，极大提高了我国计算机控制水平，带动了社会生产力的进步。

1计算机网络技术

1.1技术概述。计算机网络技术可以将地理位置不同的多个独立工作的计算机连接在一起，构建成一个庞大的计算机系统。这个庞大的计算机系统可以实现信息传输和资源共享的目的。计算机网络技术中的各个网络阶段可以共享软硬件资源和数据库，真正实现网络数据信息的高速共享。其中计算机网络技术中不可缺少的设备包括中继器，中继器主要起到传递两个节点之间物理层信息的作用，且传递方式为按位传递；集线器，集线器主要起到网络传输介质中央结点的作用；交换机，交换机操作简单、性能较高、所需成本较低，可以在数据链路层工作；网桥，网桥的主要作用是连接两个局域网；路由器，路由器的主要作用是负责转发两个局域网之间的数据包；网关，协议差别较大的计算机网络中可使用网关，起到连接计算机网络的作用[1-2]。

1.2技术分类。计算机网络有不同的分类方式，常见的分类方式主要有以下几种。一是按局域跨度划分。计算机网络按照区域跨度的不同可以分为广域网和局域网。但是在连接广域网时需要确保网络安全性，因此避免网络安全隐患我们通常采用局域网互联方式；二是按管理性质划分。管理性质也是划分计算机网络的参考标准。近几年来人们对计算机网络的要求越来越高，尤其是远程监控需求不断攀升。与此同时专用网互联公用网方式组建计算机控制网络的情况也较为常见。这也是计算机网络控制系统今后发展的主要特征；三是按拓扑结构划分。计算机网络拓扑结构是指将计算机、各个设备等连接在一起的方式。计算机网络拓扑结构有多种，正是由于拓扑结构的不同才导致计算机所采取的网络控制方法也不同。总线形网信号受线路影响较大，因此在该类型的网络应用的区域是有限的，在局域网组建中常采用总线形网。其中总线结构、星形结构、混合形结构和环形结构是计算机网络常见的拓扑结构。拓扑结构可以按照集中式通信控制策略将主节点集中的信息向分支结点转发。由此可见，主节点储存的信息较多，且处理信息的效率也更高。分支结点处理通信信息的负担会较小，只需要具备点到点的通讯功能即可。四是按功能划分。计算机网络按照功能的不同可以划分为通信子网，该网络主要是将数据通信资源整合在一起，为用户提供传输数据的方便。通信子网包括多个硬件设施，如交换机、传输线路、网络控制中心等。资源子网，该网络主要是集合数据处理资源，支持用户应用。资源子网的主要组成部分就是主机资源，主机资源包括用户主机、外设、共享数据以及软件等。其中用户主机主要起到接入网络的作用，外设主要是面向应用。通信子网和资源子网所采取的划分方式为逻辑划分模式，此种划分模式中使用的设备可以一样也可以不一样。其中通信子网一般是由电信部门组建的网络，资源子网一般是用户部门的入网设备。五是按交换方式划分。交换方式的不同也是划分计算机网络的标准之一。计算机网络在不一样的交换方式下不允许其他用户对信道资源共享。现阶段我国采用最多的交换方式就是分组交换方式，局域网和广域网分组交换方式的主要区别就在于分组体积大小不一[3-4]。

2数据通信技术

数据通信技术主要起到通信和通讯作用，该技术可按照一定协议，借助数据传输技术在两个终端之间传递数据信息。数据通信技术是由计算机技术和通信技术组合而成，是一种创新性的通信方式。数据通信技术最先出现在二十世纪五十年代，该时期计算机技术和通信技术的发展为数据通信技术创造了良好的条件，计算机技术和通信技术彼此渗透诞生出了数据通信技术。数据通信技术所采取信息传递方式以二进制数据表示，可以与远程信息处理联系在一起。数据通信技术依照业务的不同经历了不同发展时期，比如模拟通信、数字通信、数据通信。数据通信技术常见的信息交换方式包括电路交换、分组交换以及报文交换。不同计算机之间要想实现通信则需要借助一样的网络协议，我们可以将网络协议理解为不同计算机之间的一种语言，具体选择哪种协议可结合实际情况来定[5-6]。

