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时间:2022-06-01 20:52 作者:gz_jamie 分享到:

  第一部分:当前核心信息技术介绍  第二部分:当前最新网络技术介绍  第三部分:最新网络安全技术介绍

  检测技术的地位与作用 现代检测系统的组成 现代检测系统的分类 现代检测技术的发展趋势 近年来仪器与测量技术的发展

  § 2-1 测量概论 § 2-2 检测的误差分析 §2-3 系统误差处理 §2-4 测量数据的估计和处理

  温标及测温方法 热膨胀式测温方法 双金属温度计 热阻式测温方法 热电式测温方法 辐射法(温度)检测技术

  §6-1 视觉检测技术概论 §6-2 图像处理 §6-3 图像识别 §6-4 图像的复原 §6-5 视觉检测系统的组成 §6-5 计算机视觉 §6-5 视觉检测技术应用

  光导纤维(光纤) 强度型(振幅型)光纤传感器 干涉型光纤传感器 基于光纤的泄露检测与技术

   传感器概述 21世纪社会发展三大支柱:信息技术、生物技术、纳米 技术。 信息技术三大基础产业:传感器、通信、计算机 传感技术属瓶颈技术,世界各国特别是发达国家十分重 视传感技术。 我国把传感器技术列为国家重点攻关项目及中长期科技 发展重点技术之一。 美国国防部将传感器技术视为今年20项关键技术之一。 日本把传感器技术与计算机通信、激光半导体超导并列 为六大核心技术。

  德国视军用传感器为优先发展技术。 英、法等国对传感器的开发投资逐年升级。 俄罗斯军事航天计划中的第五条列有传感器 技术。

  传感器是由敏感元件和转换元件组成的, 可将电量或非电量转换为可测量的电量的检测 装臵。如果把计算机比作人的大脑,通讯是神 经网络,传感器就如同人的五官并具有五官的 延伸功能。

  装臵(又称为探测器、检测器、转换器等)。 说明:传感器输出信号通常是电量,它便于传输、 转换、处理、显示、控制等。电量有很多形式,如 电压、电流、电容、电阻等,输出信号的形式由传 感器的原理确定。 传感技术:能实现被测量与输出电量转换的技术

  基本之一(另两个是通信技术和计算机技术),用 来对信息的拾取。传感器是信息技术系统的感官, 是精确可靠的自动检测与控制系统的首要环节。

  敏感元件:传感器中能直接感受被测量的元件 传感元件:传感器中能将敏感元件的输出量转换成电 量输出的元件 说明:如果敏感元件直接输出电量,它就同时兼为传 感元件,敏感元件和传感元件可以合为一体

  一般采用两种分类方法: 按测定量分类,如温度、压力、位移、速度等。见表1.1 按转换原理分类,如应变式、压电式、光电式等。表1.2

  从能量角度考虑,传感器的转换原理可分为两大类: 能量控制型传感器和能量转换型传感器。 能量控制型:要外加电源传感器才能工作,是无源的 能量转换型:非电量直接转换为电量,传感器工作不 要外加电源,是有源的,又称发电式传感器。

  传感器的特性主要是指输入与输出的关系。 静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状 态时的输入输出关系,也即当输入量为常量,或变化 极慢时,输入与输出之间的关系。 总是希望传感器的输出与输入成唯一的对应关系, 最好是线性关系。 一般情况下,输出与输入不会符合所要求的线性关 系,输出输入对应关系的唯一性也不能实现。 动态特性表示传感器在不同输入时的输入输出关 系,也即量为变量,或变化极快时,输入与输出之间 的关系。例如频率响应

  精密度:表征对同一被测量作多次测量的结果的分散性。 随机误差:同一被测量的多次测量中以不可预知方 式变化的测量误差的分量。精密度表示测量结果中 随机误差大小的程度。 正确度:表示测量结果中系统误差大小的程度。 系统误差:同一被测量的多次测量中,以可预知方 式或保持恒定变化的测量误差的分量。 准确度、精确度:测量结果与被测量真值的一致程度。 绝对误差:测量结果与被测量的真值之差。 准确度反映了测量结构中系统误差与随机误差综合 频率响应:上下限频率、带宽

  传感器开发的新趋向包括社会对传感器需求的新动向 和传感器新技术的发展趋势这两个方面。 传感器的开发方向,大致分为如下四个方面: 1.向检测范围挑战——传感器的量子化 传感器的极限 检测范围大多取决于量子力学效应。其比较典型的例 子是利用核磁变振吸收的磁传感器。 2.集成化,多功能化——向敏感功能装臵发展 传感器 的集成化,最近积极地应用了半导体集成电路技术及 其开发思想。 3.向未开发的领域挑战——生物传感器 到目前为止正 大力研究。开发的传感器大多为物理传感器,今后应 积极开发研究化学传感器和生物传感器。

  4.智能传感器(Smart sensor)——具有判断能力、学习 能力的传感器。智能传感器大致分为如下三种: a.具有判断力的敏感装臵 b.具有学习能力的敏感装臵 c.具有创造能力的敏感装臵 从构成上看,智能式传感器是一个典型的以微处理 器为核心的计算机检测系统。 同一般传感器相比,智能式传感器有以下几个显著 特点: (1)精度高:由于智能式传感器具有信息处理的功能, 因此通过软件不仅可以修正各种确定性系统误差,而 且还可以适当地补偿随机误差,降低噪声,从而使传 感器的精度大大提高。

  (2)稳定、可靠性好:具有自诊断、自校准和数据存储 功能,对于智能结构系统还有自适应功能。 (3)检测与处理方便:不仅具有一定的可编程自动化能 力,可根据检测对象或条件的改变,方便地改变量 程及输出数据的形式等,而且输出数据可通过串行 或并行通讯线直接送入远地计算机进行处理。 (4)功能广:不仅可以实现多传感器多参数综合测量, 扩大测量与使用范围,而且可以有多种形式输出(如 RS232串行输出,PIO并行输出,IEEE-488总线输出 以及经D/A转换后的模拟量输出等)。 (5)性能价格比高:在相同精度条件下,多功能智能式 传感器与单一功能的普通传感器相比,其性能价格 比高,尤其是在采用比较便宜的单片机后更明显

  发展概况: 第一代移动通信:采用模拟方式,如AMPS (先进移动电话系统)和TACS(全接入通信 系统)制式,在80年代中期得以应用。中国 采用的是TACS制式。

  第二代移动通信:采用数字方式,如基于时 分多路复用(TDM)(即时分多址TDMA)的 北美D-AMPS和欧洲的GSM(全球移动通信系 统)系统相继问世,还有日本的PDC(个人数 字蜂窝)系统;之后又出现了基于码分多址 (CDMA)的移动通信系统。在80年发, 在90年代初陆续投入商用,从模拟方式发展 到数字方式。中国采用的是GSM制式(中国 电信和联通是2频,北美是3频)和CDMA制式 (中国联通)。

