智能儀器是計算機技術與測試技術相結合的產物，儀器內部帶有處理能力很強的智能軟件

。儀器儀表已不再是簡單的硬件實體，而是硬件、軟件相結合。近年來，智能儀器已開始

從較為成熟的數據處理向知識處理發(fā)展，使其功能向更高層次發(fā)展。
      網絡化儀器是電工電子、計算機硬件軟件以及網絡、通信等多方面技術的有機組合

體，結構比較復雜，多采用體系結構來表示其總體框架和系統(tǒng)特點。網絡化儀器的體系結

構，包括基本網絡系統(tǒng)硬件、應用軟件和各種協(xié)議。
      硬件層主要指遠端傳感器信號采集單元，包括微處理器系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、硬件

協(xié)議轉換和數據流傳輸控制系統(tǒng)。硬件層功能的實現(xiàn)得益于嵌入式系統(tǒng)的技術進步和近年

來大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，硬件協(xié)議轉換和數據流傳輸控制依靠FPGA/CPLD實現(xiàn)。
      另一個邏輯層是嵌入式操作系統(tǒng)內核，該層主要功能是提供一個控制信號采集和數

據流傳輸的平臺。該平臺的前端模塊單元的主要資源有處理器、存儲器、信號采集單元和

信息；主要功能是合理分配、控制處理器，控制信號的采集單元以使其正常工作，并保證

數據流的有效傳輸。該邏輯層主要由鏈路層、網絡層、傳輸層和接口等組成。根據應用的

不同，本層的具體實現(xiàn)方式可能不同，且可在一定程序上簡化。
      Internet或以太網通信的硬件設計方案有兩個。
      (1) 以CPU作為控制器，使用C語言編程實現(xiàn)TCP/IP通信。優(yōu)點是：CPU的處

理能力較強，便于實現(xiàn)測試儀器的其它功能。缺點是成本略高，硬件略復雜。
      (2) 使用51系列單片機作為控制器的CPU，不采用嵌入式操作系統(tǒng)，直接使用C51編

程，實現(xiàn)數據鏈路層協(xié)議和TCP/IP協(xié)議。優(yōu)點是硬件比較簡單，價格低。缺點是軟件工作

量大，難度也大。以單片機為核心、采用RTL8019以太網接口芯片為網絡儀器接口所組成的

網絡化儀器的基本結構。
      系統(tǒng)進行初始化操作，主要是對網絡接口芯片進行配置。配置完后，系統(tǒng)處于等待

狀態(tài)，直到客戶方有數據發(fā)送過來。數據的接收是通過網絡接口芯片實現(xiàn)的，它能夠對網

絡上的物理幀進行包過濾。當一個以太點的信息幀被發(fā)送到共享的信號信道或介質時

，所有與信道相連的以太網接口都讀入該幀，并且查看該幀的*個48bit地址字段，其中

包含有目的地址。各個接口把幀的目的地址與自己的48bit地址進行比較。如果該地址與幀

的目的地址相同，則該以太點將繼續(xù)讀入整個幀，并將它送給計算機正在運行的上層

網絡軟件。上層網絡軟件讀入幀的類型字段，判斷這個信息幀是ARP包還是IP包，然后再交

給不同的協(xié)議棧處理。當其他的網絡接口發(fā)現(xiàn)目的地址與它們的地址不同時，就會停止讀

入該幀。
      發(fā)送數據時，將待發(fā)送的數據按幀格式封裝，通過遠程DMA通道送到RTL8019AS中的

發(fā)送緩沖區(qū)，然后發(fā)出傳送命令，完成幀的發(fā)送。需要設置以太網目的地址、以太網源地

址、協(xié)議類型，再按所設置的協(xié)議類型來設置數據段。之后啟動遠程DMA，數據寫入

RTL8019AS的RAM，再啟動本地DMA，將數據發(fā)送到網上。RTL8019AS無法將數據包通過DMA通

道一次存入FIFO，則在構成一個新的數據包之前必須先等待前一數據包發(fā)送完成。為提高

發(fā)送效率，設計將12頁的發(fā)送緩存區(qū)分為兩個6頁的發(fā)送緩沖區(qū)，一個用于數據包發(fā)送，另

一個用于構造端的數據包，交替使用。
      “網絡就是儀器”的概念，確切的概述了儀器的網絡化發(fā)展趨勢。以PC機和工作站

為基礎，通過組建網絡來構成實用的測控系統(tǒng)，提高生產效率和共享信息資源，已成為現(xiàn)

代儀器儀表發(fā)展的方向。某種意義上計算機和現(xiàn)代儀器儀表已相互包容，計算機網絡就是

通用的儀器網絡。如果在測控系統(tǒng)中由更多不同類型的智能設備也像計算機和工作站一樣

成為網絡的節(jié)點聯(lián)入網絡，它們充分利用目前已比較成熟的Internet網絡的設備，則將不

僅能實現(xiàn)更多資源的共享、降低組建系統(tǒng)的費用，還可提高測控系統(tǒng)的功能，并拓展其應

用的范圍。