網(wǎng)絡(luò)化儀器技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

前言

儀器儀表技術(shù)既是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，也是信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)與源頭?，F(xiàn)代科學(xué)中，如航空航天、高能物理、生物工程、新材料、新能源和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的研究與實(shí)驗(yàn)，都離不開(kāi)先進(jìn)儀器儀表技術(shù)的應(yīng)用?！熬W(wǎng)絡(luò)化儀器”是儀器科學(xué)技術(shù)最新發(fā)展趨勢(shì)，本書(shū)正是針對(duì)當(dāng)前技術(shù)與市場(chǎng)需求，以實(shí)用為主線，理論聯(lián)系實(shí)際，將有關(guān)的理論研究與實(shí)際工作有機(jī)融合。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)化儀器基礎(chǔ)理論，并應(yīng)用這些理論構(gòu)成實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)一步解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體或特殊的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控問(wèn)題。本書(shū)力求將系統(tǒng)性、實(shí)用性與先進(jìn)性相結(jié)合，理論與實(shí)踐相交融，既注重傳統(tǒng)知識(shí)的講授，又兼顧新技術(shù)、新成果的應(yīng)用。本書(shū)具有如下特色。1.應(yīng)用型特色——充分結(jié)合生產(chǎn)和工程實(shí)踐本書(shū)以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線，突出應(yīng)用性和針對(duì)性，強(qiáng)化實(shí)踐能力的培養(yǎng)。將網(wǎng)絡(luò)化儀器和工程檢測(cè)方面的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在掌握網(wǎng)絡(luò)化儀器原理的基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步應(yīng)用這方面的知識(shí)以解決工程檢測(cè)中的具體問(wèn)題。2.內(nèi)容新穎——精選最新科技成果本書(shū)集中作者多年來(lái)從事網(wǎng)絡(luò)測(cè)控教學(xué)及科研的經(jīng)驗(yàn)，作為國(guó)內(nèi)第一本有關(guān)“網(wǎng)絡(luò)化儀器”的書(shū)籍，全面講述了網(wǎng)絡(luò)化儀器基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用實(shí)踐，反映了網(wǎng)絡(luò)化儀器技術(shù)的最新趨勢(shì)。3.提供與本書(shū)配套的教學(xué)資源本書(shū)除了提供各章的PPT講稿外，還提供了作者自行開(kāi)發(fā)的電子教學(xué)資源，如虛擬測(cè)試儀器、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等。

內(nèi)容概要

本教材是作者在多年來(lái)從事網(wǎng)絡(luò)測(cè)控教學(xué)及科研的基礎(chǔ)上寫(xiě)成的。全書(shū)內(nèi)容豐富、全面、新穎、實(shí)用，敘述力求由淺入深，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化儀器原理力爭(zhēng)講清概念，對(duì)其應(yīng)用充分結(jié)合生產(chǎn)和工程實(shí)踐，使教材具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。本書(shū)突出應(yīng)用性和針對(duì)性，強(qiáng)化實(shí)踐能力的培養(yǎng)，將網(wǎng)絡(luò)化儀器和工程檢測(cè)方面的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在掌握網(wǎng)絡(luò)化儀器原理的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步地應(yīng)用這方面的知識(shí)以解決工程檢測(cè)中的具體問(wèn)題。同時(shí)，注意反映新器件、新技術(shù)的內(nèi)容，使讀者了解前沿技術(shù)?！　∪珪?shū)共8章，內(nèi)容包括緒論、網(wǎng)絡(luò)化儀器通信基礎(chǔ)和體系結(jié)構(gòu)、LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器、網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)化嵌入式儀器、網(wǎng)絡(luò)化儀器的可靠性問(wèn)題和實(shí)時(shí)性問(wèn)題分析、嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感器研究與實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)舉例?！　”緯?shū)適用面廣，不僅可以作為電氣工程及自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、機(jī)電一體化、自動(dòng)化、電子信息、測(cè)控技術(shù)與儀器等專(zhuān)業(yè)本科相關(guān)專(zhuān)業(yè)教材，也可作為廣大從事檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的工程技術(shù)人員的自學(xué)用書(shū)。　　

