现代测控技术与系统
浅谈现代测控系统的发展及其应用
浅谈现代测控系统的发展及其应用摘要：现代测控技术是建立在计算机信息基础上的一门新兴技术，是测量技术、微电子技术、计算机技术、网络技术和通信技术等多种技术相互渗透、相互结合、综合发展的一门新兴学科。
本文主要论述了现代测控技术的特点及应用实例,并对其未来的发展前景进行了展望。
关键词:现代测控技术智能化虚拟化集成化应用Abstract： Modern control technology is built on the basis of computer information on an emerging technology, measurement technology， microelectronics technology, computer technology， network technology and communication technology and other technology mutual penetration， combined with comprehensive development of a new Subject. This article discusses the characteristics of modern measurement and control technology and its application examples，and the prospects for its future development prospects。
Keywords: Modern Control Technology Intelligent virtual application现代测控技术是一门高新技术，以测控、测量、电子等学科为基础，涉及计算机技术、信息处理技术、电子技术、自动控制技术、测试测量技术、仪器仪表技术及网络技术等领域。
随着现代科学技术的飞速发展和不断融入,加快了现代测控技术的发展,使其正朝着智能化、集成化、微型化、虚拟化、网络化和远程化的方向大步迈进.作为一门实践性很强的技术，现代测控技术在工业、农业和国防等领域的应用广度和深度正不断的扩大,并将为改进技术水平和提高生产率做出巨大的贡献。
现代导航制导与测控技术
课程代号D - 48现代导航、制导与测控技术考核辅导大纲王在成编兵器工程师进修大学2011年7月《现代导航、制导与测控技术》考核辅导大纲一、课程性质当前，人类社会正在向信息时代过渡，信息化战争已成为反映该时代特征的全新基本战争形态。
信息化战争最典型特点之一就是实现陆、海、空、天、信息一体化联合/协同作战，大量使用高技术兵器，实施基于效果的精确打击。
防空、防天导弹武器及制导系统已成为国家和地区极为重要的防御力量。
对此，现代导航、制导与测控技术（系统）起着十分重要的支撑作用，并在很大程度上决定着联合/协同作战效能和高技术兵器及反导系统的战技性能。
航天工程，是当今社会发展最快的尖端科技领域之一，从第一颗人造卫星飞向太空至今，虽然只过去了五十多年，却给人类带来了翻天覆地的变化。
它不仅对现代科技、社会经济发展起到了巨大的推动作用，而且在军事上获得了广泛的应用，也必将对未来世界产生更加广阔而深远的影响。
现代导航、制导与测控技术从来就是航天工程发展的核心技术之一，它涉及航天工程方案认证、设计制造和使用运行等方面。
综上所述，现代导航、制导与测控技术（系统）在现代科学技术、国民经济和国防建设发展中的重要地位和战略意义是显而易见。
因此，为了进一步发挥现代导航、制导与测控技术的巨大作用，认真总结和深入研究推动该技术发展的关键技术是十分必要的。
二、课程基本内容与要求本课程选用由科学出版社出版，刘兴堂等编著的《现代导航、制导与测控技术》一书作为教材，下面分别说明各章重点要求掌握和需要了解的内容，并对相关重点和难点进行必要分析和解释。
第1章绪论重点掌握：导航：是引导航行的简称，是指将航行载体（如航空、航天飞行器，陆地、海上和水下航行体）从一个位置（当时位置）引导到另一个位置（目的地）的过程。
