网络与通信技术在计算机控制中的应用

阿迪娅·扎曼别克

（新疆应用职业技术学院 新疆维吾尔自治区奎屯市 833200）

现阶段，科学技术发展加速，全球性的通信技术发展日新月异，在全球化的深入发展中，广播电视网络、国际互联网、光线通信、电话网等网络都开始构建起来，相关技术也在不断更新，网络越来越朝着智能化、人性化的方向发展。网络与通信技术为推动社会发展发挥了巨大作用，对于社会经济的贡献也是突出的。就计算机控制而言，网络和通信技术对其控制手段、控制效益、控制效果等都有重要影响。

1 计算机网络和通信技术

现阶段，互联网技术、通信技术发展迅速，我国步入网络通信时代。网络通信技术，指的是借助计算机及相关网络通信设备等手段进行数据信息的采集、存储和整理的技术。在实际生活中，通过网络通信技术实现数据资源的高效传输和共享。从技术应用来看，包含了通信介质、通信模块以及数据通信。

1.1 网络技术

网络技术通过有线或无线方式实现和通信技术、计算技术等融合，为相应区域提供通信服务，满足资源传输和共享需求。就网络系统来看，其包含了通信网络以及信息资源网络，一般而言，人们应用的网络是一个综合体，是将无线通信技术和电缆结合起来的整体。此外，还包含中继器、路由器以及网管等重要组成部分，这些共同组成了网络系统。

1.2 计算机通信技术

这一技术是指计算机和先关设备之间的数据传输和交换，以往的数据信息传输、交换一般是以数据通信方式或模拟数据通信方式为主，通过模拟信号，实现数据信息转化。数据通信中，包含了电路交换、分组交换和报文交换，这些是借助信息网络协议来实现的，能够达到信息共享的目的，而这里的协议有一定的选择性和变动性。

2 网络与通信技术在计算机中的应用类型

2.1 以太网

以太网在计算机控制中的应用属于中高等信息管理和控制的体现，这一技术在未来的军工领域有一定的应用前景。以太网因为自身的先进性和广泛性特征，使得其在相关应用领域范围较大，在进行网络传输和数据流通运行实现中，不需要太多的成本，且通信效率非常高，所以应用前景广阔。目前，开发和利用以太网是互联网通信技术的重要方向之一。

以太网弥补了传统数据传输中的短板，不受现场连线方式的约束，前景广阔，发展空间大。在现代企业中，内部网络信息一般包含三个主要部分：即现场设备、过程监控以及管理。企业在内部网络的顶部以及最外层一般是通过实时数据的应用来构建网络，以太网高速实施和应用对现场信息的置换而言至关重要。在进行网络数据高频率传输或者是现场数据录入中，对设备控制和查询功能而言，处于控制中的现场设备的测量系统的信息传输之间。

2.2 现场总线系统

针对生产现场以及微机械化测量系统在设备间的控制以及现场应用技术的分析，可以借助开放式数字化设备以及数据传输来进行。针对控制、通信以及技术能够实现总线技术的有效应用。现场总线技术是数据传输的要点部分。针对分散设备，借助现场总线连接网络的应用程序，就能够够实现有效数据连接和终端控制。

就现场总线技术应用优势来看，它的未处理设备是系统的核心处理器，借助集散式控制以及研究能够实现数据连接的基础传输功能。所以在现场总线中，功能模块传送和应用对互联网之间的联系至关重要，在不同设备中，相关设备使用中都使用了现场总线技术。

2.3 控制网络

综上所述，以太网以及现场总线连接的优势比较多，但是总体来看，以太网的稳定性以及便捷性没有现场总线好，但是考虑到现场设备技术成本较高，所以还无法满足大规模使用的要求，在企业信息化网络技术应用中，企业进行生产和管理的监控主要是通过现场技术来实现的，借助有效的控制设备和历史查询功能应用，能够对历史数据进行控制。

