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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 one132

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