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第1章 计算机自动检测与控制系统简介 1

1.1概述及其分类 1

1.1.1概述 1

1.1.2计算机自动检测与控制系统分类 3

1.2计算机自动检测与控制技术的发展 8

1.3计算机自动检测与控制系统的基本组织形式 13

1.3.1计算机自动检测与控制系统的一般概念 13

1.3.2计算机自动检测与控制系统的控制部分 14

1.3.3工业控制计算机 15

习题 17

第2章 计算机自动检测与控制系统结构与功能 18

2.1计算机自动检测与控制系统的结构 18

2.2计算机自动检测与控制系统的总线技术 22

2.2.1工业控制计算机总线概述 22

2.2.2计算机总线的分类 23

2.2.3现场总线 27

2.3计算机自动检测与控制系统的基本功能 30

2.4计算机自动检测与控制系统的特点及系统软件 31

习题 32

第3章 数据采集 33

3.1模拟信号处理 33

3.1.1模拟量简介 33

3.1.2模拟量处理 34

3.2采样过程 35

3.3采样方法 36

3.3.1采样频率的选择 36

3.3.2采样定理 37

3.3.3采样定理的有关问题 37

3.4采样控制 38

3.5模/数和数/模转换器 40

3.5.1转换器简介与分类 40

3.5.2 A/D、 D/A转换器的主要技术指标 41

3.5.3逐次逼近式A/D转换器 45

3.5.4双斜积分式A/D转换器 46

3.5.5 D/A转换器的基本组成 48

3.5.6 D/A转换器 48

习题 51

第4章 检测数据处理 52

4.1检测数据的编辑与奇异项处理 52

4.1.1检测数据的编辑 52

4.1.2检测数据的奇异项处理 52

4.2电平漂移与数据趋势项的处理 54

4.2.1电平漂移的处理 54

4.2.2数据趋势项的处理 54

4.3检测数据的滤波 57

4.3.1数据的平滑滤波 57

4.3.2数据的数字滤波 58

4.4检测数据的标度变换 60

4.4.1线性参数的标度变换 61

4.4.2非线性参数的标度变换 61

4.4.3应用举例 64

习题 65

第5章 测控数据分析 66

5.1建立数学模型 66

5.1.1数学模型 66

5.1.2建模及步骤 67

5.1.3静态性能指标 68

5.2检测数据的分类 70

5.2.1确定性检测数据 70

5.2.2随机检测数据 72

5.3检测数据的分析 73

5.3.1确定性数据的分析 73

5.3.2随机数据的分析 74

习题 76

第6章 计算机图像检测技术 77

6.1计算机图像信息处理 77

6.1.1概述 77

6.1.2计算机图像存储格式 77

6.1.3计算机视觉坐标系及变换 80

6.2图像处理与检测 83

6.2.1图像信息预处理 83

6.2.2图像边缘检测 84

6.2.3运动目标检测 85

6.2.4图像阴影的检测与去除 86

6.3图像检测系统的标定与校正 88

6.3.1摄像机的成像原理及标定 88

6.3.2双目立体成像模型 90

6.3.3实用摄像机标定算法 90

6.3.4利用极线约束理论校正标定 93

习题 95

第7章 计算机图像识别技术 96

7.1计算机图像特征提取与识别技术 96

7.1.1图像特征提取 96

7.1.2图像角点提取方法 97

7.1.3图像的匹配 100

7.1.4图像匹配的方法 100

7.2图像检测系统的三维还原 101

7.2.1双目立体视觉三维还原原理 101

7.2.2基于最小二乘法的三维还原 102

7.2.3基于公垂线中点的三维还原 103

7.3应用实例 105

7.3.1三维测量的基本原理 105

7.3.2测量参数的标定与校正 106

7.3.3测量数据的处理 108

习题 110

第8章 传感器 111

8.1概述 111

8.1.1传感器的定义和组成 111

8.1.2传感器的特性及分类 111

8.2热工传感器 113

8.2.1压力传感器 113

8.2.2温度传感器 114

8.2.3流量传感器 114

8.2.4液位与湿度传感器 115

8.3运动传感器 116

8.3.1角度位移传感器 116

8.3.2振动传感器 117

8.3.3霍尔传感器 117

8.4化学传感器 118

8.4.1气敏传感器 118

8.4.2烟雾传感器 119

8.5光电传感器 119

8.5.1常见光电器件 119

8.5.2光纤传感器 120

8.5.3激光传感器 121

习题 122

第9章 射频识别技术 123

9.1 RFID概述 123