3 网络与通信技术在计算机控制中的具体应用

3.1 在工业监控中的应用

在工业生产管理中，对于具体的生产流程、工艺步骤等进行监控，是保证生产质量，提升生产效益的需要。在目前的很多工业生产中，都用到了监控系统，通过在相关生产车间、施工现场等安装监控设备、传感设备等，连接计算机网络，这样管理人员就可以通过网络连接，及时接收相关设备传递的信息，及时查看工业生产的具体情况，对于工业生产中出现的问题及时发现，及时采取措施来解决。

例如，在煤矿工业生产中，需要对于现场的运煤机器设备进行监测，相应的煤炭运输机监控系统的作用是对设备的平稳有序运行进行监测的系统，其主要监控装置包含数据采集以及设备控制两方面。在系统设计中，多采取主从结构，在从站通过传感器对于现场设备的相关数据进行采集，和矿井主控器之间进行信息传递，在主站进行数据显示和分析，为系统控制和故障预警提供必要的参考依据。就监控系统的工作原理来看，主要是通过控制器对驱动电动机进行命令传送，通过液力耦合器、减速器和变频器等应用，为运输机提供配合。还可以结合保护装置的数据信息采集，及时启动和关闭，为维修工作创造条件。如图1所示，为煤矿运输机的系统结构图。

图1：煤矿运输机的系统结构图

就目前的煤矿生产过程来看，其经济效益以及运输系统稳定性、安全性以及可靠性等和监控系统功能有密切联系，对煤矿运输机实施综合监控，对系统进行综合保护和建中监控，可以切实提升运输安全性和效率性，为煤矿企业创收创作良好条件。煤矿运输机监控系统一般结构中主要包含上位机、主控制单元、从站、主站控制器、保护装置等单元。运输机的结构设计可以对设备运行状态、环境参数等重要信息进行采集，所以设置有多个传感器，可以确保运输机的控制效果。这些传感器都是现场感应装置，主站和从站之间的信息交互和共享是通过总线来实现的，从站可以接收来自各类传感器传递的信息，再将数据信息传输给主站。主控制器通过数据信息分析处理，再将相应的控制指令发送到从站，实现对于相关功能操作的控制，这个过程的自动化水平比较高。借助这样的运输机监控系统，可以对于数据监控点变化进行直观显示，为准确把握运输机的运行状态提供依据，主控制器借助系统配置的参数范围和逻辑程序完成自动控制过程，对运输机进行监测和控制，就其控制功能来看，主要包括三点：

（1）控制功能。在这一监控系统中，主控制器借助变频装置来对驱动设备进行控制，按照相应的逻辑来指导驱动设备运作，实现运输机的启动、关停以及调速操作，确保设备的有序运行，有利于延长设备使用寿命。

（2）保护功能。在煤炭运输机作业中，监控系统能够对于采集的数据进行分析，及时提供故障保护，防止设备出现故障问题，在设备故障不可避免的发生后，系统主控制装置可以及时关停驱动装置，阻止其他操作，避免故障问题加大引发二次故障。

（3）数据采集功能。运输机监控系统对于设备安全运行也有重要影响。系统控制器和外围传感器之间相互配合，在驱动装置、张紧装置以及保护装置信息采集后，对采集的数据信息进行分析和处理，最终显示在主页屏幕上。

通过构建这样的煤矿计算机监控系统，能够实时查看煤矿的井下运输情况，对于运输中出现的一些堆煤现象及时向计算机设备发出系统警报，提示存在堆煤现象，以便相关管理人员及时处理。

3.2 在教学中的应用

网络通信技术目前在教学领域的应用也比较多，对于推进教学改革工作具有重要意义。借助计算机网络技术，对学生进行信息化授课，通过网络通信技术应用，和学生记性远程视频教学，这些都是对于传统课程教学模式的颠覆。在网络和通信技术等支持下，教师学生之间的教与学不需要完全局限在固定场所、固定时间，通过网络通信技术和计算机控制技术应用，让教师和学生的教与学都能够高效开展，这样不但能够节省教学时间，还能够让教师和学生的学习资源更加丰富，提升教学资源共享度，提升教学效率。网络通信技术为教育发展创新提供了可能，也让文化教育和素质教育进一步扩大发展。