書(shū)籍目錄

第1章　緒論　1.1　現(xiàn)代儀器技術(shù)概述　　1.1.1　現(xiàn)代儀器的發(fā)展歷程　　1.1.2　現(xiàn)代儀器的發(fā)展趨勢(shì)　1.2　網(wǎng)絡(luò)化儀器概述　　1.2.1　網(wǎng)絡(luò)化儀器的發(fā)展　　1.2.2　網(wǎng)絡(luò)化儀器的概念和特點(diǎn)　　1.2.3　常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)化儀器及網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)的典型應(yīng)用第2章　網(wǎng)絡(luò)化儀器通信基礎(chǔ)和體系結(jié)構(gòu)　2.1　TCP/IP　　2.1.1　TCP/IP參考模型　　2.1.2　TCP協(xié)議　　2.1.3　IP協(xié)議　2.2　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)　　2.2.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類(lèi)　　2.2.2　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展　　2.2.3　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成　　2.2.4　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能　2.3　網(wǎng)絡(luò)化儀器的體系結(jié)構(gòu)　　2.3.1　網(wǎng)絡(luò)化儀器基本模式　　2.3.2　基于C/S模式的典型網(wǎng)絡(luò)化儀器結(jié)構(gòu)　　2.3.3　基于B/S模式的典型網(wǎng)絡(luò)化儀器結(jié)構(gòu)　　2.3.4　基于C/S、B/S混合模式的典型網(wǎng)絡(luò)化儀器結(jié)構(gòu)第3章　LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器　3.1　LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器概述　　3.1.1　LXI標(biāo)準(zhǔn)　　3.1.2　LXI網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)　　3.1.3　LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器的發(fā)展前景　　3.1.4　LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器的關(guān)鍵技術(shù)　　3.1.5　LXI總線網(wǎng)絡(luò)化儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案　3.2　基于LXI總線虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu)　　3.2.1　LXI總線虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)　　3.2.2　LXI總線儀器模塊的構(gòu)成　　3.2.3　LXI總線虛擬儀器的硬件接口方案　　3.2.4　LXI的軟件接口及同步接口第4章　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器　4.1　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器基礎(chǔ)　　4.1.1　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的概念　　4.1.2　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu)　　4.1.3　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu)　4.2　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的開(kāi)發(fā)平臺(tái)　　4.2.1　軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)概述　　4.2.2　圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW簡(jiǎn)介　4.3　TCP和UDP通信　　4.3.1　TCP結(jié)點(diǎn)與TCP通信技術(shù)及應(yīng)用　　4.3.2　UDP結(jié)點(diǎn)與UDP通信應(yīng)用　4.4　DataSocket技術(shù)　　4.4.1　DataSocket技術(shù)簡(jiǎn)介　　4.4.2　DataSocket結(jié)點(diǎn)　　4.4.3　DataSocket應(yīng)用　4.5　基于Web的遠(yuǎn)程發(fā)布　　4.5.1　在Web上發(fā)布LabVIEW程序　　4.5.2　在Web上發(fā)布HTML文件　4.6　遠(yuǎn)程儀器訪問(wèn)技術(shù)　4.7　兩種組建網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器系統(tǒng)的模式和應(yīng)用　　4.7.1　C/S模式　　4.7.2　B/S模式　　4.7.3　應(yīng)用實(shí)例　　第5章　網(wǎng)絡(luò)化嵌入式儀器第6章　網(wǎng)絡(luò)化儀器的可靠性問(wèn)題和實(shí)時(shí)性問(wèn)題分析第7章　嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感器研究與實(shí)現(xiàn)第8章　網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)舉例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展源于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大、通信技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求的增長(zhǎng)，共同促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生于20世紀(jì)50年代中期，60～70年代是廣域網(wǎng)從無(wú)到有并得到大發(fā)展的年代；80年代局域網(wǎng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已日趨成熟；進(jìn)入90年代，一方面廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)緊密結(jié)合使得企業(yè)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，另一方面建造了覆蓋全球的信息網(wǎng)絡(luò)Internet，為在21世紀(jì)進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程可劃分為如下3個(gè)階段。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的初級(jí)階段在20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)比較少且價(jià)格昂貴。人們將分布在遠(yuǎn)距離的多個(gè)終端通過(guò)通信線路與某地的中心計(jì)算機(jī)相連，來(lái)使用中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)資源，這稱(chēng)為遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程終端負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，送往中心計(jì)算機(jī)處理，中心計(jì)算機(jī)再將處理結(jié)果送回遠(yuǎn)程終端輸出。為了減輕中心計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，在20世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了前端處理機(jī)（或稱(chēng)通信處理機(jī)）來(lái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)等通信控制和通信處理工作，對(duì)一些集中在一個(gè)地域的終端則相應(yīng)設(shè)置了集中器來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端共享一條高速通信線路。具有代表性的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)是美國(guó)在20世紀(jì)50年代建立的半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)（SAGE），它將雷達(dá)和其他信息從終端輸入后，經(jīng)通信線路送到中心計(jì)算機(jī)處理。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段20世紀(jì)60年代中后期，隨著計(jì)算機(jī)擁有量的增加，人們?cè)噲D將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)的傳輸。1969年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）建成了連接4臺(tái)計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)性網(wǎng)絡(luò)ARPANET并投入運(yùn)行。它標(biāo)志著當(dāng)今意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起。ARPANET是一個(gè)分組交換網(wǎng)，其中，IMP（接口信息處理機(jī)）負(fù)責(zé)通信處理和通信控制（包括報(bào)文分組、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、信號(hào)發(fā)收等功能）；H（HOST，主機(jī)）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理；TIP（終端接口處理機(jī)）用于將終端連入網(wǎng)絡(luò)。ARPANET首次引入了通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的概念，實(shí)現(xiàn)了分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。此后，許多國(guó)家紛紛組建較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如美國(guó)的CYBERNET網(wǎng)（一個(gè)全國(guó)性的商用資源共享網(wǎng)絡(luò)）和歐洲情報(bào)網(wǎng)（EIN）。3.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，每一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又自成體系。20世紀(jì)70年代，為適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和互聯(lián)的需要，各網(wǎng)絡(luò)研制部門(mén)開(kāi)始致力于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究，提出了多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其中典型的有：1974年IBM公司提出的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系（SNA），1975年DEC公司提出的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系（DNA）。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（IS（））于1977年組織進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的研究，在1983年頒布了“開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型”（即（）SI模型）。這些研究工作大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范化。

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