网络化测控系统技术PDF电子书下载

第1章 网络化测控技术概述 1

1.1 网络化测控技术研究的意义 1

1.2 网络化测控技术的发展过程 2

1.3 测控网络与信息网络 5

1.4 网络化测控技术的基本内容 7

1.5 网络化测控需要解决的一些关键技术 8

第2章 网络化测控系统的体系结构 9

2.1 网络化测控系统的组成特点 9

2.2 分布式测控系统的构成原则 9

2.3 开放式测控系统的网络结构模型 10

2.4 测控系统与信息网络的集成技术 14

第3章 网络化测控系统的局域网技术——现场总线技术 16

3.1 现场总线的特点 16

3.2 几种典型的现场总线技术 17

3.3 现场总线技术的发展动向 21

3.3.1 各种现场总线既相互竞争又相互包容 21

3.3.2 Ethernet有可能取代高速现场总线成为控制网络的高速网段 21

3.4 Ethernet现场总线技术 22

3.4.1 Ethernet发展简史 22

3.4.2 什么是Ethernet？ 22

3.4.3 Ethernet的组成 23

3.4.4 Ethernet的分类 26

3.4.5 局域网的逻辑结构与相关标准 29

3.4.6 Ethernet介质接入控制方法 30

3.4.7 规范物理层特性 36

3.4.8 Ethernet的优越性 39

3.5 Ethernet与现场总线的性能比较 41

第4章 无线局域网技术 44

4.1 无线网络技术 44

4.1.1 无线网络的技术简介 44

4.1.2 无线网络的技术特点 45

4.1.3 现场级无线网络应用的问题 45

4.1.4 现场级无线网络应用关键问题的解决 46

4.2 无线Ethernet现场总线技术 47

4.2.1 无线Ethernet通信技术 47

4.2.2 常用的无线网络产品 48

4.2.3 无线网络的拓扑结构 49

4.3 蓝牙技术 51

4.3.1 概述 51

4.3.2 蓝牙协议 51

4.3.3 蓝牙的应用 53

第5章 嵌入式TCP/IP在测控系统中的应用 57

5.1 TCP/IP协议 57

5.1.1 TCP/IP协议模型 57

5.1.2 TCP/IP模型工作机制 58

5.2 嵌入式网络操作系统 59

5.3 嵌入式TCP/IP协议的特点 61

5.4 嵌入式TCP/IP的实现方法 63

5.4.1 几种实现方案 63

5.4.2 关键问题 65

5.5 IP协议的嵌入式技术 66

5.5.1 IP和ICMP协议数据报格式 66

5.5.2 嵌入式IP协议 68

5.5.3 改善IP协议性能的机制 69

5.6 TCP和UDP协议的嵌入技术 69

5.6.1 TCP协议 70

5.6.2 UDP协议 73

5.6.3 TCP和UDP的共同点 74

5.7 嵌入式Web服务器 75

5.7.1 概述 75

5.7.2 嵌入式Web服务器支持的协议 75

5.7.3 嵌入式Web服务器的工作原理 77

5.7.4 嵌入式Web服务器的实现 78

第6章 网络化测控系统软件技术 81

6.1 网络化测控系统面向对象设计技术 81

6.1.1 自动测试系统面向对象设计 82

6.1.2 网络化测控系统面向对象设计 83

6.2 软件体系结构 84

6.3 网络化测控系统的分布式网络计算平台 85

6.3.1 分布式网络平台 85

6.3.2 集成CORBA/Java的WWW分布式应用开发技术 90

6.4 基于组件和代理的网络化测控系统 96

6.4.1 基于CORBA/Java的网络化测控系统 96

6.4.2 基于CORBA/Java和Agent的网络化测控系统软件模型 99

6.5 分布式实时数据库管理系统 102

6.5.1 基于CORBA/Java的对象Web的系统模型 102

6.5.2 基于CORBA/Java的对象Web的系统实现 104

第7章 Ethernet性能分析与改善 109

7.1 测控网络性能指标 109

7.1.1 测控网络性能分析评价指标 109

7.1.2 影响网络性能的因素 110

7.2 Ethernet网络的性能测试与评估 111

7.2.1 实时性分析 111

7.2.2 Ethernet实时性测试 113

7.2.3 测试结果与分析 114

7.3 Ethernet用于网络化测控的可行性 116

7.3.1 为什么以前不用Ethernet作现场总线 116

7.3.2 Ethernet正逐渐进入工业控制领域 117

7.3.3 工业Ethernet技术的发展使其在工业控制领域的应用成为可能 118

7.4 改善Ethernet性能的技术措施 122

7.4.1 Ethernet的实时性 122

7.4.2 Ethernet的可用性 132

7.4.3 Ethernet的互操作性 132

7.4.4 Ethernet的网络安全性 133

7.4.5 总线供电 134

7.4.6 Ethernet的本质安全和安全防爆技术 134

7.4.7 远距离传输 135

第8章 网络化测控系统的同步技术 137

8.1 系统时钟同步技术概述 137

8.1.1 同步时钟源 137

8.1.2 时钟同步的方法 138

8.2 软件同步方法 138

8.3 硬件同步方法 141

第9章 网络化测控系统的高可用性设计 144

9.1 网络化测控系统可靠性设计 144

9.1.1 网络化测控系统可靠性指标 144

9.1.2 网络化测控系统的故障特性 145

9.1.3 可靠性设计 145

9.2 网络化测控系统冗余性设计 148

9.2.1 容错Ethernet的实现机制和拓扑结构 149

9.2.2 数据传输协议 150

9.2.3 容错Ethernet软件的设计 151

9.3 网络化测控系统的安全性设计 152

9.3.1 网络化测控系统的安全需求 152

9.3.2 网络安全措施 153

9.3.3 网络化测控系统中安全技术的应用 156

第10章 网络化测控系统的实现 158

10.1 网络化测控单元 158

10.1.1 网络化传感器 158

10.1.2 网络化测试仪器 162

10.2 基于Ethernet的测控系统的组建技术 165

10.2.1 基于面向对象的网络化测控系统的组建技术 165

10.2.2 基于虚拟仪器的测控系统的组建技术 165

10.3 基于虚拟仪器的网络化测控系统的组建实例 167

10.3.1 基于虚拟仪器的测控系统平台模型 167

10.3.2 组建测控网络的两种形式 169

10.3.3 DataSocket技术 171

10.3.4 基于LabView的C/S模式网络化测控系统软件设计 176

10.3.5 基于LabView的B/S模式网络化测控系统软件设计 179

10.4 基于PXI总线的网络化测控应用系统 180

10.4.1 数据采集系统 181

10.4.2 图形图像采集系统 182

10.4.3 运动控制 186

10.4.4 任意波形发生器 189

10.4.5 示波器 192

参考文献 195