  第三代移动通信:系统标准是世界统一的, 1999年10月ITU通过一个被称为IMT-2000无线G的全球标准系统。 在欧洲被称为UMTS(通用移动通信系 统)。 我国相应IMT-2000无线技术接口规范提出 的TD-SCDMA技术,这是百年中国电信史上首 次提出作为自己的标准并成为国际标准。 第三代移动通信是将各种不同的服务覆盖 区(宏小区、微小区、微微小区)的蜂窝系统、 无绳系统、无线接入系统卫星系统都综合在一 起,实现真正的全球通信系统。 工作在2000MHz频段上。

  组网技术 多址技术 调制解调技术 语音编码技术 交织技术 分集技术 自适应性技术 网络管理技术

  • 发展概况 从1966年被称为世界光纤之父的华裔科学家高锟博士首次提出光纤可 用于通信的预言。1970年获得证实,被称为光纤通信的元年。一是美 国康宁公司成功地拉制出了世界上第一根信号衰减水平为20 dB/Km 的光纤。二是美国贝尔实验室制作出可在室温下连续工作的铝嫁砷 (AIGaAs)半导体激光器。这两项科学成就揭开了光纤通信蓬勃发展 的历史。 至1983年,一些发达国家(美、日、英等)先后宣布:在长途通 信干线方面将不再敷设电缆,而采用光缆。 目前,光纤通信的应用已遍及。其发展速度之快,应用范围之广, 规模之大,涉及学科之多(光、电、化学、物理、材料等),是以前 任何一项新技术不能与之相比的。 现在光通信的新技术仍在不断涌现,显示出了强大的生命力和广 阔的应用前景。它将成为信息高速公路的主要传输手段,是将来信息 社会的支柱。

  第一代光纤通信:其工作波长λ0=0 .85μm,属短波长 波段,传输光纤用多模光纤。光源使用铝镓砷 (AIGaAs)半导体激光器,光检测器采用硅(St)材 料的半导体PIN光电二极管或半导体雪崩光电二极管 (APD)。这一代光通信最高比特率为 44 . 73 Mb/s。 第二代光纤通信:其工作波长λ0=1 .3μm,该波长 属长波长波段,传输光纤用多模光纤。是石英光纤的 第二个低损耗窗口,有较低的损耗和最低的色散。相 应的光源是长波长铟镓砷磷/烟磷(InGaAsP/InP) 半导体激光器。光检测器采用锗(Ge)材料。

  第三代光纤通信:1984年建立了波长λ0=1 .3μm 的单模光纤通信系统。单模光纤较多模光纤色散 低得多,损耗也更小。这代光纤通信广泛用于长 途干线年代中后期又建立了入λ0=1 .55μm的单模 光纤通信系统。1 .55μm是石英光纤的最低损耗 窗口。后来,工作波长为 1 .55μm的掺铒光纤放 大器问世,又使这一波长具有更重要的意义。

  光器件技术  光放大技术  光接入技术  光同步数字传输网技术  相干光通信技术  光波复用技术  全光通信技术。

  发展概况  多媒体通信是一种把通信、计算机和电视 三种技术有机地结合在一起的新兴通信技术。 它不仅可传输传统的语音与图像信号,而且能 传输诸如文字、数据、文件等多种形式的信号。 多媒体通信可以在人与人、人与机器、机器与 机器之间相互进行。

  1983年,美国无线电公司(RCA)的研究中心用标准光盘 来存储声音、图片、活动图象、数据和文字。RCA把这种 称为交互式数字视频系统DVI(Digital Video Interactive)的 初期多媒体产品转让给美国通用电气公司。1987年又转让 给英特尔(Intel)公司,并和IBM公司合作,于1989年展 出了它们共同开发的多媒体开发平台。 1984年,美国苹果(Apple)公司在引入了位映射的 概念对图形进行处理,并用了窗口(Windows)和图形符 号(Icon)作为用户接口,Apple公司将个人计算机作为计 算和办公的工具,又增加了处理和传送各种信息的功能。 处理的信息媒体包括声音、图象、文字和数据等。最早用 鼠标和菜单代替键盘操作,1985年开始了窗口的研制,先 后推出 Windows 286,386,直至90年发成 Windows3.0,改善了人机接口。1987年又引入了超级卡, 用户可以方便地使用,处理多媒体信息,即使非专业人员, 也能很快操作使用。

  1985年,美国Commodore个人计算机公司首先开发成世 界上第一台多媒体计算机 ,后又开发出 系列多媒体计算 机。Commodore公司还为用户提供一个多任务操作系统, 具有多窗口、图符、上下拉菜单及演示管理(PM-Presentation Manager)等功能,可满足用户需要。 1986年,荷兰菲力浦(Philips)和日本索尼(Sony) 公司联合开发并推出了交互式紧凑光盘系统CD-l (Compact Disc-Interactive)。该系统把高质量的声音、 图象、动画、图形和文字等各种多媒体信息以数字化形式 存放在容量为 650MB的 5英寸只读光盘上。用户把它接到 家用电视机上使用,广泛用于培训、教育与娱乐。 1991年,Intel和 IBM公司共同开发并推出多媒体改进 技术 Action Media Ⅱ,是第二代DVI产品。DVI系统的最大 优点是全数字化,它可以把各种多媒体信息数字化后存放 在硬盘或只读光盘(CD-ROM--Compact Disc-Read only Memory)中,实时地播放全运动全屏幕的视频图象。

  90年代是多媒体进入初期应用和标准化阶段。多媒体个人计算 机(MPC--Multimedia Personal Computer)是多媒体技术发展的 必然结果。MPC一般具有必需的CD-ROM,图文显示,高质量 数字音响以及管理多媒体的窗口软件(如Windows Version 3.1 软件)。 90年代以来,多媒体应用迅速发展,遍及教育、商业、出 版及娱乐等领域。1993年,MPC机在美国引起巨大兴趣,各种 多媒体产品不断出现,使人目不暇接,多媒体技术已进入突飞 猛进的时代。 目前,多媒体产品需要尽快标准化。众所周知,多媒体技 术是一项综合技术,多媒体产品统一标准的制定将推动相关工 业的大幅度增产,产品成本与价格大幅度下降,并大大改善多 媒体产品的兼容性和通用性,反过来又促进应用迅速发展。 1990年10月,在微软公司多媒体开发工作者会议上提出了 多媒体微机新标准,即MPC标准 1。1993年,多媒体微机市场 委员会发布了 MPC标准 2。 如果说,20世纪90年代是多媒体技术突飞猛进的10年,那 么,21世纪必将是多媒体技术进入千家万户的百年。

