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電腦測試與控制技術

為了解決溫濕度感測器rs485的問題，作者李行善 這樣論述：

“電腦測試與控制技術”綜合了感測器、信號調理、微型電腦原理與介面、數位信號處理、控制理論、模式識別等多學科理論與技術,是一門具有較強工程應用背景的專業課程。   本書從工程應用的角度研究電腦測試與控制所涉及的理論與方法,使讀者全面、系統地瞭解和掌握電腦測控工程系統的設計與實現方法。本書將電腦測控系統所涉及的共性問題,如電腦介面技術、測控匯流排技術、常用測控演算法、軟硬體抗幹擾技術、測控系統的設計方法等歸納編寫成獨立章節進行講述,便於讀者根據實際工程需要有針對性地學習。   本書將電腦測試與控制一般性理論和方法的講述與大量應用實例相結合,不僅便於讀者理解掌握理論知識,也可為解決實際工程應用中類似

問題提供有益的參考。本書可作為自動化等相關專業的本科高年級教材,也可作為相關專業工程技術人員的常用設計參考書。 李行善， 北京航空航太大學教授 博士生導師，出版專著1部（《自動測試系統集成技術》，教材1本（《電腦測試與控制》，研究領域為電腦測試與控制技術、虛擬儀器與自動測試系統、智慧診斷、預測與綜合健康管理。   于勁松， 北京航空航太大學副教授、碩士生導師，參與專著編寫1部（《自動測試系統集成技術》，研究領域為虛擬儀器與自動測試系統、智慧資訊處理、故障診斷、預測與綜合健康管理等。 第1章 緒 論/1 1.1 測試與控制技術的應用與發展/1 1.1.1

測試與控制技術的應用領域/1 1.1.2 電腦在測控系統中的應用與發展/2 1.2 電腦測試系統的組成和典型應用 /3 1.2.1 電腦測量系統 / 3 1.2.2 智慧型儀器器———微型電腦與測量儀器的有機結合 / 4 1.2.3 電腦過程測試系統 // 5 1.2.4 計算機智能測試系統 // 7 1.3 電腦控制系統的組成與典型應用 / 10 1.3.1 程式控制和順序控制系統 /10 1.3.2 過程監測與操作指導系統 /10 1.3.3 電腦回饋控制系統 / 11 1.3.4 電腦監督控制系統 / 12 1.3.5 集散型控制系統 / 12 1.3.6 電腦控制網路 /14 1.4

電腦測控系統 /15 1.4.1 測控系統硬體組成/15 1.4.2 測控系統軟體 / 17 1.5 本書的內容組織 /17 習題與思考題 /18 參考文獻 /18 第2章 微機測控系統常用匯流排 / 19 2.1 匯流排概述 / 19 2.1.1 匯流排的作用和分類// 19 2.1.2 系統匯流排上的資料傳輸 / 20 2.2 ISA匯流排和PC 104匯流排// 22 2.2.1 ISA匯流排 / 22 2.2.2 PC 104匯流排 / 27 2.3 PCI匯流排 / 28 2.3.1 PCI匯流排的特點和主要性能指標/ 28 2.3.2 PCI匯流排信號線/ 30 2.3.3 PC

I匯流排命令 / 36 2.3.4 PCI匯流排上的資料傳輸過程 / 39 2.4 VME匯流排 / 42 2.4.1 VME匯流排引腳定義 // 43 2.4.2 VME匯流排系統的中斷響應過程 / 46 2.5 常用串列通信匯流排 / 47 2.5.1 串列通信概述 / 47 2.5.2 RS 232C匯流排 / 52 2.5.3 RS 422A和RS 485匯流排 /62 2.5.4 幾種串列匯流排的比較 /64 2.6 USB和IEEE 1394通用序列匯流排 /64 2.6.1 USB匯流排 /64 2.6.2 高性能串列匯流排IEEE 1394 /83 2.7 現場匯流排 / 84

2.7.1 現場匯流排的概念 / 84 2.7.2 幾種流行的現場匯流排 /87 2.7.3 現場匯流排的特點及發展趨勢 /90 習題與思考題 / 91 參考文獻 /92 第3章 測控系統介面技術 /93 3.1 介面的作用與分類 / 93 3.2 人機介面 / 94 3.2.1 鍵盤介面 /94 3.2.2 顯示器介面 /102 3.2.3 印表機介面 /112 3.2.4 滑鼠介面 / 117 3.2.5 觸控式螢幕及其介面 /119 3.3 過程通道介面/ 124 3.3.1 模擬量輸入通道 /124 3.3.2 模擬量輸出通道 /144 3.3.3 開關量輸入通道 /158 3.3