还可以理解为：导航是正确地引导航行载体沿着预定的航线，以要求的精度，在指定的时间内到达目的地的技术。
制导：即控制引导，使航行载体按照一定的运动轨迹或根据所给予的指令运动，以达到预定的目的地或攻击预定的目标。
测控系统原理及设计现代测控技术简介
6.5.1 嵌入式系统的定义 嵌入式系统 ( Embedded Systems ) 是指以 应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁 剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和 操作系统与计算机硬件集成在一起的嵌入在宿主设 备中的控制系统。
嵌入式计算机
5.4.4 基于计算机的网络控制 80年代后期，计算机控制开始采用开放式通 讯系统，可以和以太网接口，图示功能增强，组 态更加直观、灵活，基于计算机的网络控制系统 性能日益完善、应用逐渐普及。 1. 计算机集散控制系统DCS DCS(Distributed Control System)是以多个微 处理机为基础，利用现代网络技术、现代控制技 术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散工艺 对象的控制、监视管理的控制系统。
6.1.1 现代测控技术的定义 现代测控技术隶属于现代信息技术，是以电 子、测量及控制等学科为基础，融合了电子技术、 计算机技术、网络技术、信息处理技术、测试测 量技术、自动控制技术、仪器仪表技术等多门技 术，利用现代最新科学研究方法和成果，对测控 系统进行设计和实现的综合性技术。 现代测控系统中的每一个环节都有新技术的 影子，如：新型传感器；专用集成芯片；以计算 机为核心；构建网络等。
6.3.2 虚拟仪器
虚拟仪器是测试技术和计算机技术结合的产物。
80年代后期
虚拟仪器（Virtual Instrument）
以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口设 备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一 种新型仪器。
1. 虚拟仪器的基本概念
所谓虚拟仪器（VI，Virtual Instrument），就 是在以计算机为核心的测控硬件和专用软件的平台 上，由用户设计定义测控功能、虚拟面板，由测控 软件实现的一种计算机仪器系统。
测控技术现状与发展
3、测控系统的组成
控制器 D/A
检出器
信号调理
A/D
CPU
分析处理与控制
人
传输
传输 外部设备
4、测控技术涉及的内容
信息技术 传感器技术 信号调理（模拟信号分析与处理） 信号传输与通信 数字信号分析与处理（硬件及软件） 控制技术 测试仪器与系统
远程测控技术
远程测控技术是测控领域发展的 主要方向
资源管理
5、无线通信远程测控系统
对于站点多、距离远、环境恶劣、实时性和可靠 性要求高的场合，采用无线通信远程测控制系统
无线远程测控系统无需复杂连线和通信电缆或光 缆，环境成本低 测控系统的关键是要求射频模块的接收灵敏度和 发射功率足够高，以及无线电波波段的选择
无线通信远程测控系统应用广泛，如：小区的保 安系统、油井远程监测、航空航天的无线电跟踪 测轨、遥测、遥控系统等
什么是纳米？
传感器技术
传感器是新技术革命和信息社会的 重要技术基础
1、传感器技术的重要性
美国是传感器技术最发达的国家 美国国家安全和经济繁荣与传感器技术直接相关 美国武器系统质量优势的键技术之一是传感器 日本将传感器技术列为国家发展６大核心技术之 一，认为“支配了传感器技术就能够支配新时代” 德国将传感器技术列为国家重点开发的关键技术 之一 独联体等国都把传感器技术列为重点开发技术
远程测控的发展趋势