9.1.1 RFID的概念及其发展进程 123

9.1.2 RFID的特征及分类 123

9.1.3 RFID的相关技术 125

9.1.4 RFID的应用 126

9.2 RFID系统 127

9.2.1 RFID的基本组成及原理 127

9.2.2 RFID系统的通信协议 129

9.2.3 RFID系统的安全性 129

9.3 IC卡 130

9.3.1 IC卡概述与分类 130

9.3.2 IC卡的工作原理及技术 131

9.4非接触式IC卡Mifare one 132

9.4.1 Mifare one卡简介 132

9.4.2 Mifare one卡编程 133

习题 135

第10章 测控系统中的操作系统 136

10.1操作系统概述 136

10.1.1嵌入式操作系统简介 136

10.1.2嵌入式操作系统的特点及应用 137

10.1.3实时操作系统 138

10.2操作系统的选择与内核的裁剪 140

10.2.1操作系统的选择 140

10.2.2内核的裁剪 142

10.3 Linux系统常用命令 145

10.3.1文件权限与目录配置 145

10.3.2文件与目录管理 148

10.3.3文件与文件系统的压缩与打包 149

习题 150

第11章 驱动程序的开发 151

11.1设备驱动的基本原理 151

11.2 WinCE下的驱动程序开发 152

11.2.1 WinCE下的驱动程序开发原理 152

11.2.2 WinCE下的流式驱动程序开发 153

11.2.3 WinCE下的GPS驱动程序的实现 155

11.3 Linux下的驱动程序开发 158

11.3.1 Linux下的驱动原理 158

11.3.2字符设备驱动程序开发 159

11.3.3块设备驱动程序开发 161

11.3.4 Linux驱动程序开发实例——A/D驱动程序 167

习题 171

第12章 计算机控制系统的控制算法 172

12.1计算机控制算法概述 172

12.1.1计算机控制算法的选择 172

12.1.2计算机控制算法的发展 173

12.2程序控制和数值控制算法 174

12.2.1开环数值控制 174

12.2.2逐点比较法插补原理 175

12.3 PID控制算法 178

12.3.1模拟PID调节器 178

12.3.2数字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模糊控制的基本组成与原理 182

12.5步进电机的控制 184

12.5.1步进电机的工作方式 184

12.5.2步进电机的控制算法 186

习题 188

第13章 计算机测控系统的设计 189

13.1计算机测控系统的分析与规划 189

13.1.1计算机测控系统的分析 189

13.1.2计算机测控系统的规划 189

13.2计算机测控系统的硬件设计 192

13.2.1微处理器系统及其性能的确定 192

13.2.2系统外部特性的要求 195

13.2.3测控系统的硬件设计 197

13.3计算机测控系统的性能及其指标 198

13.3.1计算机测控系统的稳定性 198

13.3.2计算机测控系统的能控性和能观测性 199

13.3.3计算机测控系统的动态指标 199

13.3.4计算机测控系统的综合指标 200

13.4计算机测控系统的软件设计 201

13.4.1计算机测控系统软件概述 201

13.4.2程序设计的功能要求 202

13.4.3控制算法的选取 203

13.4.4计算机测控系统的软件设计模型 203

13.4.5计算机测控系统的软件设计方法 205

习题 209

第14章 智能公交系统的设计 210

14.1智能公交系统的总体设计 210

14.2车载单元的设计 211

14.2.1 GPS导航概述 211

14.2.2北斗导航的应用 216

14.2.3 A/D转换模块的设计 219

14.2.4通信控制 222

14.3智能语音报站系统的设计 223

14.3.1智能语音报站系统概述 223

14.3.2智能语音报站算法 223

14.3.3智能语音报站的实现 224

14.4智能公交调度中心的设计 226

14.4.1智能公交调度中心的分析与设计 226

14.4.2智能公交调度算法 228

14.4.3智能公交调度系统的仿真 229

14.5系统功能集成与测试 232

14.5.1导航模块的集成 232

14.5.2 A/D信息采集模块的集成 233

14.5.3通信测试 234

14.5.4信息发布系统测试 234

习题 235

附录A A/D驱动程序源码 236

附录B 部分习题参考答案 238