3计算机控制中网络通信技术的发展

3.1联机系统。所谓联机系统是指将分散在不同地理位置的计算机在中央处理机的辅助下连接在一起。中央处理机具有强大的运算功能、存储功能以及收集功能。但是中央处理机的运行速度与所连接计算机的数量有关，在计算机连接数量较多的情况下会降低中央处理机的运行速度，出现指令传达滞后的情况。目前针对计算机连接数量导致的中央处理机运行速度较低的问题采用通信控制器和前端处理机已经得到了有效解决。通信控制器和前端处理机位于中央处理机和通信线路之间，可以起到控制信息的作用。

3.2互联系统。互联系统开始于二十世纪六十年代，所谓互联系统就是计算机互联网与多个计算机连接在一起构成的系统。资源共享、交换控制分散是互联系统的主要特点。各个生产厂家对互联系统采用的网络分层协议标准不一，导致该系统具有较强的封闭性和独立性，影响了网络信息的互通和共享。

3.3标准化网络。标准化网络出现在二十世纪八十年代。标准化网络是建立在计算机微处理器基础之上的，加上之后出现的集成电路又为标准化网络发展提供了强大动力。标准化网络的出现极大提高了微型计算机的可靠性和运行速度。与此同时，局域网在标准化网络基础上也有了较大发展，局域网中的路由器真正实现了信息共享[7]。

4计算机控制中网络与通信技术类型

4.1以太网。以太网在商业计算机过程控制中应用最常见，该技术可垄断商用计算机控制领域信息的通信和管理。接下来的以太网将朝着军工业方向发展。应用范围限制性因素较小、通信效率高、构建成本低、软硬件资源丰富、发展潜力大是以太网的主要优势。其中没有现场总线标准问题、信息传播速度快是以太网最显著的优势。正是因为以太网具备的上述优势才使得该技术在计算机控制中被广泛应用。在网络技术高速发展的背景下，相信在不久的将来以太网会成为通信技术中的主流控制技术。

4.2现场总线技术。现场总线技术大多被应用于生产现场和微机化测量控制设备间，该技术满足了数字化通信和开放式通讯要求。现场总线技术标准需要取得国际电工协会的认定，只有这样才能满足计算机控制中各个控制系统互相通信共同完成任务的要求。其中现场总线技术主要存在以下特征，特征一：现场总线技术核心为微处理器，现场设备与总线拓扑相连接；特征二：集散控制系统1/0控制站会被废弃；特征三：基带传输为主要数据通信方式，抗干扰能力强、实时性好是该数据通信模式的主要优势；特征四：分散开来的功能模块，使得现场总线技术具有较高的可靠性和可维护性；特征五：开放式互联结构，同层网络可互联并与信息管理网络连接；特征六：即便设备产品厂家不同，在一样的通信协议下也可以统一组态。

4.35G网络。5G网络通信技术数据传输速度更快，可以起到节约成本，提高系统容量的目的。5G网络通信技术可以支持大规模的传感器部署，并且覆盖面积也更大。该技术所支持的设备并不仅仅是智能手机终端，一些智能家居、智能手表也可以应用5G网络通信技术[8]。

5网络通信技术的应用

5.1计算机控制中网络通信技术的应用。计算机控制中网络通信技术应用情况较为常见。该技术与人们生活息息相关，举例来说，人们借助移动终端设备可以读取数据和图像，能在最短时间内获取网络数据信息，真正实现了资源高速共享。网络通信技术可以有效保证数据信息的流通性，给人们生活带来极大便利。

5.2气象方面网络通信技术的应用。网络通信技术在气象领域也较为常见，可起到气象监测的作用。工作人员利用网络通信技术可以卫星探测天气情况，能将天气变化及时准确通过计算机控制技术转播给群众。人们通过电视终端设备和电视台技术可以及时获取天气变化情况，能提前做好应对天气的准备。

6结语

综上所述，计算机控制中的网络与通信技术在人们生活和生产中较为常见。该技术的出现带给人们生活极大便利。以上就是本文分析的计算机控制中网络与通信技术相关内容，希望通过本文的总结可以推动我国网络通信领域的进一步发展，全面凸显网络与通信技术在计算机控制中的作用，扩大计算机控制中网络与通信技术的覆盖范围。

作者:李华 单位:太原理工大学