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計算機自動檢測與控制技術

( 簡體 字)
作者:作者:王占杰 編著類別:1. -> 電子工程 -> 電子電氣
譯者:
出版社:機械工業出版社計算機自動檢測與控制技術 3dWoo書號: 36439
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不接受訂購

出版日:8/1/2013
頁數:252
光碟數:0
站長推薦:
印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
不接受訂購
ISBN:9787111436973
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

隨著當代電子計算機和科學技術的迅速發展,在科學實驗和生產以及日常生活中,對檢測和控制裝置及方法的要求越來越高,常規方法已很難滿足用戶日益增長的高性能需求。隨著電子計算機的出現,其精度高、速度快、存儲容量大及發展迅速等特點使得其可以實現更高級的復雜處理與控制算法,并在多個領域得到了廣泛的應用。將電子計算機應用于自動檢測與控制,用強有力的計算機軟件代替傳統儀器的某些硬件,以人的智力資源代替一些物質資源,可使得檢測與控制過程具有更高的智能性、精確度以及更快的速度,從而取得更高的效益。同時,隨著控制理論的不斷完善以及檢測技術的不斷成熟,計算機自動檢測與控制系統(或簡稱測控系統)的應用范圍也越來越廣,深入學習和掌握該技術也變得尤為重要。

作為繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次革命性的發展,物聯網技術正受到越來越多的關注。可感知與識別,即對物體進行智能的感知與控制,是物聯網的主要特征之一,它涉及感知、模式識別及智能處理等相關技術和方法,而這些大部分是由計算機自動檢測與控制系統以及計算機智能軟件來完成的,如通過傳感器采集數據、對檢測到的數據進行處理及分析、利用圖像技術進行物體的識別與檢測等,這些檢測控制技術通過利用軟資源提高了檢測與控制的準確性、可靠性、經濟性,且具有投資小、收益大、性價比高等優點,更具有智能性,能夠適用于各領域的不同應用,為物聯網的發展奠定了堅實的理論基礎。

本書主要介紹了計算機測控相關領域的知識、技術,書中大部分內容是筆者多年來從事計算機測控領域研究、教學工作的經驗積累與總結,也是對當前國內外該領域大量相關資料的精煉。

本書對計算機測控系統的結構特點及功能進行了組織,全面介紹了計算機測控系統各階段所涉及的技術。前兩章介紹了計算機自動檢測與控制系統的主要特點及架構、功能,描述了自動檢測與控制系統的分類、發展以及組織形式,并對其結構及基本功能進行了詳細的闡述。第3章至第5章詳細介紹了數據采集、檢測數據處理以及測控數據的分析,并對這三個階段的工作原理、流程及使用的相關技術進行了描述。第6章和第7章介紹了計算機圖像檢測及識別技術,詳細敘述了利用計算機對圖像進行檢測和識別的原理及方法,并給出了計算機圖像檢測及識別的一個應用實例,以便更深入地理解計算機圖像檢測、識別的工作原理及應用。第8章及第9章介紹了傳感器及射頻識別技術的相關知識。第10章對測控系統中使用的操作系統進行了描述和分類,并介紹了操作系統裁剪技術及Linux系統中的常用命令。第11章介紹了驅動程序開發的相關原理,并詳細介紹了在WinCE環境及Linux環境下驅動程序開發的相關技術。第12章介紹了計算機控制系統中的各類控制算法等相關知識。第13章對測控系統的設計原理、方法及評定指標等進行了詳細的介紹。第14章以城市智能公交系統的整體設計為例,詳細地介紹了一個計算機測控系統設計的全過程,如城市智能公交系統的車載單元、語音報站系統及調度中心設計,并介紹了系統的集成與測試的過程及方法等。

本書對計算機測控系統進行了全面、詳細的討論,不僅詳細討論了測控系統中各階段涉及的技術原理,還從宏觀的角度討論了測控系統的設計原則,可為不同需求的讀者提供全面的測控系統的相關知識。在編寫本書時,筆者本著深入淺出的原則,盡量做到既能讓相關研究領域的讀者通過本書對計算機測控系統的相關技術、原理有更深入的理解,又能讓初步接觸測控系統知識的讀者對該領域有個全面的認識。