  音频数据庄缩编码技术  视频数据压缩编码技术  宽带网络技术  信息差错控制技术  数据过滤技术  多媒体传输技术及应用系统技术

  发展概况 Internet是世界上最大的计算机互联网络,它允许全 球千百万人同时相互通信,共享资源。实际上,Internet 是一个以统一标准协议(TCP/IP)连接全球范围内许多 国家、部门与组织的计算机通信网络。 20世纪 70年代,科学家们已经通过局域网 LAN (Local Area Network)和广域网 WAN(Wide Area Network)充分认识到将多台计算机联网所带来得众多好 处,其中最重要的是计算机资源的共享。但最早的LAN各 自采用不同的网络技术,受技术条件制约,人们无法将 这些网络进行互联,以在更大范围内共享计算机(或LAN) 资源。

  1985年,美国国家科学基金组织NSF采用TCP/IP 协议将分布在美国各地的6个为科研教育服务的超级计 算机中心互联,并支持地区网络,形成NSFNET。1986 年,NSFNET替代ARPANET成为了Internet的主干网。 1988年Internet开始对外开放,接入Internet的计算 机逐年增多。1991年6月,在连通Internet的计算机中, 商业用户首次超过了学术界用户,成为Internet发展史 上的一个里程碑。 1994年5月,中国作为第71个国家级网加入了 Internet。以中科院、北大、清华为核心的中国国家汁 算机网络设施(The National Computing and Network Facility of China简称NCNFC)与 Internet联通。 目前,Internet已经在我国开放,广大国内用户通 过中国公用互联网络(ChinaNet)或中国教育科研计算 机网(CERNET)都可与Internet联通。已进入各个办公 单位和普通家庭

  *计算机网络技术 * 网络互连技术 * 网络管理技术 * 寻址技术 * 网际协议及传输控制协议

  发展概况 宽带综合业务数字网(BISDN-Broadband ISDN)在提供 综合业务服务的基本思想上与NISDN完全一致。不同的是 NISDN支持速率低于 2.048 Mb/s的业务,传递方式和煤质 主要是以准同步传递方式(PDH一Plesiochronous ngital Hierarchy)和双绞线为基础的。而 BISDN支持速率高于 l.5 Mb/s的业务,传递方式以异步转移模式(ATM-Asynchronous Transfer Mode)、同步数字系列(SDH-Synchronous DH)通 过光缆媒质传输为基础。1988年ITU正式确定ATM为BISDN的 交换和多路复用技术,近年来得到迅速的发展。 同步数字系列(SDH)技术规范是宽带综合业务数字网 的重要部分,它是光纤传输网各种接口标准速率和格式的模 块化系列。

  宽带ISDN的目标是向用户提供电话、电视、数据和 图像等综合业务服务,这些业务要求的通信速率相 差悬殊, BISDN不能采用同步时间分割方法,只能 采用异步时间分割方法,即异步传输模式--ATM。采 用了ATM技术后,犹如在信息宽带高速公路上架设 了无阻塞的立交桥,在这个具有足够信道容量和可 灵活导入新业务的立交桥上,无论何种业务、何种 带宽、何种信令、何种协议都可通过ATM进行交换。 因此,我们可以说,BISDN不是由一门技术, 而是由不同技术支持的网络。经过多年的努力,特 别是近几年的研究,人们已基本达成共识,认为 ATM交换技术和光纤、SDH传输系统是BISDN的最佳 组合。

  帧中继技术  交换式多兆比特数字业务(SMDS)  异步转移模式(ATM)  光纤分布式数据接口(FDD)  分布式排队双总线(DQDB)  接入网技术

  发展概况 智能网(IN)是当今通信领域研究的重要方面,它代 表着未来通信网络发展的方向,IN是计算机技术与通信网 络相结合的产物。它从更高更新的层次来定义通信过程及 具体业务(智能业务),它能为广大用户迅速、灵活地提 供各种可能业务,并能快速生成新业务。 1981年,美国AT&T公司通过将用户数据集中存放在 网络控制点的数据库中,以支持被叫集中付费和记账卡呼 叫业务,这一方法的实现为智能网概念奠定了基础。 1984年,Bellcore在其IN/l建议中正式提出了智能网 一词,并提出了智能业务与基本业务控制相分离的概念。 此后,BellCore制订了关于智能网的一系列计划,使得智能 网概念逐渐成熟。

  1992年3月,国际电联D7U-T发布了关于智能网的第一 套建议INCS-l(能力集1)。INCS-I采用了Bellcore关于智 能网的许多思想,并在此基础上,提出了智能网概念模型 INCM(Intelligent Network Conceptual Model),它标志着 智能网概念的正式形成。 INCS-l标准主要研究在PSTN上如何提供智能业务,国 际电联在INCS-l标准中列出了38种业务属性,25种业务。 随着智能网的发展,1997年国际电联又推出了INCS一 2标准,该标准主要研究智能网的网间互连以及网间业务。 在INCS-l基础上,又定义了16种新业务。

  INCS-2中定义的新业务主要是在网间如何实现INCS-l所 提出的一些业务。尽管业务的定义基本上没有变化,但它 都方便了用户在更广的范围内使用这些智能业务。 INCS-3和INCS-4标准的主要研究内容包括移动网、 宽带ISDN、INTERNET与智能网综合方面的研究。 国际上许多国家已推出了移动网上的智能业务,特别 是西方发达国家,移动业务和移动智能业务的收入已占通 信网收入的相当重。在我国,移动业务的增长比预计 要快得多,移动通信智能网自1999年开始建设以来发展势 头迅猛,建设省内、本地移动智能网成为新的趋势。随着 各省(区、市)内移动智能网兴起和新业务的持续开发, 广告业务、亲密号码、虚拟专用网等层出不穷的移动智能 业务,将为拉动我国手机消费需求、增加移动通信网络效 益注入强劲的动力。

  CDMA网络发展到一定阶段,引入了无线智能网(WIN) 的概念。无线智能网是一个提供新业务的平台,它基 于智能网INCS-2,通过引入智能网的能力,为用户在 移动的环境中提供无缝的终端业务、个人移动业务和 先进的网络业务。 最初的WIN标准描述了分布功能平面的结构、呼叫 模型、移动性管理模型和一些先进的网络业务,后来 的WIN标准又增加了一些WIN的能力和业务。 WTN的发展也是第二代移动通信系统向第三代演 化的过程。WIN分布功能平面上所定义的与移动性相关 的功能实体与IMT-2000网络功能结构是一致的。

  概念模型 应用协议 业务交换 业务控制 业务数据 业务管理 业务生成 IN与移动网 宽带综合业务数字网 因特网互联技术

  发展概况 无线接入是指从交换节点到用户终端之间的传输线路,部分或全部 采用了无线传输方式。无线接入网是由业务节点(为交换机)接口和 相关用户网络接口之间的系列传送实体所组成的,为传送电信业务提 供所需传送承载能力的无线实施系统。无线接入网WAN(Wireless Access Network)实际上是用无线通信技术替代传统的用户线,所以 无线接入网又称为无线本地环路(WLL)或无线用户系统(WSS)。 我国的无线接入网具有较大的用户市场,中国的通信四大巨头都 有自己的产品,巨龙、大唐、中兴、华为等公司的无线接入网已在实 用阶段,哈工大通信所也开发出了相应的系统。我国的无线MHz。 原来使用的频率是1890 MHz -1980 MHz陆续停止使用(划给IMT2000了)。