数据传输方式朝复合式、多样性发展 随着测控距离扩大和系统复杂度增加，采用多种 数据传输方式可以降低系统的实现难度，有利于 整个系统的模块化处理（如：蓝牙技术，一种无 线数据与语音通信规范） 融合EMIT（嵌入式微型网互联技术）和ECS（嵌入 系统）技术 这种技术提高了子系统的智能化程度，方便通信 渠道的建立，减低主控机负担，系统的实时性和 测控性能提高，通信距离得到扩展 组建基于虚拟仪器的远程测控网络
现代测控技术的现状及应用
远程医疗技术的普及与推广
远程医疗技术是指通过互联网技术和通信技术，实现 医疗服务的远程化和智能化。现代测控技术是远程医
疗技术的重要支撑之一。
通过现代测控技术，医生可以通过远程医疗平台为患 者提供在线咨询、诊断和治疗服务，打破地域限制，
提高医疗服务的可及性和便捷性。
现代测控技术还可以通过实时监测患者的生理信息和 病情变化，为医生提供更加全面、准确的诊断依据，
03
现代测控技术在工业领域的应用
生产过程控制系统的优化与改进
总结词
现代测控技术对于生产过程 控制系统的优化和改进起到 了重要的作用。
详细描述
通过实时的数据监测和反馈 ，现代测控技术能够及时发 现生产过程中的异常和误差 ，并采取相应的措施进行调 整和优化，提高生产效率和 产品质量。
总结词
现代测控技术为工业自动化 设备的检测和维护提供了更 高效和准确的方法。
噪音监测
在城市区域设置噪音监测设备，对噪音污染进行 实时监测，为噪音治理提供数据依据。
交通管理智能化
智能交通信号控制
通过实时分析道路交通流量，调 整交通信号灯的灯光时序，提高
交通效率。
智能停车系统
利用物联网技术，实现车位预约、 停车位查找等功能，方便车主停车 。
交通诱导系统
通过发布实时交通信息，引导车辆 避开拥堵路段，减少交通拥堵。
现代测控技术的现状及应用
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目录
• 现代测控技术概述 • 现代测控技术的现状 • 现代测控技术在工业领域的应用 • 现代测控技术在农业领域的应用 • 现代测控技术在医疗领域的应用 • 现代测控技术在其他领域的应用
01
现代测代测控技术是指以计算机、网络、 传感器等为手段，进行测量、控制、 优化和决策的综合性技术。
现代测试技术及信号处理发展现状及趋势
现代测试技术及信号处理发展现状及趋势曹修全摘要：随着IT产业和通讯技术、电子技术、计算机技术的高速发展，生产设备和产品的电子化、数字化、自动化、智能化的程度越来越高，对与之配套的测试技术与信号处理技术提出了更好的要求。
因此，笔者查阅了有关现代测试技术和信号处理技术的国内外文献，就现代测试技术和信号处理技术的发展现状进行概略介绍，并分析其存在的问题，进而提出了该类技术的发展趋势。
关键词：测试技术，信号处理，现状，趋势引言进入21世纪以来，测控技术和自动测试系统已经广泛的渗入到了生产、科研、试验活动等领域。
自动测控技术已经在通信、汽车、机电、冶金、石化、建筑、纺织、电力、高等教育等众多领域[1-10]得到了广泛的应用，并与相关技术紧密集合，促进了生产力的发展。
随着IT产业和通讯技术、电子技术、计算机技术的高速发展，生产设备和产品的电子化、数字化、自动化、智能化的程度越来越高，对与之配套的测试技术与信号处理技术提出了更好的要求。
综合了通信技术、测量技术、电子技术、自动化技术和计算机技术于一体的广域的自动测试系统的研发，已经成了国内外知名厂家的重大课题。
现代测试技术和信号处理技术作为自动测试系统的发展基础，为了更好的发展自动测试系统，解决诸多企业当前面临的自动测试问题，有必要对现代测试技术和信号处理技术进行一个全面的了解，通过分析其发展现状，找出制约其发展的关键因素，从而为该技术的发展提出解决方案。
因此，笔者基于抛砖引玉的想法，在查阅了现代测试技术和信号处理技术相关文献[11-18]的基础上，对该技术的国内外现状进行了总结，并基于此指出了该技术在过去的发展过程中存在的问题与不足，进而提出了该技术的发展趋势。
国内外发展现状测试技术是综合了测量与试验的一门综合性技术，具体来讲它是通过技术手段获取研究对象的状态信息，以一定的精度描述和分析其运动状态，是科学研究的基本方法。