本書可作為計算機科學與技術、物聯網和自動化等相關專業學生的教材,參考學時數為48學時左右。此外,各章內容之后均附有習題,部分答案也在書的最后給出,學生在學習完該章內容后可自行選擇練習。

在本書的編寫過程中,陽軍連、房婷、吳單單、趙寧、陸燕寧、沈浪、張少松、張運洋、邱中彬、龍愛云、邵寶峰、王佶?等計算機網絡與控制研究室的全體人員參與了整理校對工作,在此對他們的辛勤勞動表示感謝。同時該書得到了大連理工大學教改基金的支持,也得到許多相關教師的支持,在此向他們表示衷心的感謝。

由于筆者水平有限,書中難免有錯誤與不妥之處,敬請讀者批評指正。



王占杰

2013年7月
內容簡介:

本書主要從計算機技術的角度出發,結合自動檢測和控制的相關理論與技術來介紹計算機自動檢測與控制的有關知識。本書重視理論知識與實際應用的結合,并對系統的設計方法和指標進行了詳細介紹,可為物聯網的研究和應用奠定基礎,適合作為計算機、自動控制和物聯網專業的本科教材,也可供工程技術人員參考。

本書特色:
重點描述了計算機自動檢測與控制系統的體系結構,以及系統相關的硬件與軟件設計,并描述了操作系統的選取與剪裁、接口和驅動的設計等,可滿足計算機和物聯網專業的培養需要。
詳細論述了非接觸測量的相關技術,以及RFID、圖像的識別和相關的數據處理技術,通過針對性的算法和實例,幫助學生和工程技術人員掌握計算機測控系統的基本應用,同時可將這些算法和實例直接應用到實際項目中。
為鞏固所學理論知識,本書每章都配有適量習題,并在書末給出了參考答案。
提供教輔資源,為教師專門配備了PPT教學課件,有需要的教師可登錄華章網站http://www.hzbook.com下載。

該書從事物的可感知與識別性出發,結合測控系統的智能化特征,全面地介紹了現實世界及生產過程的數據采集、數據加工、智能控制,以及智能處理的相關技術和方法。還介紹了計算機自動檢測與控制系統的設計方法,相關的傳感器,測量數據的信息分析過程,有意義數據的提取,以及圖像的識別等,以滿足不同應用的各種需求,為物聯網的應用提供支持,也為物聯網的研究與應用奠定基礎。
—— 中國計算機學會(CCF)理事長、清華大學教授 鄭緯民
目錄:



