1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床上網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)控的根本，現(xiàn)階段主控計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間的通信網(wǎng)絡(luò)大多采用現(xiàn)場(chǎng)總線。數(shù)控機(jī)床與現(xiàn)場(chǎng)總線大多數(shù)采用兩種方式相連:第一種聯(lián)接方式用于新型數(shù)控機(jī)床，其具有符合MAP標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口，可直接與總線相聯(lián)：第二種聯(lián)接方式以一臺(tái)工控機(jī)與單臺(tái)數(shù)控機(jī)床相聯(lián)接涡贱，完成NC程序及數(shù)據(jù)的傳送。從而，完成加工過(guò)程的監(jiān)控粘室￠�檬；�本結(jié)構(gòu)如圖1。

2 視頻技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)控加工監(jiān)控的技術(shù)背景

數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度的日益提高衔统，復(fù)雜性迅速增加引起了維修費(fèi)用增高鹿榜，停機(jī)損失巨大的問(wèn)題。所以锦爵，監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)控中的作用變得非常重要舱殿。通過(guò)對(duì)機(jī)床加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障或異常情況并且通知現(xiàn)場(chǎng)工作人員险掀，同時(shí)沪袭，利用遠(yuǎn)程視頻技術(shù)可在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，在遠(yuǎn)端迅速排除故障樟氢。全球化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展冈绊，多媒體技術(shù)的成熟，傳感器技術(shù)的大量應(yīng)用都為網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)埠啃。

在數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中死宣，有一些無(wú)法通過(guò)電子信號(hào)描述的現(xiàn)場(chǎng)表征。如純機(jī)械的故障吮蒜，生產(chǎn)環(huán)境等散氧。這些都可通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)配備攝像機(jī)和單頻采集裝置來(lái)解決。視頻技術(shù)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)砾漓，采用實(shí)時(shí)的視頻傳輸睬嘿，場(chǎng)景對(duì)話，視頻會(huì)議等方式闭榛，可使遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或操作人員更有效的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的情況盒器。

在線監(jiān)測(cè)還包括監(jiān)測(cè)底層設(shè)備主要部位，部件的傳感器信號(hào)衍肥，可直接測(cè)量的設(shè)備運(yùn)行信號(hào)攻睬，底層設(shè)備及控制器的故障報(bào)警燈和狀態(tài)變化指示燈信號(hào)，數(shù)控設(shè)備CRT上可顯示的軟件報(bào)警代碼等刀念。所有信息不但可在本地及時(shí)處理浅慎，還可以將所有的監(jiān)測(cè)信息加工成可以在網(wǎng)上傳輸?shù)男问剑�發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷中心贺潜。

圖2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息流圖

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息流如圖2抵蚊。

3 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方案

隨著國(guó)內(nèi)信息高速公路建設(shè)的進(jìn)一步加快，困擾人們多年的帶寬問(wèn)題將不復(fù)存在溯革。面對(duì)這一巨大的變化贞绳，企業(yè)的局域網(wǎng)建設(shè)，車(chē)間層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)要在物理構(gòu)成以及將要實(shí)現(xiàn)的功能上加以充分的考慮：未來(lái)的信息高速公路將實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸?shù)墓饫w化致稀，交換技術(shù)的ATM化(即基于定長(zhǎng)單元的面向分組的異步傳輸模式)綜合業(yè)務(wù)的多媒體化(視頻/音頻/圖像/圖形/文本等冈闭，尤其是視頻俱尼，單頻的實(shí)時(shí)交互傳輸)以及信息共享數(shù)據(jù)庫(kù)的分布化，網(wǎng)絡(luò)管理的智能化萎攒。

因此遇八，遠(yuǎn)程視頻的傳輸采用ATM網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)的接入網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)耍休，使用網(wǎng)關(guān)與前期不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)(ISDN刃永，DDN，幀中繼等)互聯(lián)羹应。系統(tǒng)采用新型的MCU(含內(nèi)置網(wǎng)關(guān))可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的視頻音頻傳輸，其內(nèi)置網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)化功能次屠，可以實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型企業(yè)局域網(wǎng)脆逊，不同視頻通訊系統(tǒng)(H.323視頻終端或 H.320視頻終端)的順利聯(lián)接及通訊。