  第一代系统:70年代即一点多址系统,初期 是模拟制式,后采用TDMA数字制式; 第二代系统:80年代即基于模拟的蜂窝 系统; 第三代系统:90年代即基于数字蜂窝的 系统。应该说,前三代都是属窄带范围,是电 路交换; 系统:现在是宽带接入,是分组交 换。

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  利用单信道点到点通信技术 利用微波技术实现一点多址固定无线接入网 利用卫星通信技术构成固定或移动无线接入网 利用大区制技术构成的固定或移动无线接入网 基于蜂窝技术构成固定或移动无线接入网 基于无绳技术的固定或移动无线接入网 基于集群技术构成固定接入网和移动接入网 宽带无线接入网

  发展概况 1999年9月信息产业部下发了《电信网间互联管理暂行规定》,这是自我国 电信领域引入竞争以来,政府部门首次出台有关互联互通的正式法规。 该的适用范围为拥有固定本地电话网、国内长途电话网、国际电话网、陆地 蜂窝移动通信网、卫星移动通信网。数据通信网以及信息产业部规定的其他通信 网和获得电信业务经营许可证的电信企业。 《规定》明确了电信企业的义务,阐述了主导电信企业的定义。指出主导电 信企业有义务根据其他电信企业网间互联的需要,配臵、改造、扩容其网络,以 保证各种类型互联的实现。主导电信企业和要求互联的电信企业应在规定时限内 实施互联。互联双方保证网间的通信质量不低于其网络内部同类业务的通信质量。 《规定》在互联技术规则中规定,用户有权自由选择使用长途网络,具体路 由由互联双方协商确定。不同电信企业的国内长途电话网采用统一的长途区号。 除固定本地电话网以外的其他电信网,由信息产业部根据需要分配网号。 在互联费用的分摊与结算方面,有关互联协议和工程建设,互联时限以及互 联后的网络管理提出了要求,并明确了互联协调与裁决以及有关罚则。

  发展概况 数字集群系统是一种高级专用移动调度系统,是共享 资源、分担费用、共享信道设备及服务的多用途、高效能 的无线调度通信系统,并且具有数字通信系统的各种优点: 频谱利用率高;信号抗衰落的能力提高;多种业务服务; 保密性能好,为用户提供话音加密鉴权技术;网络管理和 控制更加有效和灵活;采用数字处理技术使信道机与移动 台价格较低廉,且移动台重量轻,体积小,耗电少。与模 拟集群系统相比,数字集群系统可望得到更丰富的业务种 类、更好的业务质量、更好的保密特性、更好的连接性和 更高的频谱效率。数字集群移动通信系统是专用移动通信 系统发展的高级阶段,代表了集群系统的发展方向,势必 替代模拟集群成为第二代专用移动通信系统。

  数字集群系统可广泛应于制造、能源、交通、金融、保险、社会服务、教 育、军队和广播事业等各个方面,在大中城市中可以具有相当规模的用户, 市场十分广阔。根据1999年信息产业部的调查,我国今后十年数字集群 市场价值约500亿元,其中2005年前约80亿元。 数字化对集群系统带来的好处正如蜂窝系统数字化一样。采用TDMA 多址方式的数字集群系统,其频谱利用率比模拟系统大为提高,因而,数 字集群系统具有更大的系统容量。目前,欲进入我国市场的具有调度功能 的数字移动通信系统,有欧洲的TETRA系统、MOTOROLA的IDEN系统、欧 洲的GSM-R系统、以色列的FHMA系统,它们都是基于TDMA多址方式系统。 TETRA是一个全公开国际标准,具有集群通信、非集群通信、直接通信 工作模式等特点。提供的服务包括:话音、电路方式的数据、短数据报文 及分组数据,当移动台超出移动网的覆盖区时,提供移动台与移动台间的 直接通信。在集群通信方式下,采用4时隙/25KHz的TDMA多址方式,其 信息速率为19.2kbit/s,传输速率为36kbit/s。

  FHMA 是一个采用跳频和低速率数字语声处理技术的大容 量集群系统。它具有灵活性、低成本和高频谱效率的特点, 其容量是模拟系统的25-30倍。它可支持综合话音和数据业 务,包括专用话音网、调度、移动电话、分组数据及车辆 位臵。采用3时隙/25KHz的TDMA多址方式。传输速率为 39.6kbit/s。 IDEN(Integrated Digital Enhanced Network )是一个调 度通信/蜂窝电话的组合系统。提供的服务有:调度通信、 双工电话通信、分组交换数据、电路数据、数字短信息等。 调度通信中,可提供直接无线通信方式(同频单工对讲), 调度通信具有蜂窝电线KHz的TDMA多 址方式.电路交换数据的信息速率为4.8/9.6kbit/s,可为 传线接口。分组数据的速率为 9.6kbit/s,采用标准传输协议TCP。

  GSM-R系统是欧洲铁路专用移动通信系统, 它是在8时隙/200KHz TDMA多址方式GSM蜂 窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合专 用移动通信系统。它所增加的功能有:优先级 和强插功能、话音组呼及广播功能、以满足铁 路专用调度通信的要求。为了完成调度通信的 功能,GSM-R系统与GSM不同的是在其结构中 增加了组呼寄存器(GCR)

  我国信息产业主管部门于1997年成立了中国数字集群联合体,它以中 国通信工业协会为主体,联合部分大专院校、研究所、公司为核心成 员。联合体从技术、经济、市场、标准开放等方面对国际上的各种集 群体制进行了调研,并结合我国实际情况为我国数字集群系统的发展 提出指导。2000年6月,信息产业部科技司指示下,以哈尔滨工业大 学通信技术研究所为组长单位的数字集群移动通信系统总体组成立, 正式开始了我国数字集群系统的研制和开发。 到目前为止,已经有一些数字集群通信的网络建成并投入应用,其 中最引入注意的是上海联通国脉公司iDEN的小型Harmony网(16个基 站,10000用户容量)已于去年9月份建成,并在APEC会议上正式使 用,获得了好评;之后该公司与Motorola公司商谈在原Harmony网基 础上第一步再扩建到40个基站的合同,并已于2002年年初正式签约。 上海市公安局于2001年新建的我国第一个采用Motorola公司的 Dimetra系统的TETRA网也已开通使用。天津市水利厅的15个基站采用 Nokia公司TETRA系统的水利网也已开通。至此,我国己投入使用的数 字集群通信网除了三年前已正式运营的福建省集群通信公司和2001年 8月深圳市运输局建成的两个iDEN数字集群通信网外,又增加了几个 网。另外,北京的一个Harmony网也已建成、开通。四川成都采用 Marconi公司、湖北荆州采用Nokia公司和湖北武汉采用Motorola公司 的三个TETRA试验网已都已于2001年3月、10月和2002年1月分别通 过了测试、验收。

