定 價:45 元
叢書名:普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材
- 作者:吉林大學(xué) 程德福 林君 主編
- 出版時間:2017/9/1
- ISBN:9787111574132
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP216
- 頁碼:296
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開本:16開
本書是普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材,是國家精品課程和國家精品資源共享課“智能儀器”的配套教材。本書結(jié)構(gòu)合理,章節(jié)可靈活組合,內(nèi)容系統(tǒng)、新穎、翔實,可教性和可實踐性強。本書以信號采集、數(shù)據(jù)處理、人機接口與通信為基礎(chǔ),加強了軟件設(shè)計方法、可測試性設(shè)計、可靠性設(shè)計和新設(shè)計實例等內(nèi)容。針對測量儀器智能化發(fā)展趨勢和技術(shù)進步,用較少篇幅引入“測量儀器云、軟測量技術(shù)”等內(nèi)容以提升教材的先進性;將新的科研成果“無線網(wǎng)絡(luò)地震儀系統(tǒng)設(shè)計”作為智能儀器新發(fā)展的案例;本書附錄對智能儀器實驗教學(xué)平臺與實驗項目設(shè)計做了簡要介紹。
本書第2 版于2009 年8 月出版. 入選了普通高等教育“十一五” 國家級規(guī)劃教材. 是國家精品課程的配套教材. 多所高校測控技術(shù)與儀器等相關(guān)專業(yè)的智能儀器課選用了本書.課程組根據(jù)智能儀器教學(xué)新要求和新發(fā)展. 吸取了部分讀者的意見或建議. 提出了第3 版修訂方案.隨著微型計算機及微電子技術(shù)在測試領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用. 儀器儀表在測量原理、準(zhǔn)確度、靈敏度、可靠性、多種功能及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化. 逐步形成了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器———智能儀器. 面向“工業(yè)4.. 0” 和大數(shù)據(jù)以及云服務(wù)時代. 智能化成為最熱門的技術(shù). 必然推動智能儀器的更大進展. 儀器的智能化已是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的主流方向. 因此. 學(xué)習(xí)智能儀器的工作原理、掌握新技術(shù)和設(shè)計方法無疑是十分重要的.近年來. 我國在智能儀器的生產(chǎn)、科研、教學(xué)等方面都取得了很多成績并積累了許多寶貴經(jīng)驗. 全國三百余所高校設(shè)有“測控技術(shù)與儀器” 專業(yè). 其中大部分開設(shè)了“智能儀器”
課程. 為了適應(yīng)研究型、應(yīng)用型等不同層次和不同學(xué)時的教學(xué)要求. 能夠較好地體現(xiàn)智能儀器新技術(shù)和設(shè)計方法. 按照精品教材的要求. 在吉林大學(xué)教材建設(shè)項目資助下. 課程組對第2 版教材進行了修訂. 更新了與教材配套的MK5PC—Ⅱ?qū)嶒灲虒W(xué)系統(tǒng)和實驗教學(xué)設(shè)計. 并通過國家精品資源共享網(wǎng)站(http: / / www.. icourses.. cn/ coursestatic/ course_ 3397.. html)更新了電子教案、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程、實驗等內(nèi)容.全書保留原九章順序結(jié)構(gòu). 以附錄形式介紹實驗系統(tǒng)及實驗項目指導(dǎo). 第一章概述. 簡要介紹了儀器儀表的分類、重要性及智能儀器的發(fā)展概況. 重點論述了智能儀器的概念、智能化層次、基本結(jié)構(gòu)與特點. 綜述了推動智能儀器發(fā)展的九方面主要技術(shù). 