遠(yuǎn)程視頻技術(shù)采用視頻會(huì)議的方式拇蟋。即將視頻會(huì)議系統(tǒng)與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)加以集成棒鞍，通過(guò)視頻會(huì)議完善的實(shí)時(shí)多媒體交互功能，創(chuàng)造一個(gè)良好的協(xié)同工作環(huán)境蓖搅。視頻會(huì)議系統(tǒng)的文本交談崖蟀，電子白板和應(yīng)用程序共享功能，可以作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)控遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷功能擴(kuò)展翩汰。為了考慮系統(tǒng)的兼容性吹迎，不同的視頻會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)符合國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的T.120，H.320溃耸，H.323等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)湃足。

視頻會(huì)議系統(tǒng)的嵌入采用B/S網(wǎng)絡(luò)方案，即將制造企業(yè)之間发惭，制造企業(yè)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間通過(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)連結(jié)起來(lái)剂户。利用新型MCU，用戶端只需通過(guò)瀏覽器登錄到安裝了MCU的Web管理軟件的服務(wù)器上罩锐，就可以依據(jù)授權(quán)加入會(huì)議奉狈。通過(guò)管理軟件的會(huì)議編排功能可實(shí)現(xiàn)用戶端發(fā)起多點(diǎn)會(huì)議功能，從而有利于數(shù)控機(jī)床故障的及時(shí)排除涩惑。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案如圖3仁期。

圖3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)控遠(yuǎn)程監(jiān)控結(jié)構(gòu)示意圖

4 系統(tǒng)的設(shè)備配置

1. 視頻會(huì)議終端:POLYCOM ViewStationMP。①支持H.323竭恬，可在Internet/intranet網(wǎng)上召開(kāi)視頻會(huì)議蟀拷，傳輸速度可達(dá)768kbps：②全雙工數(shù)字音頻，自動(dòng)進(jìn)行背景降噪和回聲抑制：③自動(dòng)聲控跟蹤攝像頭：④內(nèi)置基于web的綜合演示系統(tǒng)萍聊，為遠(yuǎn)端發(fā)送演示資料：I多點(diǎn)會(huì)議中采用語(yǔ)言激勵(lì)的切換方式问芬，使與會(huì)者如置身于實(shí)際會(huì)議環(huán)境中悦析，并將畫(huà)面自動(dòng)切換到發(fā)言者。
2. 交互式電子白板:SmartBoard此衅。VTEL公司的產(chǎn)品强戴，可方便的建立數(shù)據(jù)網(wǎng)，在多點(diǎn)會(huì)議中實(shí)現(xiàn)文件傳輸及共享挡鞍，圖文顯示和文件圖像的儲(chǔ)存等功能骑歹。它使會(huì)議方可以方便的交流方案，做好紀(jì)錄胀爸，使討論更加完善夜墓。(可根據(jù)企業(yè)具體需求決定是否配備該設(shè)備。)
3. 多點(diǎn)控制單元(MCU):AccordMGC-100锌德。①電信級(jí)模塊化結(jié)構(gòu)：②內(nèi)置網(wǎng)關(guān)功能使 H.320(ISDN泰锦，DDN)，H.323(LAN沼惹，Internet诗实，Intranet)和H.310(ATM)不同網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)行在一個(gè)系統(tǒng)上：③多重編碼的轉(zhuǎn)換，不同協(xié)議有不同的算法遥浑，幀速昆饲，帶寬的要求，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換：④動(dòng)態(tài)分屏技術(shù)捞勿，可同時(shí)監(jiān)控多個(gè)場(chǎng)景：⑤防火墻解決技術(shù)蝗袄，企業(yè)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)防火墻不支持實(shí)時(shí)的視頻，音頻流私周，通過(guò)MGC-100可有效地解決該類(lèi)問(wèn)題挥闸。