.4 開關量輸出通道 / 162 3.4 感測器介面 / 165 3.4.1 信號調理放大器 /165 3.4.2 感測器介面的分類 /169 3.4.3 電阻式感測器介面 / 170 3.4.4 變電抗式感測器介面 /177 3.4.5 有源感測器介面 / 184 3.4.6 數位式感測器介面 /196 3.5 串列通信介面/ 202 3.5.1 8251A的內部結構 / 202 3.5.2 8251A的程式設計命令 / 203 3.5.3 8251A應用舉例 /205 習題與思考題 / 208 參考文獻 / 209 第4章 電腦控制技術/ 210 4.1 電腦順序控制 / 210 4.2

步進電機控制/ 215 4.2.1 步進電機的控制原理 /215 4.2.2 步進電機與微型電腦的介面 / 216 4.2.3 步進電機的單片機控制 /217 4.2.4 步進電機步距角細分技術/223 4.3 電腦控制系統設計 / 225 4.3.1 類比化設計的概念與進行步驟 / 225 4.3.2 類比校正裝置的離散化方法 /228 4.3.3 數位校正裝置舉例 /232 4.3.4 典型環節的離散化 /235 4.4 PID控制演算法及數位PID控制器 /237 4.4.1 基本PID演算法 / 237 4.4.2 標準PID控制演算法的改進 /244 4.4.3 PID控制器的參數

整定/251 4.5 電腦控制系統應用實例 /256 4.5.1 系統總體結構及功能 /257 4.5.2 硬體系統設計 / 257 4.5.3 控制演算法及軟體設計 /259 習題與思考題 / 268 參考文獻 / 268 第5章 基於微型電腦的測試技術/ 269 5.1 概 述 / 269 5.1.1 測試與測試系統 /269 5.1.2 採用微型計算機組建測試系統的優點 / 270 5.1.3 過程測試系統與智慧測試系統 / 271 5.1.4 兩類測量系統 / 272 5.2 電腦在測試系統中的作用 /275 5.2.1 組織和管理測試序列 /276 5.2.2 存儲程式、表格和常數

/277 5.2.3 處理測量信號 / 278 5.2.4 實現自動校準 / 280 5.2.5 實現智慧化的輸出顯示 /281 5.2.6 使測試系統的設計更加靈活 /281 5.2.7 使遠動控制更加方便 /282 5.3 以微型電腦為核心的測試系統舉例 / 282 5.3.1 以微型電腦為核心的數位多用表 / 282 5.3.2 飛機電纜自動檢測系統 /283 5.3.3 內燃機參數測試系統 /289 5.4 採用微型電腦的電壓測量 //292 5.4.1 採用成品 A/D轉換器的直流電壓測量 / 293 5.4.2 用雙積分法測量直流電壓/297 5.4.3 用電荷平衡法測量直流電壓

/299 5.4.4 交流電壓的測量 / 302 5.5 採用微型電腦的電流測量 /305 5.5.1 兩種電流輸入型前置放大器 /306 5.5.2 用於檢測大電流的電流輸入前置放大器 / 307 5.5.3 與電流互感器配用的電流輸入前置放大器/ 308 5.6 採用微型電腦的時間參數測量 /311 5.6.1 採用微型電腦的頻率測量 /311 5.6.2 採用微型電腦的週期測量 /318 5.6.3 採用微型電腦的相位測量 /318 5.6.4 時間間隔及頻率比的測量/320 5.7 資料獲取系統/ 321 5.7.1 資料獲取系統的組成及主要性能指標 / 321 5.7.2 資料獲取

系統舉例 / 327 5.8 微型電腦測試系統設計舉例/339 5.8.1 技術指標/ 339 5.8.2 確定測量方案及測量感測器 /339 5.8.3 溫濕度測量儀硬體設計 /343 5.8.4 演算法及軟體流程設計 /346 習題與思考題 / 351 參考文獻 / 351 第6章 電腦測控系統常用演算法/353 6.1 演算法概述 / 353 6.2 二進位定點數計算 / 354 6.2.1 數的定點標記法 / 354 6.2.2 定點二進位數字的計算 /355 6.3 二進位浮點數的計算 / 358 6.3.1 浮點數標記法 / 358 6.3.2 浮點運算原理 / 360 6.3.

