试论测量仪器新概念——测量仪器云

0 引 言

    现今，云计算技术正迅猛发展。云计算意味着一种服务、交互和使用模式，它基于庞大的硬件平台和网络环境将大量计算资源经联网被统一管理和调度，以构成一个计算资源池。依托云计算，任意用户通过网络、合适的接入设备及标准的浏览器，可实现文档处理、资料存储、问题分析、科学计算、数值仿真等任务。云计算昭示着人类工作和生活方式的一种变革。云计算技术将会大力推动具有鲜明计算机化、网络化、智能化、软硬件结合日益紧密特征的测量仪器的发展。本文论及的测量仪器云概念，就是将云计算技术架构应用于新型测量仪器模型建立的一个探索性尝试。

1 测量仪器的沿革及其新概念

1.1 测量仪器的沿革以及需求带动下的进步趋势

    纵观利用测量仪器进行试验、从事科学研究的历史，测量仪器的发展变化大致经历了模拟指针式仪器、数字式仪器、初步智能仪器以及虚拟仪器4 个阶段[1]。早期的测量仪器都是独立式的，每台仪器都包含有被测对象信息传感拾取、信号调理、分析处理、存储输出等所有功能单元。到了虚拟仪器亦即计算机化的仪器阶段，测量仪器的构成发生了根本性变化，传感器独立出测量仪器之外，不同被测对象被转换成符合共性标准的电压信号后，被采集送入计算机，测算、分析及处理、输出及显示等任务均交由计算机来完成。装设在计算机中的测量仪器软件，能实现对传感器输出的测得数据的采集、测算、分析、处理、结果显示等传统测量仪器的绝大部分功能。对不同种类被测对象的测量， 差别主要在传感器和所调用的装设在计算机中测量软件功能的不同。 测量仪器以“传感器+计算机+测算软件”为载体，并得益于这三者的不断优化，在测量自动化、仪器尺寸减小、测量效率提高、测量结果更准确、测量功能拓展等很多方面比传统测量仪器有明显改进和提高，已在越来越多的领域和方面，以越来越高的比例取代了模拟式、数字式及初步智能式仪器[2]。

    但到了今天，虚拟仪器这种与计算机高度融合的构建模式，在更大规模、更快实现以及更多样化的测量任务需求面前，又表现出了不适应性，因为它的性能受限于构建它的单台计算机。 如果能利用网络平台资源，例如利用多台计算机并行处理测量数据、采用新的测量算法等，则将可能在现有测量仪器资源水平不变的情况下，进一步提高测量仪器的能力和水平。因此，突破测量软件资源仅与单件仪器硬件即单台计算机紧密融合这种资源有限的约束，是日益增长的新测量任务对测量仪器提出的新需求，这也成为了测量仪器技术发展的动因。