针对讯息通用与联合的仪器装置脉络

  计量专家 ·  2011-12-09 08:55  ·  30361 次点击
仪器装置脉络的研究及应用脉络技术将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、贵重仪器装置等讯息融为一体,提供协同式的科学研究基础设施平台,即构成所谓仪器装置脉络,这已在若干领域产生并显示出了强大的生命力和优越性。
国外开展仪器装置脉络研究大致始于1999年,美国国家科学基金会支持的GeorgeE.BrownJr.地震工程和模拟学网络计划NEES,旨在通过建立仪器装置脉络推进地震工程研究,以更有效地降低地震造成的生命和财产损失。正在构建的NEES脉络的核心功能之一,就是对仪器装置的集成将分布在不同地理位置的地震测试仪器(包括装置站点的振动台、离心机、造波水池及各种传感器、遥现装置和远程观测装置等)集成到脉络基础设施中,使研究人员无需亲自到实验现场就可以远程地设计、执行和监控地震的模拟实验。NEESGrid不仅是实验装置、监测仪器的网络化连接,它能使全美的地震工程研究人员协同工作,通用工程研究装置和科学仪器,有可能引发地震研究领域中的变革,解决现今非脉络环境中未曾解决的问题。
文献[8,9]提出了一种基于仿真建模使用仪器装置脉络的技术,并对脉络的体系结构、仪器装置的仿真建模、讯息调度和安全机制等进行了探讨。图4所示为仪器装置仿真脉络的体系结构。为利用这样的仪器装置脉络,用户首先需了解远程仪器装置的功能、操作流程并进行业务建模,然后选择合适的建模工具,根据业务模型建立可视化的仿真模型,并将可视化仿真模型存储到仿真脉络的装置模型讯息库中。当用户需要使用远程仪器装置时,需先通过仿真脉络交互界面提交一份仪器装置使用申请单,仿真脉络系统接收到该申请单后,通知任务代理模块依据就近原则进行讯息调度,确定可通用的远程装置以及脉络中相应的仿真模型后,将信息反馈回仪器装置使用申请者。用户操作仿真脉络中的仪器装置仿真模型,基于脉络接口协议实现对远程仪器装置的操作和监控。此项技术为仪器装置讯息通用的实现提供了一种可行且高效的解决方案,并已在全国高校仪器装置和优质讯息通用系统中得到初步应用。
体系结构脉络体系结构是脉络的骨架,它表征脉络系统的组成,描述各组成部分的功能、目的和特点,同时还要给出脉络各组成部分之间的关系,以及如何将各组成部分有机结合在一起,以形成完整的脉络系统等。只有建立合理的脉络体系结构,才能设计和构建出好的脉络。目前比较重要的脉络体系结构有两种,即五层沙漏结构和开放脉络服务结构。五层沙漏结构以协议为中心,强调讯息通用;而OGSA则以服务为中心,强调服务的通用。
仪器装置脉络是建立在互联网之上的基础设施,因此,它必然在很大程度上采用成熟的互联网和仪器装置的标准协议。但应该意识到,构建仪器装置脉络也需要对标准协议和服务进行新的定义,建立多层次的横向技术标准和平台,以满足不同层次仪器装置讯息和应用集成的需要。一项标准的出台意味着一次打破现有格局的机会。目前已有很多发达国家为制定脉络的相关标准而投入大量资金,我国要抓住这次难得的发展契机,在尽量利用已有先进技术的同时,要坚持自己的创新,积极参与仪器装置脉络国际标准的制定,这样才有机会在仪器装置脉络技术方面尽快达到世界先进水平,切实提高我国现代仪器仪表和测量技术的国际竞争力。
仪器装置脉络已不再是简单意义上的讯息互联和单一使用,它破除了传统的强加在仪器装置上的种种限制,通过互联、组合来联合解决用户需要解决的日益复杂的测量或测控问题,产生具有附加值的新服务、新数据和新信息等,是仪器装置领域的一次重大革新。在更多领域构建仪器装置脉络,是现代计量测试与仪器仪表技术领域又一新的发展趋势。研究针对讯息联合和通用的仪器装置脉络,不仅能进一步丰富和完善脉络理论,而且对于科学研究、教育和为企业服务等均具有十分积极的意义。

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