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

多媒體通信協(xié)議

系統(tǒng)采用H.323協(xié)議，H.323協(xié)議體系是基于分組網(wǎng)的多媒體通信系統(tǒng)伪节，它定義了分組網(wǎng)上提供的多媒體服務(wù)的終端與設(shè)備的功能部件光羞，通信過(guò)程和在分組網(wǎng)上提供聲音，圖像和數(shù)據(jù)通信所需的協(xié)議怀大。它適應(yīng)能提供可靠傳輸(TCP)和不可靠傳輸(UDP)機(jī)制的分組交換網(wǎng)絡(luò)纱兑。支持INTERNET網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議，為INTERNET化借，INTRANET網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信產(chǎn)品的互通提供了標(biāo)準(zhǔn)潜慎。

H.323提供了多種媒體編碼方式，對(duì)于音頻可采用G.711蓖康，G722铐炫，G728和G.729等，對(duì)視頻H.261編碼的CIF和QCIF兩種圖像格式以及H.263的所有模式都可選用，數(shù)據(jù)傳輸采用Y.120系列中的T.123倒信，T.126，T.125協(xié)議等鳖悠，它們的不同組合為不同質(zhì)量的傳輸應(yīng)用提供了多種選擇渺广。

ATM接入技術(shù)

ATM(異步傳輸模式)將成為下一代寬帶網(wǎng)的主要傳輸模式。ATM 網(wǎng)絡(luò)采用固定信元和異步方式保證傳輸?shù)男�率血洞，可做固定帶寬分配湃鳖，具有高帶寬，高效率并提供QoS的保證僻携，特別適宜高速狮最，實(shí)時(shí)的多媒體通信應(yīng)用。ATM可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)155～622Mb/s的交換速率疹返。使用ATM網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)泌祥，優(yōu)勢(shì)在于減少了宿主機(jī)的承載量，從而短揉，給應(yīng)用者提供實(shí)時(shí)服務(wù)伞下，同時(shí)還支持 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議非畜。

圖4 邏輯子網(wǎng)(LIS)

IPOVER ATM 技術(shù)刚肠，如圖所示:邏輯子網(wǎng)(LIS)是根據(jù)用戶和網(wǎng)絡(luò)管理者的連接要求，由直接連接到ATM網(wǎng)絡(luò)的任何主機(jī)亦弛，路由器組合而成冒晰。每個(gè)LIS內(nèi)均有一個(gè)ARP 服務(wù)器負(fù)責(zé)IP地址和ATM地址的解析。IP包可以在點(diǎn)到點(diǎn)的ATM 的永久虛通道(PVC)和ATM 交換虛通道(SVC)上傳送竟块。

MCU(多點(diǎn)控制單元)

多點(diǎn)控制單元(MCU)是視頻通訊系統(tǒng)的主要控制和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備壶运。通過(guò)MCU可使多個(gè)制造企業(yè)加入會(huì)議系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性浪秘。MCU的功能是實(shí)現(xiàn)各終端之間的信息控制與交換蒋情。具體來(lái)說(shuō)：混合多點(diǎn)的音頻信號(hào)：從接收到的各路視頻信號(hào)中選出所需的一路信號(hào)：將傳送到各有關(guān)用戶的上述視頻音頻信號(hào)混合組成一個(gè)復(fù)合的輸出信號(hào)。

MCU對(duì)信息的分配有兩種方式:一是多播方式耸携，即將某一用戶的多媒體信息同時(shí)分配給若干用戶：二是橋(Bridge)方式棵癣，即將多個(gè)用戶的多媒體信息合成后再分配給多個(gè)在線用戶。

新型的MCU夺衍，如Accord公司的MGC-100采用了一些先進(jìn)技術(shù)如:內(nèi)置網(wǎng)關(guān)技術(shù)：多重編碼的轉(zhuǎn)換：動(dòng)態(tài)分屏技術(shù)：防火墻解決技術(shù)等」瞪常可實(shí)現(xiàn)H.320網(wǎng)絡(luò)與H.323網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)河劝。

6 結(jié)束語(yǔ)