引入了測量儀器云的新概念. 第二章數(shù)據(jù)采集技術(shù). 介紹了集中式和分布式采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模擬信號調(diào)理.重點論述了普通型和Σ - Δ 型A/ D 轉(zhuǎn)換器原理、接口技術(shù). 通過實例深入討論了采集系統(tǒng)設(shè)計、誤差分析等問題. 第三章人機對話與數(shù)據(jù)通信. 既介紹了鍵盤、LCD 顯示、RS—232C 標(biāo)準(zhǔn)串行總線通信等基本技術(shù). 又重點介紹了條圖顯示、觸摸屏、USB 通用串行總線、PTR 系列模塊和基于移動通信網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?nèi)容. 第四章基本數(shù)據(jù)處理算法與軟測量技術(shù). 重點講述克服隨機誤差的數(shù)字濾波算法和消除系統(tǒng)誤差的幾種校正算法. 簡要介紹了標(biāo)度變換. 新增加“軟測量技術(shù)” 一節(jié)內(nèi)容. 第五章軟件設(shè)計. 在介紹軟件工程方法的基礎(chǔ)上. 重點論述基于裸機和嵌入式操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法. 對軟件測試問題進行了討論.并講述了軟件文檔、監(jiān)控程序設(shè)計等內(nèi)容. 第六章可靠性與抗干擾技術(shù). 介紹了可靠性的基本知識. 重點論述了硬件和軟件可靠性設(shè)計方法與技術(shù). 對抑制電磁干擾的主要技術(shù)措施進行了較詳細(xì)的分析. 第七章可測試性設(shè)計. 介紹了可測試性的基本知識、測試性通用設(shè)計原則和機內(nèi)測試技術(shù)———BIT. 結(jié)合RAM 測試、A/ D 與D/ A 測試實例. 討論了可測試性設(shè)計方法. 第八章設(shè)計實例. 論述了智能儀器的設(shè)計原則和研制步驟. 比較完整地給出了基于單片機和DSP 研制的兩種儀器實例. 第九章智能儀器的新發(fā)展. 簡要介紹了虛擬儀器的特點、體系結(jié)構(gòu)、硬件和軟件及應(yīng)用. 從基于Web 的虛擬儀器、嵌入Internet 的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器和IEEE 1451 標(biāo)準(zhǔn)等方面討論了網(wǎng)絡(luò)化儀器. 新增一節(jié)設(shè)計實例“ 基于802.. 11 的無線網(wǎng)絡(luò)地震儀系統(tǒng)設(shè)計”. 每章都附有思考題與習(xí)題. 并對第四章和第九章的思考題與習(xí)題進行了補充. 附錄為智能儀器實驗教學(xué)平臺與實驗項目設(shè)計. 概括性地介紹了最新研制的MK5PC—Ⅱ型開放式智能儀器實驗教學(xué)平臺和實驗項目設(shè)計. 解決了實驗問題. 本書的主要特點如下:1) 結(jié)構(gòu)合理. 章節(jié)安排、重點與難點分布符合教學(xué)要求. 內(nèi)容系統(tǒng)、新穎、翔實. 可教性和實踐性強.2) 緊密結(jié)合科研實踐. 融入了DSP、FPGA/ CPLD、Σ - Δ 型24 位A/ D、USB 接口、觸摸屏、條圖顯示、非線性決策濾波算法、智能傳感器、網(wǎng)絡(luò)儀器等當(dāng)今智能儀器的先進技術(shù). 對智能儀器的新概念———測量儀器云有所介紹.3) 加強了軟測量方法、可測試性設(shè)計、可靠性設(shè)計.4) 有利于授課教師靈活選材. 可以選取不同章節(jié). 構(gòu)成深度和學(xué)時有區(qū)別的課程.5) 通過附錄介紹了實驗設(shè)備和實驗項目. 形成了完整的教學(xué)方案.本書第一、四、八章由程德福編寫. 第二章由陳祖斌編寫. 第三章由邱春玲編寫. 第五、七章由張林行編寫. 第六章由凌振寶編寫. 第九章由林君編寫. 楊泓淵提供了“ 基于802.. 11 的無線網(wǎng)絡(luò)地震儀系統(tǒng)設(shè)計” 的實例. 附錄部分由千承輝編寫. 全書由程德福統(tǒng)稿.本書在編寫過程中參考了有關(guān)文獻(xiàn). 對文獻(xiàn)作者表示衷心感謝.本書承蒙上海交通大學(xué)博士生導(dǎo)師施文康教授、吉林大學(xué)博士生導(dǎo)師劉光達(dá)教授主審.他們提出了很多寶貴意見和建議. 在此表示誠摯的謝意.限于編者的水平. 書中難免存在不當(dāng)之處甚至錯誤. 懇切希望讀者指正.編 者