在网络通信技术和计算机技术等技术支持下，学校都在积极建设智慧教室，为教育提供更加多样化的技术支持，旨在改革传统的教室限制，建设现代化的智慧教室。智慧教室中的软硬件设备多种多样，这些都是基于网络和通信技术、计算机计算等应用的，为教室的信息化、智慧化管理提供有效支持，让学生和教师的信息获取更为便利。构建这样的课堂，教师和学生能够提升相关资源的综合感知、访问和应用率。具体的智慧教室建设基本架构如图2所示。

图2：智慧教室基本架构

在这样的智慧教室中，能够满足多种管理需求。

（1）进行视频监控和预警。智慧教室中，视频监控摄像头是重要设备，通过这个摄像头，能够对于教室内的教学情况实时远程监控。相关人员可以及时把握教师的课堂教学情况、课堂互动情况等，掌握教室内的环境信息等，为教学管理和评价提供可靠参考依据。其次，通过视频监控，对于教室中存在的不当行为可以及时预警，便于及时管理。

（2）远程控制。智慧教室中，安装有很多的智能传感器，这些设备能够监测教室内的温度、湿度、光线等，教师可以根据实际情况来对于室内的灯光、空调等设备进行调控，为创造良好的学习环境做好准备。例如，教师可以通过计算机后台来对于教室中的电源进行自动控制，确定电源开启和关闭的时间，确保安全用电。针对学生的出入，智能门禁系统会实时记录，为学生管理提供依据。

（3）设备管理。通过网络和通信技术应用，能够及时接收教室内相关设备传递的信息，及时掌握设备的运行状态等，为设备管理和维修提供必要的参考数据。在相关设备智能化管理中，通过计算机控制，还可以构建设备的智能防盗系统，对于异常的操作行为及时提示，系统会快速发出警报，避免出现设备损坏和盗窃行为。

（4）无线通信功能。在智慧教室中，教师和学生之间、相关教室之间、设备和设备之间等都有一定的信息联系，无线通信功能需要确保相关通信目标的有效实现。学生可以及时通过教室内的无线通信设备和计算机控制终端的教师和管理人员对话，比如在出现班级紧急情况的时候，班级学生可以及时向终端管理人发出报警信息，让相关人员及时赶到现场，处理紧急事件。

3.3 在气象预测中的应用

网络与通信技术在计算机控制中的应用还体现在对气象的预测方面。借助网络与通信技术，气象预测工作得到了很大帮助，气象预测效率和准确性都得到了很大提升。通过将相关通信网络和卫星连接，通过对卫星的远程控制，让其探测地球的相关气象信息，再借助通信技术将卫星采集到的相关信息传输到地面卫星接收器中，接收器和计算机控制系统连接，对接收到的数字化信息进行处理和转化后，传输到计算机控制系统中，通过计算机技术的应用，将相关数据信息制作成图像发送到气象预报的技术数据库中，这样专业的技术人员就能够从中读取信息，预测天气的变化，为做好相应的气象灾害预防提供依据。