  国外的数字集群通信共网建得最好的要数美国 的Nextel公司,他们在全美国建的 iDEN数字集 群通信网已有4 000多个基站,用户已超过 650万;欧洲的Dolphin公司也分别在欧洲的一 些国家建立了 400 Mill频段的 TETRA共网,而 欧洲的国家也各自建立了 400 MHz频段的 TETRA专网。

  发展概况 蓝牙(Bluetooth)技术自提出以来,在短短 2年时间里已风靡 全球。目前,全球已有 2 000多家企业推出了蓝牙芯片、蓝牙平台、 应用程序、测试设备等产品。 蓝牙是一种低功耗的无线技术,目的是取代现有的PC、打印机、 传真机和移动电话等设备上的有线接口。主要优点是:可以随时随 地用无线接口来代替有线电缆连接;具有很强的移植性,可应用于 多种通信场合,如 WAP、GSM、DECT等,引入身份识别后可以灵 活实现漫游;功耗低,对危害小;蓝牙集成电路应用简单,成 本低廉,实现容易,易于推广。 蓝牙技术提供低成本、近距离的无线通信,构成固定与移动设 备通信环境中的个人网络,使得近距离内各种信息设备能够实现无 缝资源共享。

  蓝牙技术作为一种无线数据与语音通信的开放性标准,它以低 成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建 立一个特别连接。如果把蓝牙技术引入到移动电话和便携型电 脑中,就可以去掉移动电话与便携型电脑之间连接电缆的不便, 而通过无线建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、 键盘、游戏操纵杆及所有其他的数字设备都可以成为蓝牙技术 系统的一部分。除此之外,蓝牙无线技术还为己存在的数字网 络和外设提供通用接口,以组建一个远离固定网络的个人特别 连接设备群。 蓝牙技术工作在全球通用的 2.4 GHZ频段,全球统一的 频率设定。蓝牙的数据速率为IMb/S。应用了蓝牙技术--PLUG &PLAY的概念(有点类似即插即用的概念),任意蓝牙技术 设备一旦搜寻到另一个蓝牙技术设备,马上就可以建立联系, 而无需用户进行任何设臵,可以解释成即连即用。在无线电 环境非常嘈杂的环境下,其优势更加明显

  物理层:即蓝牙无线接口层  核心协议:基带(Baseband)协议、链路管 理(LMP)协议、逻辑链路控制和适配 (L2CAP)协议、服务搜索(SDP)协议等  电缆替代协议  电话传送控制协议

  发展概况 为了解决互通性问题,各方进行了积极的探索,努力使不同设备既能满 足互通的要求,又能满足抗干扰、保密性好的要求;既能使通信设备跟上无线电 飞速发展的步伐,又能延长设备的使用寿命。其中一种设想是研制多频段、多功 能电台,用一个系列的电台来代替其他所有电台。这种想法固然可以解决互通问 题,然而开支庞大,而且其使用寿命也成问题,因为通信技术的发展是相当迅速 的,过不了多久这些电台就会落伍。 1992年5月,MILTRE公司的Jeo Mitola首次明确提出了软件无线电(soft rado) 的概念。其中心思想是:构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台, 将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用 软件来完成,并使宽带 A/D和 D/A转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度 灵活性、开放性的新一代无线通信系统。可以说这种电台是可用软件控制和再定 义的电台。选用不同软件模块就可以实现不同的功能,而且软件可以升级更新, 其硬件也可以像计算机一样不断地升级换代。由于软件无线电的各种功能是用软 件实现的,如果要实现新的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。同 时,由于它能形成各种调制波形和通信协议,故还可以与旧体制的各种电台通信, 大大延长了电台的使用周期,也节约了开支。有些人也把软件无线;。

  具有很强的灵活性软件无线电可以通过增加软件模块,很 容易增加新的功能。可以与其他任何电台进行通信,并可 以作为其他电台的射频中继。可以通过无线加载来改变软 件模块或更新软件。为了减少开支,可以根据所需功能的 强弱,取舍选用的软件模块。 具有较强的开放性软件无线电由于采用了标准化、模块化 的结构,其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展, 软件也可以随需要而不断升级。软件无线电不仅能和新体 制电台通信,还能与旧体制电台兼容。这样,既延长了旧 体制电台的使用寿命,也保证了软件无线电本身有很长的 生命周期。

  在移动通信方面,无论是第二代还是第三代移动通信, 都有多种接口标准,给全球通信造成了一定的困难。 如果采用软件无线电技术的基站和手机,通过选择不 同的软件模块,就可以工作于不同的模式。美韩合资 的AIRCOM公司于 1996年11月在北京召开的国际通信 展览会上展出了它的软件无线电基站。这种基站采用 开放式的硬件和软件结构,减小了体积,增强了可扩 展性。 总之,目前人们对软件无线电的研究日趋深入细 致,理论上已基本成熟,正在进行各种应用的具体实 践。人们已经提出了一些解决关键元器件的方法,目 前已出现了大量的数字中频产品,尤以 Harris公司和 Gray公司为代表。

  智能化天线技术,一般要覆盖比较宽的频段。 射频前端技术,在发射时主要完成上变频、滤波、 功率放大等任务,接收时实现滤波、放大、下变 频等功能。 宽带 A/D,D/A转换器 通用和专用数字信号处理器,模拟信号进行数字 化后的处理任务全由DSP软件承担。 各种软件,具有开放性,可以不断更新或升级, 而软件的加载或更新可以通过空中接口实现,所 以使用起来更加快捷方便。

  其通信方式不是通信到户而是通信到人。通过 某人的电话号码呼叫他人的号码,实现任何人 (即某人)在任何时间和任何地点与对方(即他 人)进行:语音、数据、视频等各种通信业务 的通信。这种通信称为个人通信 PC(Personal Communication)。所谓任何地点,系指: 在移动(即终端移动和个人移动)中、或固定地 点(即不移动),因此,个人通信也大多属于移 动通信。

  移动卫星通信通常是指;利用卫星中继站实现 地面、空中、海上移动用户间或移动用户与固 定用户间的相互通信。较早较成功的移动卫星 系统是国际海事卫星系统,自1979年投入使 用以来,服务范围已逐步发展到空中和陆地。 该系统于1995年改名国际移动卫星组织,目 前已拥有79个成员国,约在143个国家拥有4 万多台各类移动卫星通信设备,已能向全世界 提供移动通信服务。

  程控交换系指由程序控制的信息交换,这是一项交换和计 算机技术相结合的信息交换新技术。有三种基本形式:① 电路交换 是传统电话网中的交换技术,管理对象是电路, 即按用户要求在终端之间建立暂时的物理接续通路,供双 方专用。②报文交换 也称消息交换,管理对象是信息,这 种交换不需建立专用物理通路,只须由交换系统处理、暂 存和转发所传输的信息。电报网的交换技术就属此类交换。 ③分组交换 为了将信息分发,所需传输的信息可分割成一 系列一定长度的数据段(即分组),并加上收发地址的标 记及辅助信息,形成在网内传输的一些信包,故也称 信包交换。在接收端须将这些信包排列、组合和拆卸,重 新组成完整的信息,再送给终端用户。