目 錄
前言
第一章 概述 1
第一節(jié) 儀器儀表概述 1
第二節(jié) 智能儀器的分類、基本結(jié)構(gòu)與
特點 5
第三節(jié) 推動智能儀器發(fā)展的主要技術(shù) 8
思考題與習(xí)題 15
第二章 數(shù)據(jù)采集技術(shù) 16
第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 16
第二節(jié) 模擬信號調(diào)理 18
第三節(jié) 傳統(tǒng)A/ D 轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 25
第四節(jié) Σ ̄Δ 型A/ D 轉(zhuǎn)換器原理與
接口技術(shù) 34
第五節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計及實例 43
第六節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差分析 52
思考題與習(xí)題 60
第三章 人機對話與數(shù)據(jù)通信 61
第一節(jié) 鍵盤 61
第二節(jié)。蹋茫 顯示器 65
第三節(jié) 觸摸屏技術(shù) 80
第四節(jié) RS -232C、RS -422/485 串行總線
數(shù)據(jù)通信 87
第五節(jié) USB 通用串行總線及應(yīng)用 93
第六節(jié) 無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 107
思考題與習(xí)題 113
第四章 基本數(shù)據(jù)處理算法與
軟測量技術(shù) 114
第一節(jié) 克服隨機誤差的數(shù)字濾波算法 114
第二節(jié) 消除系統(tǒng)誤差的軟件算法 120
第三節(jié) 標(biāo)度變換 128
第四節(jié) 軟測量技術(shù) 130
思考題與習(xí)題 136
第五章 軟件設(shè)計 138
第一節(jié) 軟件概述 138
第二節(jié) 軟件開發(fā)模型與設(shè)計方法 141
第三節(jié) 基于裸機的軟件設(shè)計 152
第四節(jié) 基于嵌入式操作系統(tǒng)的軟件
設(shè)計 164
第五節(jié) 軟件測試 170
思考題與習(xí)題 181
第六章 可靠性與抗干擾技術(shù) 182
第一節(jié) 可靠性概述 182
第二節(jié) 硬件可靠性設(shè)計 187
第三節(jié) 軟件可靠性設(shè)計 192
第四節(jié) 干擾源分析 199
第五節(jié) 抑制電磁干擾的主要技術(shù) 204
思考題與習(xí)題 218
第七章 可測試性設(shè)計 219
第一節(jié) 可測試性概述 219
第二節(jié) 固有測試性總體設(shè)計與通用
設(shè)計準(zhǔn)則 222
第三節(jié) 機內(nèi)測試技術(shù)———BIT 228
第四節(jié) 可測試性設(shè)計實例 236
思考題與習(xí)題 241
第八章 設(shè)計實例 242
第一節(jié) 智能儀器的設(shè)計原則及
研制步驟 242
第二節(jié) 固體密度測試儀的研制 248
第三節(jié) 基于TMS320VC5402 的地下管道漏水
檢測儀設(shè)計 252
思考題與習(xí)題 263
第九章 智能儀器的新發(fā)展 264
第一節(jié) 虛擬儀器 264
第二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)化儀器 271
第三節(jié) 基于802.. 11 的無線網(wǎng)絡(luò)地震儀
系統(tǒng)設(shè)計 278
思考題與習(xí)題 288
附錄 智能儀器實驗教學(xué)平臺與實驗項目
設(shè)計 289
參考文獻(xiàn) 295