前言

第1章 計算機自動檢測與控制系統簡介1

 1.1 概述及其分類1

  1.1.1 概述1

  1.1.2 計算機自動檢測與控制系統分類3

 1.2 計算機自動檢測與控制技術的發展8

 1.3 計算機自動檢測與控制系統的基本組織形式13

  1.3.1 計算機自動檢測與控制系統的一般概念13

  1.3.2 計算機自動檢測與控制系統的控制部分14

  1.3.3 工業控制計算機15

 習題17

第2章 計算機自動檢測與控制系統結構與功能18

 2.1 計算機自動檢測與控制系統的結構18

 2.2 計算機自動檢測與控制系統的總線技術22

  2.2.1 工業控制計算機總線概述22

  2.2.2 計算機總線的分類23

  2.2.3 現場總線27

 2.3 計算機自動檢測與控制系統的基本功能30

 2.4 計算機自動檢測與控制系統的特點及系統軟件31

 習題32

第3章 數據采集33

 3.1 模擬信號處理33

  3.1.1 模擬量簡介33

  3.1.2 模擬量處理34

 3.2 采樣過程35

 3.3 采樣方法36

  3.3.1 采樣頻率的選擇36

  3.3.2 采樣定理37

  3.3.3 采樣定理的有關問題37

 3.4 采樣控制38

 3.5 模/數和數/模轉換器40

  3.5.1 轉換器簡介與分類40

  3.5.2 A/D、D/A轉換器的主要技術指標41

  3.5.3 逐次逼近式A/D轉換器45

  3.5.4 雙斜積分式A/D轉換器46

  3.5.5 D/A轉換器的基本組成48

  3.5.6 D/A轉換器48

 習題51

第4章 檢測數據處理52

 4.1 檢測數據的編輯與奇異項處理52

  4.1.1 檢測數據的編輯52

  4.1.2 檢測數據的奇異項處理52

 4.2 電平漂移與數據趨勢項的處理54

  4.2.1 電平漂移的處理54

  4.2.2 數據趨勢項的處理54

 4.3 檢測數據的濾波57

  4.3.1 數據的平滑濾波57

  4.3.2 數據的數字濾波58

 4.4 檢測數據的標度變換60

  4.4.1 線性參數的標度變換61

  4.4.2 非線性參數的標度變換61

  4.4.3 應用舉例64

 習題65

第5章 測控數據分析66

 5.1 建立數學模型66

  5.1.1 數學模型66

  5.1.2 建模及步驟67

  5.1.3 靜態性能指標68

 5.2 檢測數據的分類70

  5.2.1 確定性檢測數據70

  5.2.2 隨機檢測數據72

 5.3 檢測數據的分析73

  5.3.1 確定性數據的分析73

  5.3.2 隨機數據的分析74

 習題76

第6章 計算機圖像檢測技術77

 6.1 計算機圖像信息處理77

  6.1.1 概述77

  6.1.2 計算機圖像存儲格式77

  6.1.3 計算機視覺坐標系及變換80

 6.2 圖像處理與檢測83

  6.2.1 圖像信息預處理83

  6.2.2 圖像邊緣檢測84

  6.2.3 運動目標檢測85

  6.2.4 圖像陰影的檢測與去除86

 6.3 圖像檢測系統的標定與校正88

  6.3.1 攝像機的成像原理及標定88

  6.3.2 雙目立體成像模型90

  6.3.3 實用攝像機標定算法90

  6.3.4 利用極線約束理論校正標定93

 習題95

第7章 計算機圖像識別技術96

 7.1 計算機圖像特征提取與識別技術96

  7.1.1 圖像特征提取96

  7.1.2 圖像角點提取方法97

  7.1.3 圖像的匹配100

  7.1.4 圖像匹配的方法100

 7.2 圖像檢測系統的三維還原101

  7.2.1 雙目立體視覺三維還原原理101

  7.2.2 基于最小二乘法的三維還原102

  7.2.3 基于公垂線中點的三維還原103

 7.3 應用實例105

  7.3.1 三維測量的基本原理105

  7.3.2 測量參數的標定與校正106

  7.3.3 測量數據的處理108

 習題110

第8章 傳感器111

 8.1 概述111

  8.1.1 傳感器的定義和組成111

  8.1.2 傳感器的特性及分類111

 8.2 熱工傳感器113

  8.2.1 壓力傳感器113

  8.2.2 溫度傳感器114

  8.2.3 流量傳感器114

  8.2.4 液位與濕度傳感器115

 8.3 運動傳感器116

  8.3.1 角度位移傳感器116

  8.3.2 振動傳感器117

  8.3.3 霍爾傳感器117

 8.4 化學傳感器118

  8.4.1 氣敏傳感器118

  8.4.2 煙霧傳感器119

 8.5 光電傳感器119

  8.5.1 常見光電器件119

  8.5.2 光纖傳感器120

  8.5.3 激光傳感器121

 習題122

第9章 射頻識別技術123

 9.1 RFID概述123