  智能化大楼是综合采用电子信息技术、通信技 术、计算机技术,对大楼的各种设施进行自动管 理和监控,对信息资源进行管理,符合未来信息 化社会要求的建筑物。该大楼适应高度信息化社 会的知识创造和加工生产 的环境。即必须具备 对来自大楼内外的各种类型信息予以收集、处理、 存储、显示、检索和提供决策的能力,为楼主 (管理者)和用户提供最有效的信息服务,并具 备高效、舒适、便利和安全的工作环境。

  智能化仪器系指仪器中含有一定的人工智能, 即可利用电子电路来代替人的一部分脑力劳动。 由于当前智能仪器在视觉、听觉和思维等方面 的能力十分有限,因此,确切地说:智能化仪 器只是以微型计算机为基础而设计、制造出来 的一代新型仪器,只能称为微机化电子测量仪 器。该仪器可独立完成测量,进而对测量结果 作出分析、计算和处理;还可通过标准接口与 外界通信。其输入为模拟量,而输出则为数字 量。

  以上技术都是目前通信领域?砌究与应用的热 点技术。限于篇幅和学时所限,有些内容在本 课中不单独讨论,有些内容已木课相关章 节渭提及。

  (1)开发一系列能在不同通信设备与网络上运行的技术规程 和标准。现代通信新技术都必须支持大容量的网络,而现有的 一些网络都包含有不同商家的不同产品,且网络运行的软件大 都工作在不同的载体上。因此,制定一个统一的规程和标准已 是通信界共同的目标。 (2)现代通信新技术应能为用户提供更大的吞吐量、更 高的传输速率、更低的延迟,以实现更快的通信网络的运行。 通信网络向数字化、综合化、宽带化发展,将话音、数据、 图象等数字信号综合传输,将成批数字信号高速传输从而要求 扩大带宽,形成 B-ISDN(宽带综合业务数字网)。所用交换 机就由程控交换发展到ATM交换。ATM能将网络中种类繁多、速 率不一的视频、话音、数据等信号进行综合交换和传输,是一 种具有适应各种网络环境能力的交换机。

  (3)现代通信新技术另一目标是支持任意类型的应用。它 不仅能支持现有的各种通信业务,而且也能支持未来可能 出现的通信新业务。 如多媒体通信,以数字化为基础、综合化为核心的电 信网与计算机网和电视网融合成的新颖通信网技术。 (4)从网络供应商角度看,现代通信新技术必须提供 更多更好的网络管理工具。这些工具可以使网络营运商能 实时详细地监控网络设施,以便为用户提供可靠的服务。 (5)现代通信新技术要能够提供网络硬件与软件之间 的无缝连接,以及网络之间的无缝连接。这样,通信的 最终用户意识不到用户业务是通过不同网络上的不同供应 商提供的设备传送的。

  卫星通信和陆地接力通信所用微波的传输,光纤通信所用 光波的传输和激光通信的激光传输,各自发展且相互配合。 由移动通信和固定通信结合运用、组成个人通信网 (PCN),PCN将向全球化、综合化、智能化和多媒体方向 发展。 当然,以上五点无疑是通信的极高目标,一些具体通 信新技术不可能同时满足。 通信网由模拟走向数字,由单一走向综合业务,由话 音业务走向非话音业务,由自动分制走向智能控制,由窄 带走向宽带,由固定走向移动,由服务到家走向服务到人, 由电气通信走向光通信,由封闭式的网络结构走向开放式 的网络结构。这些演变要经由长期的过渡过程。它们互相 交叉、牵制,又互相促进。

  智能计算机已经成为一个动态的发展的概念,它始终 处于不断向前推进的计算机技术的前沿。人工智能的 权威学者M.明斯基定义人工智能的任务是研究还没有 解决的计算机问题。这一观点反映了人工智能与智能 机研究有别于其他学科的显著特点。智能应用问题往 往没有确定的求解算法而采用搜索的办法,一旦人们 对某一问题掌握了足够丰富的知识,即已找到了不需 要搜索的确定型算法,可以预见其行为与效果时,这 个问题一般就不再认为是一个智能问题了。从应用的 角度看,如果一项人工智能的研究成果已经成熟并被 广泛采用,人们已经了解它的运行机制,就不再把它 视为智能技术了。

  “智能计算机” 在工具书中的解释 1、能存储大量信息和知识,会推理 (包括演绎与归纳),具有学习功能,能 以自然语言、文字、声音、图形、 图像和人交流信息和知识的非 J· 诺依曼(John.VonNeumann)结构 冯· 的通用高速并行处理计算机。是现 代计算技术、通信技术、人工智能 和仿生学的有机结合,供知识处理用 的一种工具。

  1、智能计算机是指能够摹拟人类下表是一智能计算机专家系统:的某 些智能,如感觉、推理、数学模型的建立、图像的识别等的计算机。 2、进人八十年代以来日本、美国等发达国家曾开始研制第五代计算 机也称为智能计算机.它突出了人工智能方法和技术的作用在系统设计 中考虑了建造知识库管理系统和推理机使得机器本身能根据存储的知 识进行推理和判断。 3、为了实现人类智能在计算机上的模拟、延伸、扩展,必须对其体系 结构、工作方式、处理能力、接口方式等进行彻底的变革,这样造出来 的计算机才能称为智能计算机.我们可以把构造这样的智能机器看作为 人工智能研究的远期目标.日本提出的第五代计算机研制计划就是向远 期目标迈进的重要一步,被称为第一代智能计算机。

  计算理论的奠基人之一A.图灵定义计算机为处理 离散量信息的数字计算机。而对数字计算机能不 能模拟人的智能这一原则问题,存在截然对立的 看法。1937年A.丘奇和图灵分别独立地提出关于 人的思维能力与递归函数的能力等价的假说。这 一未被证明的假说后来被一些人工智能学者表述 为:如果一个可以提交给图灵机的问题不能被图 灵机解决,则这个问题用人类的思维也不能解决。 这一学派继承了以逻辑思维为主的唯理论与还原 论的哲学传统,强调数字计算机模拟人类思维的 巨大潜力。

  另一些学者,如H.德雷福斯等哲学家肯定地认为以图灵 机为基础的数字计算机不能模拟人的智能。他们认为数 字计算机只能做形式化的信息处理,而人的智能活动不 一定能形式化,也不一定是信息处理,不能把人类理智 看成是由离散、确定的与环境局势无关的规则支配的运 算。这一学派原则上不否认用接近于人脑的材料构成智 能机的可能性,但这种广义的智能机不同于数字计算机。 还有些学者认为不管什么机器都不可能模拟人的智能, 但更多的学者相信大脑中大部分活动能用符号和计算来 分析。必须指出,人们对于计算的理解在不断加深与拓 宽。有些学者把可以实现的物理过程都看成计算过程。 基因也可以看成开关,一个细胞的操作也能用计算加以 解释,即所谓分子计算。从这种意义讲,广义的智能计 算机与智能机器或智能机范畴几乎一样。

  对智能计算机的不同看法还来源于不同的目标 和出发点。一种是科学研究的观点,强调理解 人脑的机制,要求计算机按照人脑的工作方式 表现出智能行为。另一种是工程的观点,强调 用计算机解决需要人的智慧才能解决的实际问 题,不管人脑和计算机的工作方式是否相同。 从工程观点看智能计算机,所关心的是它具有 的功能而不限制其实现途径。也就是说,所谓 智能计算机就是指具有感知、识别、推理、学 习等能力,能处理定性的、不完全不确定的知 识,能与人类以自然语言、文字及图形图像通 信并在实际环境中有适应能力的计算机。要达 到这一目标需要长时期的努力。

  一部计算机表现出某种智能行为并不一定被认为它本 身有智能。为了判定计算机是否具有智能,图灵曾设 计了一种测试方法,即有名的图灵试验。设想一个测 试者用计算机终端分别与被测的人及计算机联系(测 试者不能直接看到被测人与计算机),如果从回答测 试者问题的信息中不能正确区分被测者是人还是计算 机,即把计算机当了,就应认为计算机具有智能。 这是一种关于智能机的行为主义的观点。以回答问题 的能力做为具有智能的判据有一定局限性,因为人的 智能涉及许多方面,有些智能如形象思维就不可以言 科幻电影中的智能机器人 传。这种测试也难以反映自学习自适应能力。人们一 方面追求用机器实现智能,另一方面又不大相信电子 器件的自动开与关能实现人的思维。因此当一种实现 智能应用的方法很有效时,往往认为这是一种已知的 技术,与其他计算机程序运行没什么不同,人们对于 机器模拟人类思维的矛盾心理趋向于认为一个能工作 的系统是有用的但不是真正有智能的。

  实际上,智能计算机已经成为一个动态的发展的概念,它始终处于不 断向前推进的计算机技术的前沿。人工智能的权威学者M.明斯基定义 人工智能的任务是研究还没有解决的计算机问题。这一观点反映了人 工智能与智能机研究有别于其他学科的显著特点。智能应用问题往往 没有确定的求解算法而采用搜索的办法,一旦人们对某一问题掌握了 足够丰富的知识,即已找到了不需要搜索的确定型算法,可以预见其 行为与效果时,这个问题一般就不再认为是一个智能问题了。从应用 的角度看,如果一项人工智能的研究成果已经成熟并被广泛采用,人 们已经了解它的运行机制,就不再把它视为智能技术了。可以预言, 被看成是智能计算机主要组成部分的知识库在不久的将来就会像数据 库一样被当成一般的计算机技术。因此,智能计算机与其看成是与传 统计算机完全不同的一种机器,还不如看成是带动计算机不断发展的 一项高技术。这种压力迫使从事智能计算机研究的科研人员必须不断 提出新概念、新方法,不断攻克新的技术难关。

  研制智能计算机的目的不是用计算机代替人 的脑力劳动,而是充分发挥人和计算机各自的特 长,形成互补、协调的人机合作环境。不怎么聪 明的智能计算机可以使聪明的人更加聪明。在人 机合作的和谐环境中,人主要负责提供涉及面很 广的常识和从事有创造性的工作,机器做为人的 助手从事需要一定智能的其他工作。智能机往往 是某些方面聪明过人而其他方面又十分愚笨,因 此设计一个高效率高智商的人机协作智能系统必 须合理地确定哪些事由人做,哪些事由机器做, 而且要建立十分友好的人机对话界面。

  尽管各国学者为研制智能机进行长期不懈的努力, 但究竟通过什么途径才能使计算机具有智能或者 说表现出智能行为,还是一个未解决的问题。概 括来说,已提出的主要途径有以下几条,它们分 别以认知心理学、神经生理学、人类社会学及生 物进化论为模拟的基础。 智能计算机

  ①符号处理与知识处理。把智能问题当成符号处理 与知识处理问题是人工智能的主流。纽威尔和西蒙 教授在1975年的图灵奖演说中提出物理符号系统假 设:物理符号系统是智能行为的充分必要条件。这 一假设把符号处理技术摆到智能机研制的关键位臵。 60年代关于推理机制和问题求解技术的研究使人们 认识到一个智能系统的要在于系统中包含的 知识而不是它的推理机制,这就是E.费根鲍姆教授 倡导的知识原则。根据这一原则,构造智能机系统 的关键是建立包含大量常识和专门知识的知识库, 其技术难点在于知识的自动获取和自动维护以及知 识共享等。这一途径的基础是逻辑理论与认知心理 学。

  ②人工神经网络。构造智能机的另一途径根源于神 经生理学的研究成果,即用大量相对简单的处理单 元(人工神经元)通过复杂的互连构成神经网络计 算机。这一途径强调大规模并行、分布式的表示与 处理、非线性的动力学系统行为、系统的训练与学 习以及模拟量的处理等等。尽管目前提出的人工神 经网模型及已研制的各种人工神经网系统与人脑的 神经网结构相距甚远,但这种以整体的统计行为取 代逻辑推理,以样本训练与学习取代执行某种算法 的新思路对传统的唯理论与还原论是一种冲击。神 经网计算机在模式识别和低层次感知模拟等方面有 发展潜力,但也有一定局限性。它与传统的符号处 理有某种互补关系。这两者的结合可以发挥各自的 优势。

  ③层次化的智力社会模型。错综复杂的人类社 会是由许多个人和不同层次的团体组成。与此 类似,智能行为也可看成是许多在不同层次上 的相互影响的并行操作的进程。层次越低,其 智力越差,最底层的处理应是非智能的行为。 按这种思路,关键是要弄明白非智能的活动的 联合如何才能浮现智能行为,其奥秘应在其相 互联系之中。这就是明斯基教授主张的所谓 “智力社会”模型。这一学派强调理解智能的 层次和系统中各部分的联系,主要从人类社会 的行为来看待思维与智能,其实现上较侧重分 布式的人工智能和复杂的巨系统。

  ④基于生物进化的智能系统。人类的智能是通过 极其漫长的生物进化产生的,进化是智能的源泉。 如果把机器智能的提高也当成是一种进化过程, 其进化速度将比形的智能快得多。生物进化 的关键是在动态环境中的适应能力。基于这一观 点,布鲁克斯教授提出研制智能机的另一种途径: 建立在现实世界中具有真正感知和行动能力的智 能系统,由简单到复杂逐步提高其智能水平。这 一方法强调自适应控制,主张无需表示无需推理 的智能系统。

  上述每一条途径都有各自的理论背景和应用前 景。鉴于脑的功能是成千上万具有不同专门功 能的子系统协作的结果,是上百万条生物进化 缠绕组合的结果,人类智能的本质不可能归结 为几个像波函数或运动学三定律那样规整、简 洁、漂亮的基本原理。智能机也不可能按某一 种固定模式制造。研究智能计算机应当采取综 合集成的方法,在上述几条途径和可能的新途 径基础上,将定性与定量、数字与模拟、逻辑 与统计、电子与非电子等互补的技术综合集成 起来,特别是将存于机器的知识与人的经验知 识集成起来,发挥系统的整体优势与综合优势。

  智能计算机技术还很不成熟,现主要在做模式识 别、知识处理及开发智能应用等方面的工作。尽管 所取得的成果离人们期望的目标还有很大距离,但 已经产生明显的经济效益与社会效益。专家系统已 在管理调度、辅助决策、故障诊断、产品设计、教 育咨询等方面广泛应用。文字、语音、图形图像的 识别与理解以及机器翻译等领域也取得了重大进展, 这方面的初级产品已经问市。计算机产品的智能化 和智能机系统的研究开发将对国防、经济、教育、 文化等各方面产生深远影响。计算机智能化是21世 纪信息产业的重要发展方向。发展智能计算机将加 装配了智能计算机的玩具 速以信息产业为标志的新的工业。智能计算机 的应用将放大人的智力,减少对自然资源的利用。 它只需要极少的能量和材料,其价值主要在于知识。 另一方面,研制智能计算机可以帮助人们更深入地 理解人类自己的智能,最终揭示智能的本质与奥秘。

  1.模糊控制技术是近代控制理论中的一种高级策略和新颖技术。模糊 控制技术基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程, 使控制算法的可控性、适应性和合理性提高,成为智能控制技术的一 个重要分支。 2.计算机控制技术专业是培养掌握了一定的电子电气知识、计算机操 作应用知识、程序设计知识,具备一定的计算机控制技术、计算机网 络技术、可编程控制技术等专业知识,具有较强的分析能力、动手能 力、创新能力,能解决工程实际问题的高素质的复合型、应用型专业 技术人才 3.编辑词条网络控制技术 ,非常鲜明的跨学科特征;基础知识面宽、 应用领域广阔的综合性科学技术专业,涉及到工业、国防、交通运输、 信息产业等各个应用领域; 要求学生知识面宽,尤其对数学、物理、 电子技术、计算机、信息处理等领域的基础知识有很高的要求; 要求学生的动手能力强,能够进行机器智能化、计算机网络测控、传 感器检测、系统仿真与优化、工业过程控制系统、综合自动化等方面 的系统分析与设计。 4. 智能控制技术(ICT:Intelligent Control Technology)是控制理论发展的 新阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。 常用的智能技术包括模糊逻辑控制、神经网络控制、专家系统、学习 控制、分层递阶控制、遗传算法等。以智能控制为核心的智能控制系 统具备一定的智能行为,如:自学习、自适应、自组织等。

  计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制 技术、计算机应用技术为基础,以计算机控制 技术为核心,综合可编程控制技术、单片机技 术、计算机网络技术,从而实现生产技术的精 密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化 及机电控制系统的最佳化的专门学科。企业对 具备较强的计算机控制技术应用能力专门人才 需求很大。

  在工业生产过程中,一个良好的控制系统不但要保护 系统的稳定性和整个生产的安全,满足一定约束条件, 而且应该带来一定的经济效益和社会效益。然而设计 这样的控制系统会遇到许多困难,特别是复杂工业过 程往往具有不确定性(环境结构和参数的未知性、时 变性、随机性、突变性)、非线性、变量间的关联性 以及信息的不完全性和大纯滞后性等,要想获得精确 的数学模型十分困难。因此,对于过程控制系统的设 计,已不能采用单一基于定量的数学模型的传统控制 理论和控制技术,必须进一步开发高级的过程控制系 统,研究先进的过程控制规律,以及将现有的控制理 论和方法向过程控制领域移植和改造等方面越来越受 到控制界的关注。

  世界各国在加强建模理论、辨识技术、优 化控制、最优控制、高级过程控制等方面 进行研究,推出了从实际工业过程特点出 发,寻求对模型要求不高,在线计算方便, 对过程和环境的不确定性有一定适应能力 的控制策略和方法,如自适应控制系统、 预测控制系统、鲁棒控制系统、智能控制 系统等先进控制系统。

  自20世纪60年代蓬勃发展起来的以状态空间分析法为基础 的现代控制理论,在航空、航天、制导等领域取得了辉煌 的成果。在过程控制领域亦有所移植,但实验室及学院式 的研究远多于过程工业上的实际应用,其中主要原因是: 工业过程的多输入——多输出的高维复杂系统难于建立精确 的数学模型,工业过程模型结构、参数和环境都有大量不 确定性;工业过程都存在着非线性,只是程度不同而已; 工业过程都存在着各种各样的约束,而过程的最佳操作点 往往在约束的边界上等,理论与工业应用之间鸿沟很大, 为克服理论与应用之间的不协调,70年代以来,针对工业 过程特点寻找各种对模型精确度要求低,控制综合质量好, 在线计算方便的优化控制算法。预测控制是在这样的背景 下发展起来的一类新型计算机优化控制算法。

  1.国外引进部分先进控制软件包应用 由于先进控制软件包可以为企业带来可观的 经济效益,我国已引进IDCOM-M、SMCA、 DMCplus等先进控制软件,并已投入使用。另 外,Honeywell Profimatics公司已经与中国石 化总公司合作,在石化行业推广他们的RMPCT 软件,部分已投入使用。

  (1)催化裂化装臵 国内首先由齐鲁石化公司胜利炼油厂引进美国 Setpoint公司的多变量预测控制技术(IDCOM-M) 获得成功后,大庆石油化工总厂催化裂化装臵、兰 州炼油化工总厂催化裂化装臵、前郭炼油厂催化裂 化装臵、抚顺石化公司炼油一厂催化裂化装臵、燕 山石化公司催化裂化装臵、乌鲁木齐石化总厂催化 裂化装臵、荆门石化总厂催化裂化装臵等亦从国外 引进与合作开发了先进控制系统。 (2)常减压装臵 齐鲁石化公司胜利炼油厂引进Honeywell公司先进 控制软件;大庆石油化工总厂在第三套常减压蒸馏 装臵引进Honeywell公司RMPCT先进控制软件;燕山 石化公司常减压装臵先进控制;兰炼常减压装臵先 进控制。

  (3)连续重整装臵 广州石油化工总厂连续重整装臵采用美国西 雷公司的数据平台ONSPEC、美国Setpoint公司 的多变量预估软件SMCA;金陵石化公司炼油 厂连续重整和抽提装臵上采用Honeywell公司 的鲁棒多变量预估RMPCT;镇海炼化股 份有限公司炼油厂连续重整装臵采用美国 Aspen公司DMCplus先进控制软件。 (4)聚丙烯装臵 扬子石化公司、上海石化、齐鲁石化公司、 燕山石化公司等在聚丙烯装臵实施先进控制技 术获得了明显经济效益。

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