现阶段，社会对于气象预测的要求越来越严格，而事实上，多数自动气象观测设备都是在野外设置的。从目前我国的气象观测站建设情况来看，很多地区都建设了自动气象观测站，要是通过有线通信方式连接，会导致相关线路的假设难度大大增加，也会加大建设成本，后期维护上也有很大困难。对此，我国将无线通信技术应用到气象预测中，用于建立起相关气象观测站之间的通信联系。通过无线通信技术使用，能够解决使用有线连接的弊端，更加方便快捷。从无线网络传输系统结构来看，其中包含的主要部分有信息采集器，其作用是对气象数据的采集。还有太阳能电池，主要是同于为观测站相关设备运行提供必要的能量支持。最后是通信传输模块，借助无线传感器，通过3G 网络来实现数据传输。目前，这一技术已经发展十分成熟了，在具体应用中能够达到数据传输需要。在具体应用中，这一技术因为涉及到数据分组交换模式，所以能够确保数据传输中的封装和实时传输效果，可以防止电路影响导致的传输时效问题，确保数据信息传输效率。现阶段，无线数据传输技术的数据吞吐量进一步增大，已经能够满足气象预测的需要。现阶段使用的3G数据传输技术已经发展到5G，但是在气象监测中还没有普遍推广，但是基本能够满足单对单数据传输需要，还能够实现单对多数据传输目标，所以在对气象进行监测的过程中，可以选择使用多个数据终端来对气象信息进行接收和处理，提升气象信息处理效率。

3.4 在轨道交通中的应用

随着城市轨道交通的发展不断前进，对轨道交通的管理方式也在不断变化。而通信技术在轨道交通中的应用，对于促进轨道交通管理效率和水平提升都有重要意义。在城市轨道交通中，使用通信技术，首先需要创建一个通信传输系统，在此基础上，构建多个信息传输通道，再将相应传输通道之间集合起来构建通信连接，确保通信技术能够发挥作用。在轨道交通的通信系统中，通过通信构建相关部门之间的联系，让车辆的通信能够有效开展，实现车站的监控和调用，这些监控和管理都可以通过一个计算机控制终端来实现远程控制。

在城市轨道交通中，电能是主要动能，通过轮轨运输，运输量巨大，这也是近年来城市轨道交通快速发展的重要原因之一。随着现阶段新型无线通信技术的不断发展应用，城市轨道交通信号和通信系统之间没有构建起有效的信息共享平台，两者之间相对独立，相关工作没有交涉。这种信息孤岛容易导造成两者匹配和应用不足，也是我国现阶段无线通信系统缺乏统一整体的基本现状。现有的主流无线通信技术已经从2G 发展到5G 网络，加上其他技术的整合应用，让城市轨道交通安全运营中无线通信系统必须要构建起和相关系统之间的联系，设置专门的传输通道来进行数据信息的传输。在接入公共网络后，依然保持自身的高安全性能和强抗干扰能力，保证传输速率的稳定性。目前，无线通信系统通过数据信号的开发，实现了操作简单，容量巨大的优势，对于频点也有较强的适应能力，在轨道交通建设中应用比较多。

3.5 在网络监控中的应用

借助网络进行数据信息传输，能够促进实时监控的发生，这种影响范围大，能够通过开放式框架以及嵌入式技术等和相关管理系统连接，无需人员管理，方便灵活。随着相关智能化、自动化技术发展，视频监控系统的安防监控能力也得到了显著提升，系统综合性能不断强化。网络视频监控体系借助和相关移动设备连接，可以确保移动化监控目标实现，保证用户能够对于相关监控区域进行实时监控，避免了传统远程监控的问题。在无线网快速发展和广泛应用中，网络视频监控系统的技术支持不断强化，同时也促进了移动视频监控的发展。

4 总结

网络与通信技术的技术性能和优势突出，其具备的实时性和准确性，让其在很多领域都有广泛应用，应用优势突出。基于网络通信的手段和渠道依赖性，相关行业需要实施的对数据信息实施共享，便于开展信息联络。通过本文的分析，可见，网络与通信技术在计算机控制中有比较广泛的应用，在智能视频监控、教学管理领域、气象监测领域、轨道交通领域、网络监控等过程中都有很好的应用，借助以太网和现场总想技术，相关网络和通信技术应用成效显著。当然，目前的网络与通信技术本身是存在一定不足的，所以，需要不断积累经验，研究方法，进行网络和通信技术的完善和创新，促进网络通信质量的不断提升。