书名：网络化测控系统设计与应用
书号：978-7-5198-8143-6
定价：68元
作者：张春富
出版时间：2023-12-13
出版社：中国电力出版社
页码： 284    字数(千字)：396
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

产品特色

本书在介绍概念的基础上，综合控制技术和计算机网络应用技术等相关知识，突出实际工程应用。

作者介绍

张春富，负责科研工作、学术交流、科技成果转化、科技服务地方经济、实验室建设与管理等工作。

内容介绍

本书从网络化测控系统的实际应用出发，系统地介绍了基于网络的测控系统的核心技术，涉及工业通信与网络基础知识、测控网络分类、硬件技术、软件技术、系统设计方法和应用实例。全书共分9 章，内容包括网络化测控系统概述、计算机网络体系结构、有线测控网络、无线测控网络、网络化测控系统硬件开发、网络化测控系统软件开发、工业以太网测控系统开发实例、现场总线测控系统开发实例和无线测控系统开发实例。针对不同类型的网络化测控系统，介绍了系统的设计方法与相关技术。 本书体系完备，内容丰富，系统性和实践性强，可作为高等院校自动化、电气工程、测控技术与仪器、电子信息、计算机应用、机电一体化等专业的教材，也可作为相关专业科研与工程技术人员的参考书。
本书适用于本书体系完备，内容丰富，系统性和实践性强，可作为高等院校自动化、电气工程、测控技术与仪器、电子信息、计算机应用、机电一体化等专业的教材，也可作为相关专业科研与工程技术人员的参考书。

前言

前言 网络化测控系统融合了计算机技术、控制技术、信息技术、网络和通信技术以及人工智能技术等，广泛应用于工农业生产、科学研究、军事、航空航天等领域。本书以网络化测控系统设计为主线，从测控技术的实际应用出发，突出各类网络化测控系统的设计方法，并依据网络化测控系统的软硬件分类进行内容组织与编排，强调实用性设计。 全书共分9 章。第1 章为概述，介绍了网络化测控系统的概念、组成、特点，典型网络化测控系统的结构和特点，以及网络化测控系统的设计原则、流程和方法；第2 章为计算机网络体系结构，介绍了计算机网络的组成、计算机网络的分类、网络协议与体系结构、数据通信与数据传输、数据交换与控制技术，以及局域网与企业信息网络；第3 章为有线测控网络，介绍了基于有线通信介质的CAN、PROFIBUS、LonWorks 以及工业以太网的技术基础；第4 章为无线测控网络，介绍了基于无线通信介质的RFID、NFC、Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi 以及LoRa、移动通信、NB-IoT 的技术基础；第5 章为网络化测控系统硬件开发，介绍了测控系统硬件的电路基础、常用传感器及其测量电路、常用外部通信协议及接口电路等测控系统硬件开发的技术基础，并给出了微型板卡与工业控制主板硬件开发的案例；第6 章为网络化测控系统软件开发，介绍了常用编程技术、数据交换技术和软件开发流程与设计实现；第7 章为工业以太网测控系统开发实例，介绍了工业以太网测控系统的总体设计、拓扑结构设计，并详细介绍了工业以太网系统功能验证与调试实例；第8 章为现场总线测控系统开发实例，介绍了基于LonWorks、CAN、iCAN 以及PROFIBUS-DP 的现场总线测控系统的开发实例；第9 章为无线测控系统开发实例，介绍了无线测控系统的开发环境、开发平台以及开发实例。 本书的编写突出实用性、先进性、系统性、新颖性，力求将基础知识与实际应用相结合。针对各类网络化测控系统的设计，本书都配有具体的应用实例。 本书由张春富、何坚强、徐顺清、冯俊青、王勇青、朱志浩编写。本书的编写得到了西门子（中国）有限公司、广州致远电子有限公司、研华科技（中国）有限公司、北京亚控科技发展有限公司、北京昆仑通态自动化软件科技有限公司、北京华晟高科科技有限公司等单位的支持。本书的出版得到盐城工学院教材出版基金的资助，在此表示诚挚的感谢。 限于编者水平，书中难免存在错误与不足之处，敬请读者批评指正。 编者

目录

目录
前言
第1章 概述 1
11 网络化测控系统概述 1
111 网络化测控系统的概念 1
112 网络化测控系统的组成 2
113 网络化测控系统的特点 4
12 典型的网络化测控系统 5
121 基于现场总线的测控系统 5
122 基于工业以太网的测控系统 7
123 基于无线通信的测控系统 8
124 基于Internet 的测控系统 10
13 网络化测控系统设计 11
131 网络化测控系统设计原则 12
132 网络化测控系统设计流程 13
133 网络化测控系统设计方法 15
第2章 计算机网络体系结构 22
21 计算机网络的组成和分类 22
211 计算机的组成 22
212 计算机网络的分类 23
22 网络协议与体系结构 24
221 网络协议 24
222 层次结构 25
223 OSI 参考模型 25
23 数据通信与数据传输 26
231 数据通信 26
232 数据传输 28
233 传输介质 32
24 数据交换与控制技术 34
241 数据交换技术 34
242 差错控制技术 36
25 局域网与企业信息网络 37
251 局域网 37
252 企业信息网络 41
第3章 有线测控网络 45
31 CAN 总线 45
311 CAN 总线简介 45
312 CAN 总线协议 48
313 CAN 系统组成 57
32 PROFIBUS 59
321 PROFIBUS 简介 60
322 PROFIBUS 协议 60
323 PROFIBUS 系统组成 63
33 LonWorks 网络 65
331 LonWorks 网络简介 65
332 LonTalk 通信协议 66
333 LonWorks 系统组成 68
34 工业以太网 70
341 工业以太网简介 70
342 工业以太网协议 76
343 工业以太网系统组成 77
第4章 无线测控网络 82
41 近距离无线通信技术 82
411 RFID 技术 82
412 NFC 技术 83
413 Bluetooth 技术 83
414 ZigBee 技术 85
415 WiFi 技术 90
42 远距离无线通信技术 95
421 LoRa 技术 95
422 移动通信技术 97
423 NBIoT 技术 99
第5章 网络化测控系统硬件开发 101
51 测控系统硬件的电路基础 101
511 测控电路的主要特点 101
512 信号调理电路的构成 102
513 线性运算放大电路 102
514 仪表运算放大电路 104
515 隔离运算放大电路 104
516 程控运算放大电路 106
517 电桥运算放大电路 107
518 高输入阻抗运算放大电路 108
519 低漂移运算放大电路 109
52 常用传感器及其测量电路 110
521 位移和位置传感器 110
522 应变传感器 111
523 速度和加速度传感器 113
524 流量传感器 115
525 温湿度传感器 117
53 常用外部通信协议及接口电路 118
531 RS232C 总线及接口电路 118
532 RS422A/RS485 总线 120
533 USB 总线及接口电路 123
534 GPIB 总线及接口电路 124
54 微型板卡与工业控制主板硬件开发 126
541 基于Arduino 的测控硬件开发 126
542 基于RaspberryPi 的测控硬件开发 128
543 基于NI CompactRIO 和LabVIEW 的测控硬件开发 129
第6章 网络化测控系统软件开发 135
61 网络化测控系统常用编程技术 135
611 基于Visual Studio 的编程技术 135
612 基于组态的编程技术 139
62 网络化测控系统数据交换技术 148
621 DDE 技术 149
622 OPC 技术 151
623 DLL 技术 154
63 网络化测控系统软件开发流程与设计实现 154
631 软件开发流程 155
632 软件设计方法 156
633 软件测试与运行 158
第7章 工业以太网测控系统开发实例 160
71 工业以太网测控系统的总体设计 160
711 实例厂区布局和系统网络功能需求分析 160
712 通信设备型号的确定 161
713 系统应用流程分析图设计 161
72 工业通信网络系统的拓扑结构设计 161
721 分布式网络系统分析 161
722 网络通信基本链路设计 163
723 网络冗余拓扑结构设计 170
724 网络稳定安全性拓扑结构设计 175
73 工业以太网系统功能验证与调试实例 182
731 基本链路通信验证 182
732 冗余网络验证 186
733 VLAN 网络验证 188
第8章 现场总线测控系统开发实例 189
81 基于LonWorks 网络的智能楼宇控制系统设计 189
811 控制系统简介 189
812 系统硬件组态 190
813 系统软件组态 192
82 基于CAN 总线的电动汽车充电装置智能测试系统设计 200
821 工作原理 200
822 系统功能和硬件结构设计 201
823 系统软件设计 202
83 基于iCAN 网络的分布式测控系统设计 207
831 iCAN 协议简介 207
832 系统整体组成 208
833 系统硬件设计 208
834 系统软件设计 219
84 基于PROFIBUSDP 总线的流程自动化测控系统设计 230
841 PCS7 过程控制系统简介 230
842 SMPT1000 过程控制实训系统简介 233
843 新建项目、硬件组态与网络组态 238
844 SMPT1000 作为从站与PCS7 通信 248
第9章 无线测控系统开发实例 253
91 无线测控系统开发环境 253
911 PC 上位机开发环境 253
912 Android 上位机开发环境 254
913 iOS 上位机开发环境 256
914 鸿蒙上位机开发环境 257
92 基于物联网的无线测控系统开发平台 259
921 国内主要的物联网云平台 259
922 OneNET 平台搭建及实例创建 259
93 基于OneNET 平台的无线测控系统开发实例 262
931 硬件系统设计 262
932 硬件电路设计 263
933 软件系统设计 265
934 软硬件联调 269
参考文献 272