3 二進位浮點數計算程式 /361 6.3.4 定點運算與浮點運算的比較 /362 6.4 常用函數的近似計算 / 363 6.4.1 平方根的計算 / 363 6.4.2 利用冪級數計算常用函數/364 6.4.3 利用曲線擬合法計算函數的近似值 / 365 6.5 標度變換方法/ 366 6.6 線性化技術 / 367 6.6.1 分段線性化 / 367 6.6.2 用微型電腦實現線性化處理 / 369 6.6.3 使用高次多項式的線性化/371 6.7 資料平滑演算法/ 373 6.7.1 三點數據平均 / 373 6.7.2 五點三階多項式平滑 /373 6.8 測量資料的微分演算法

/ 376 6.8.1 微商演算法/ 376 6.8.2 利用擬合三階多項式求導數 /376 6.9 數值積分演算法/ 377 6.9.1 矩形法 / 377 6.9.2 梯形法 / 378 6.9.3 拋物線法/ 379 6.9.4 三階多項式內插法 / 380 6.9.5 牛頓 柯特斯公式/ 381 6.10 校準及自檢方法 / 382 6.10.1 測量通道的系統誤差及其校準 / 383 6.10.2 測控系統自檢方法 / 390 習題與思考題 / 397 參考文獻 / 397 第7章 虛擬儀器技術與自動測試系統/ 398 7.1 虛擬儀器 / 398 7.1.1 虛擬儀器的含義 /

398 7.1.2 虛擬儀器與傳統臺式儀器的區別 / 399 7.2 儀器匯流排標準/ 399 7.2.1 GPIB匯流排 / 400 7.2.2 VXI匯流排/ 406 7.2.3 PXI匯流排 / 409 7.2.4 LXI匯流排/ 416 7.2.5 常用儀器匯流排模組的選擇與比較 / 423 7.3 儀器驅動器模型與實現機制 /426 7.3.1 基於 VPP模型的儀器驅動器 / 427 7.3.2 基於IVI模型的儀器驅動器 /433 7.4 測試應用軟體發展工具 / 438 7.4.1 LabVIEW / 439 7.4.2 LabWindows/CVI // 440 7.4.3

其他測試開發工具 / 442 7.5 自動測試系統設計 / 443 7.5.1 自動測試系統的概念與組成 /443 7.5.2 自動測試系統的應用範圍/445 7.5.3 自動測試系統的發展概況/446 7.5.4 自動測試系統總體設計 /448 7.6 自動測試系統硬體設計 / 450 7.6.1 硬體組成/ 450 7.6.2 硬體需求分析 / 451 7.6.3 測試資源選型 / 452 7.6.4 控制器選型 / 453 7.6.5 開關系統設計 / 453 7.6.6 測試系統信號介面的設計與實現 / 459 7.7 自動測試系統軟體設計 / 463 7.7.1 測試系統軟體特徵 /

463 7.7.2 測試系統軟體架構 / 464 7.7.3 測試軟體發展技術 / 468 習題與思考題 / 471 參考文獻 / 472 第8章 電腦測控系統抗幹擾設計/ 473 8.1 幹擾源及傳播途徑 / 473 8.1.1 幹擾源的分類 / 473 8.1.2 幹擾的耦合方式 / 475 8.1.3 幹擾進入系統的模式 /481 8.2 傳輸通道的抗幹擾措施 / 483 8.2.1 共模幹擾的抑制 / 483 8.2.2 差模幹擾的抑制 / 489 8.3 長線傳輸抗幹擾措施 / 492 8.3.1 長線傳輸引入的幹擾 /492 8.3.2 長線傳輸幹擾的抑制 /494 8.4 接

地技術 / 496 8.4.1 地線系統的分析 / 496 8.4.2 輸入通道的接地 / 498 8.4.3 主機系統的接地 / 499 8.4.4 交流地與信號地 / 499 8.4.5 數位地與類比地 / 500 8.5 遮罩技術 / 500 8.6 供電系統抗幹擾設計 / 505 8.6.1 電源的幹擾及抑制 / 505 8.6.2 供電系統的一般保護措施/506 8.6.3 電源異常的保護措施 /507 8.7 印刷電路板的抗幹擾設計 /508 8.7.1 數位電路抗幹擾設計 /508 8.7.2 類比電路抗幹擾設計 /509 8.7.3 電路抗幹擾設計的其他問題 /510 8.8

軟體的抗幹擾設計 / 511 8.8.1 數位濾波技術 / 511 8.8.2 開關量的軟體抗幹擾技術/513 8.8.3 看門狗技術 / 513 8.8.4 指令冗餘技術 / 516 8.8.5 軟體陷阱技術 / 517 習題與思考題 / 518 參考文獻 / 518 第9章 電腦測控系統的設計與實現/ 519 9.1 概 述 / 519 9.1.1 電腦測控系統的一般構成和設計原則 / 519 9.1.2 電腦測控系統的研製過程 /520 9.2 系統設計技術/ 522 9.2.1 規範化的設計技術 / 522 9.2.2 結構化的設計技術 / 523 9.2.3 系統的功能規範 / 5