  9.1.1 RFID的概念及其發展進程123

  9.1.2 RFID的特征及分類123

  9.1.3 RFID的相關技術125

  9.1.4 RFID的應用126

 9.2 RFID系統127

  9.2.1 RFID的基本組成及原理127

  9.2.2 RFID系統的通信協議129

  9.2.3 RFID系統的安全性129

 9.3 IC卡130

  9.3.1 IC卡概述與分類130

  9.3.2 IC卡的工作原理及技術131

 9.4 非接觸式IC卡Mifare one132

  9.4.1 Mifare one卡簡介132

  9.4.2 Mifare one卡編程133

 習題135

第10章 測控系統中的操作系統136

 10.1 操作系統概述136

  10.1.1 嵌入式操作系統簡介136

  10.1.2 嵌入式操作系統的特點及應用137

  10.1.3 實時操作系統138

 10.2 操作系統的選擇與內核的裁剪140

  10.2.1 操作系統的選擇140

  10.2.2 內核的裁剪142

 10.3 Linux系統常用命令145

  10.3.1 文件權限與目錄配置145

  10.3.2 文件與目錄管理148

  10.3.3 文件與文件系統的壓縮與打包149

 習題150

第11章 驅動程序的開發151

 11.1 設備驅動的基本原理151

 11.2 WinCE下的驅動程序開發152

  11.2.1 WinCE下的驅動程序開發原理152

  11.2.2 WinCE下的流式驅動程序開發153

  11.2.3 WinCE下的GPS驅動程序的實現155

 11.3 Linux下的驅動程序開發158

  11.3.1 Linux下的驅動原理158

  11.3.2 字符設備驅動程序開發159

  11.3.3 塊設備驅動程序開發161

  11.3.4 Linux驅動程序開發實例——A/D驅動程序167

 習題171

第12章 計算機控制系統的控制算法172

 12.1 計算機控制算法概述172

  12.1.1 計算機控制算法的選擇172

  12.1.2 計算機控制算法的發展173

 12.2 程序控制和數值控制算法174

  12.2.1 開環數值控制174

  12.2.2 逐點比較法插補原理175

 12.3 PID控制算法178

  12.3.1 模擬PID調節器178

  12.3.2 數字PID控制算法180

 12.4 模糊控制181

  12.4.1 模糊控制概述181

  12.4.2 模糊控制的基本組成與原理182

 12.5 步進電機的控制184

  12.5.1 步進電機的工作方式184

  12.5.2 步進電機的控制算法186

 習題188

第13章 計算機測控系統的設計189

 13.1 計算機測控系統的分析與規劃189

  13.1.1 計算機測控系統的分析189

  13.1.2 計算機測控系統的規劃189

 13.2 計算機測控系統的硬件設計192

  13.2.1 微處理器系統及其性能的確定192

  13.2.2 系統外部特性的要求 195

  13.2.3 測控系統的硬件設計197

 13.3 計算機測控系統的性能及其指標198

  13.3.1 計算機測控系統的穩定性198

  13.3.2 計算機測控系統的能控性和能觀測性199

  13.3.3 計算機測控系統的動態指標199

  13.3.4 計算機測控系統的綜合指標200

 13.4 計算機測控系統的軟件設計201

  13.4.1 計算機測控系統軟件概述201

  13.4.2 程序設計的功能要求202

  13.4.3 控制算法的選取203

  13.4.4 計算機測控系統的軟件設計模型203

  13.4.5 計算機測控系統的軟件設計方法205

 習題209

第14章 智能公交系統的設計210

 14.1 智能公交系統的總體設計210

 14.2 車載單元的設計211

  14.2.1 GPS導航概述211

  14.2.2 北斗導航的應用216

  14.2.3 A/D轉換模塊的設計219

  14.2.4 通信控制222

 14.3 智能語音報站系統的設計223

  14.3.1 智能語音報站系統概述223

  14.3.2 智能語音報站算法223

  14.3.3 智能語音報站的實現224

 14.4 智能公交調度中心的設計226

  14.4.1 智能公交調度中心的分析與設計226

  14.4.2 智能公交調度算法228

  14.4.3 智能公交調度系統的仿真229

 14.5 系統功能集成與測試232

  14.5.1 導航模塊的集成232

  14.5.2 A/D信息采集模塊的集成233

  14.5.3 通信測試234

  14.5.4 信息發布系統測試234

 習題235

附錄A A/D驅動程序源碼236

附錄B 部分習題參考答案238
序: