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第1章 绪论1

1.1测控系统的概念与类型1

1.1.1测控系统的概念1

1.1.2测控系统的类型1

1.2工业过程控制系统概述2

1.2.1工业过程控制系统的发展2

1.2.2工业过程控制系统实例4

1.2.3过程计算机控制系统组成6

1.2.4过程计算机控制系统的分类8

1.3仪器仪表与自动测试系统11

1.3.1仪器仪表与自动测试系统的发展11

1.3.2智能仪器仪表12

1.3.3自动测试系统14

1.4测控系统网络化发展概述15

1.4.1测控系统的网络化发展趋势15

1.4.2测控系统网络技术的特点16

1.4.3网络化测控系统的体系结构18

习题与思考题19

第2章 网络与数据通信基础20

2.1计算机网络基础20

2.1.1计算机网络的定义与发展20

2.1.2计算机网络的拓扑结构22

2.1.3计算机网络中的传输介质24

2.2数据通信技术26

2.2.1数据通信的基本概念26

2.2.2数据传输技术27

2.2.3信息交换技术31

2.2.4差错检测与控制33

2.3网络体系结构34

2.3.1网络体系结构的基本概念34

2.3.2 OSI参考模型与TCP/IP协议集35

2.4局域网技术41

2.4.1局域网概述41

2.4.2局域网访问控制方法42

2.4.3网络互联技术44

2.5无线网络技术46

2.5.1无线网络的优势与发展46

2.5.2无线网络中的主要技术47

2.5.3无线局域网49

2.5.4 GSM与GPRS50

2.6短距离无线数据通信网技术53

2.6.1 HomeRF技术简介54

2.6.2蓝牙（Bluetooth）技术简介54

2.6.3 Wi-Fi技术55

2.6.4 ZigBee技术55

2.6.5电子标签（RFID）技术56

2.7无线传感器网络技术57

2.7.1无线传感器网络概述57

2.7.2 WSN、 Ad hoc和无线宽带网的不同58

2.7.3传感器网络体系结构与特征59

2.7.4传感器网络协议栈62

2.7.5传感器网络的关键技术63

2.8物联网技术与应用64

2.8.1物联网基础知识65

2.8.2物联网与计算机高新技术的结合67

习题与思考题68

第3章 测控系统中常用的网络通信技术69

3.1测控系统网络通信技术特点69

3.1.1实时性69

3.1.2可靠性70

3.1.3稳定性70

3.2测控系统中常用串行通信方法70

3.2.1 RS-232接口70

3.2.2 RS-422/RS-485接口73

3.2.3 USB技术74

3.2.4串行通信应用举例77

3.3现场总线技术81

3.3.1现场总线的定义82

3.3.2现场总线与RS-232、 RS-485的本质区别82

3.3.3基金会现场总线82

3.3.4 ProfiiBus总线83

3.3.5控制器局域网总线CAN84

3.3.6 ControlNet总线84

3.3.7现场总线的应用85

3.4工业以太网87

3.4.1工业以太网的定义87

3.4.2以太网与现场总线的整合88

3.4.3常见工业以太网设备89

3.5透明传输技术90

3.5.1透明传输基本概念与发展趋势90

3.5.2透明串口技术90

3.5.3以太网同计算机串口之间的透明传输技术91

3.5.4 GPRS同计算机串口之间的透明传输技术92

3.5.5其他透明传输技术94

习题与思考题94

第4章 网络化先进控制系统95

4.1集散控制系统（DCS）95

4.1.1 DCS系统概述95

4.1.2现场控制站97

4.1.3操作员站及工程师站98

4.1.4 DCS系统网络99

4.2现场总线控制系统（FCS）100

4.2.1现场总线的概念100

4.2.2现场总线的结构和技术特点102

4.2.3现场总线的基本设备104

4.2.4现场总线的未来趋势105

4.2.5以现场总线为基础的控制系统105

4.3 FCS与DCS的分析比较107

习题与思考题108

第5章 典型网络化工控产品应用技术109

5.1嵌入式控制器BL2000109

5.1.1 BL2000概述109

5.1.2 BL2000系统的特点109

5.1.3 BL2000子系统110

5.1.4 BL2000的性能指标110

5.2 Dynamic C语言112

5.2.1 Dynamic C语言概述112

5.2.2 Dynamic C的设置113

5.2.3基于B/S的Dynamic C程序设计基本步骤114

5.2.4嵌入式基本输入输出程序的编写方法115

5.2.5编写简单的TCP/IP程序115

5.2.6嵌入式系统多任务的处理116

5.2.7编写简单的CGI程序117

5.2.8 Dynamic C同网页之间的连接118

5.3 BL2000以太网接口技术应用实例118

5.3.1头定义（宏定义）118

5.3.2函数与公共变量的定义119

5.3.3 CGI映射函数119

5.3.4配置装入Flash中的文件和变量120

5.3.5主程序120

5.4牛顿-7000工控模块介绍122

5.4.1牛顿-7000模块简介122

5.4.2牛顿-7000系统网络结构124

5.5牛顿-7000系统主要组网技术126

5.5.1牛顿-7520和7510模块介绍126

5.5.2无线Modem模块介绍127

5.5.3牛顿-7000系统的RS-485网络128

5.6基于牛顿模块的电加热炉温度控制实例130

5.6.1牛顿-7021和7012模块介绍130

5.6.2电加热炉无线远程温度控制实例131

习题与思考题133

第6章 组态软件在测控系统中的应用134

6.1组态软件的功能134

6.2特点及发展趋势135

6.2.1组态软件的特点135

6.2.2监控组态软件的发展趋势135

6.2.3目前流行的组态软件综述136

6.3组态王（KINGVIEW）软件概述139

6.3.1组态王软件的结构139

6.3.2组态王与下位机通信方法140

6.4组态王软件设计140

6.4.1组态王与模块通信方法140

6.4.2组态王的动画图形界面设计145

6.4.3组态王的报警、事件和趋势曲线145

6.4.4组态王的配方和报表系统151

6.4.5组态王的数据库连接161

6.4.6 GPRS虚拟串口167

6.5基于组态王和牛顿模块的温度控制系统设计169

6.5.1硬件连接配置169

6.5.2定义相关变量169

6.5.3显示界面设计172

6.5.4程序设计172

习题与思考题173

第7章 网络化测控系统实例174

7.1应用系统工程开发步骤174

7.1.1系统研制流程174

7.1.2硬件设计规范177

7.1.3软件设计规范180

7.2实例1：基于RS-485网络抄表系统设计183

7.2.1项目的意义183

7.2.2项目需求分析183

7.2.3系统总体方案设计183

7.2.4系统硬件实现184

7.2.5系统软件实现185

7.2.6结论197

7.3实例2：基于以太网的远程抄表系统设计197

7.3.1项目的意义197

7.3.2项目需求分析197

7.3.3系统总体方案设计197

7.3.4系统硬件实现198

7.3.5系统软件实现200

7.3.6结论205

7.4实例3：基于无线数传的箱式变电站数据远程监测系统设计206

7.4.1项目的意义206

7.4.2项目需求分析206

7.4.3系统总体方案设计207

7.4.4系统硬件实现208

7.4.5系统软件实现209

7.4.6结论209

7.5实例4：基于GPRS的油井远程在线监控系统设计209

7.5.1项目的意义209

7.5.2项目需求分析210

7.5.3系统总体方案设计211

7.5.4系统软件实现214

7.5.5结论218

7.6实例5：基于PROFIBUS的自来水厂分布式监控系统设计218

7.6.1项目的意义218

7.6.2项目需求分析219

7.6.3系统总体方案设计219

7.6.4系统硬件实现220

7.6.5系统软件实现220

7.6.6结论223

7.7实例6：基于物联网技术的农业环境监控管理系统设计223

7.7.1项目简介223

7.7.2项目需求分析224

7.7.3系统总体方案设计225

7.7.4系统软件实现231

7.7.5结论234

习题与思考题234

参考文献235