30 9.2.4 系統的總體方案設計 /532 9.3 系統硬體設計技術 / 538 9.3.1 選擇系統的匯流排和主機機型 /538 9.3.2 選擇輸入/輸出通道範本 /540 9.3.3 選擇感測器和執行機構 /540 9.3.4 輸入/輸出通道的信號調理 /542 9.4 系統軟體設計技術 / 542 9.4.1 測控系統應用軟體的研製過程 / 543 9.4.2 軟體設計技術 / 545 9.4.3 軟體發展工具 / 546 9.4.4 軟體調試技術 / 548 9.5 系統可靠性設計 / 549 9.5.1 可靠性的基本概念 / 549 9.5.2 故障來源/ 550 9.5.3

硬體可靠性設計 / 551 9.5.4 軟體可靠性設計 / 554 9.6 系統集成、調試與投入運行 /555 9.6.1 調試工具介紹 / 555 9.6.2 測控系統的調試 / 557 9.6.3 系統故障的檢測與調試 /559 9.7 電腦測控系統設計舉例 /561 習題與思考題 / 574 參考文獻 / 575

嵌入式MCGS串口通信快速入門級編程實例

為了解決溫濕度感測器rs485的問題，作者張輝 這樣論述：

本書按照開發者的學習習慣，首先簡明扼要說明了串口的基本概念和基礎知識，講述了MCGSE系統組成、MCGSE中的資料類型、串口分類、串口標準等，該部分為學習串口開發的功底；其次，通過微型印表機、流量感測器、溫度感測器等開發實例，詳細說明了如何利用MCGSE提供的串口函數靈活地訪問各種協定接口，該部分提供了一種“萬能通信”方式，即無論什麼樣的資料格式、什麼樣的收發方式，利用該類函數都可以解決問題；最後，重點詳細講解基於Modbus標准協議的通信，即只要儀錶採用的是標準Modbus協議，都可以利用這部分的指令解決，充分利用嵌入式MCGSE底層的驅動，完美實現通信互聯。 書中以實

例形式引導讀者逐步完成串口通信程式設計開發，同時配套視頻演示和講解，用手機掃描二維碼即可觀看，易懂、易學。 本書可供自動化、電腦應用、電子資訊、機電一體化、測控專業的技術人員和師生參考。

基於物聯網之空調中央監控系統

為了解決溫濕度感測器rs485的問題，作者黃陳棋 這樣論述：

空調監控系統在目前的技術還是利用傳統實體線路來傳輸控制器與中控室之間的訊號，因此在建置上是需要花費都相當高在時間及成本，除此之外實體線路還會因動力線共同配置時造成訊號不穩定及日後維護查修不易等問題，為了解決上述問題本論文以標準化實驗動物設施空調控制系統為例，利用無線感測網路傳輸技術取代實體線路傳輸訊號並形成IOT物聯網架構，讓使用者不必在中控室也能夠透過手機就能輕鬆掌握所需的資訊，達到即時監控之應用。為克服並取代控制器與中控室之間使用傳統實體線路傳輸等問題，本論文提出LoRa無線感測網路技術，並結合資料庫、直覺式圖形化人機介面監控系統、手機應用程式架構所組成本論文研究之系統。本論文之技術要點

為LoRa無線感測網路，由一組監控節點、二組感控節點所組成。空調環境之感測器(溫度、濕度、壓力)所量測數據提供給PLC可程式控制器，透過PI模組運算出誤差值後，再輸出訊號給控制元件(冰/熱水閥、送風機)。感控節點會透過LoRa無線感測網路將PLC可程式控制器數據送至監控節點，同時監控節點將資料以Modbus通訊協定透過RS-485網路傳送至微型電腦並用WIFI方式連接網路，最後使用圖形化人機介面軟體整合監控系統顯示即時資訊，並有效觀察環境是否達到設定標準，也可透過歷史資料評估控制系統是否穩定。手機應用程式能隨時遠端監控空調環境系統，當系統超出設定範圍時會發出警報提醒。本論文之研究結果LoRa無

線感測網路除了能夠傳輸穩定的數據之外，使用者亦可透過LoRa無線感測網路輸入參數控制元件，在傳輸距離上比傳統實體線路多4~5倍，能有效縮短建置上時間與成本目的，日後查修線路快速又方便。此技術可運用遠距離且多據點的牧場或室內面積較大的設施，透過手機集中管理多組設施，即時監控空調中央監控系統提供良好且穩定的環境。關鍵詞：LoRa無線感測網路、IOT物聯網、PLC可程式控制器、PI模組、Modbus通訊、RS-485網路、WIFI網路。