现代测试技术是结合了计算机技术、通信技术、测量技术、自动化技术、电子技术等多领域多学科现代科学理论的综合性测试技术，是对被测对象的参量进行测量，将测量信息进行采集、变换、村粗、传输、显示和控制的技术，是传统测试技术与现代科技手段想结合后的一个提升，是一门随着科学技术的进步不断发展的综合性技术。
现代测控系统的体系结构
以通用微处理器为核心的嵌入式微机系统，其最大的特 点是软件开发和移植十分方便，从而可以节省较多的软件开 发成本。但是，其最大的不足在于体积较大，功耗较高，实 时性较差，成本较高，抗干扰和恶劣环境适应能力较弱。因 此，以通用微处理器为核心的嵌入式微机系统一般应用于对 体积、功耗和环境要求不高的工业测控领域。
因为在PC机硬件平台上构建软件开发平台是一件相对 非常容易的工作，大量的软件开发人员十分熟悉PC软件开 发平台，完全可以选用熟悉的软件工具进行测控系统的软 件开发，或根据需要选择各种标准的成品测控软件组件进 行软件的二次开发，从而可大大降低软件的开发难度和开 发成本，缩短软件开发周期。第三个方面是具有良好的人 机界面，便于测控系统的使用和维护。综合上述各方面的 优势，可以得出这样的结论：采用通用系统设计测控系统， 可以在很短的时间内以较低的人力成本完成测控系统的软 硬件设计。
2．基于数字信号处理器（DSP）
由于单片机并不适合要求高速、高精度数据处理能力 的测控系统，对于此类测控系统，一种方案就是采用数字 信号处理器，并以此为核心构建嵌入式微机系统，以满足 测控系统对性能的要求。
这种测控系统的构造模式带来的最大好处是可以按系 统的需要来配置测控系统的硬件平台，使系统硬件的应用/ 配置比达到或接近100％的水平，从而大幅度降低系统硬件 的购买成本。在测控系统的生产批量较大时，更能体现出 整体购买成本的优势。从另一个角度来考虑，如果要求测 控系统能够工作在恶劣环境下，如航空、航天、水下、野 外等，对测控系统的工作湿度范围、可靠性、功耗等指标 必将提出严格甚至苛刻的要求，而工控机或PC104计算机是 很难甚至根本无法满足这些要求的，即使可以满足要求， 其代价也将是十分高昂的。这时，设计专用的测控系统硬 件平台往往成为实现系统功能的惟一方式。
现代测控技术与系统课程简介
现代测控技术与系统课程代码：80096003课程名称：现代测控技术与系统学分： 3开课学期：第3学年第2学期授课对象：测控技术与仪器专业先修课程：模拟电子技术，数字电子技术，微机原理及应用，单片机原理及应用，传感器原理及应用课程主任：董晓剑课程简介：测控技术近年来发展迅速，是一门集光、机、电、算于一体的工程性和综合性技术。
随着科学技术尤其是电子信息技术的飞速发展，测控的内涵已发展为具有信息获取、存储、传输、处理和控制等综合功能的测控系统；微型化、集成化、远程化、网络化、虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。
本课程从应用角度出发，系统地讲述了现代测控技术的特点、发展概况及其应用。
本课程内容包括新型传感器技术、现代测控总线技术、虚拟仪器技术、远程测控技术、电子设备测控系统集成技术、自动测试设备及软件设计等。
实践教学环节：1.现代测控总线技术实验2.机器视觉技术实验3.虚拟仪器实验4.大型系统PLC综合实验5.现代传感器实验6.通信测控仪器实验课程考核：课程最终成绩=平时成绩*30%+期末考试成绩*70%；平时成绩由出勤率、作业的完成情况决定；期末考试采取灵活方式，采用开卷，题目难度要大，采取闭卷，题目难度适中。
指定教材：韩九强主编．现代测控技术与系统．北京：清华大学出版社2007.9参考书目：孙传友主编．测控系统原理与设计．北京：北京航空航天大学出版社，2002王福瑞等．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社，1999.3 浦昭邦，王宝光主编．测控仪器设计．北京：机械工业出版社2001程德福，林君主编．智能仪器．北京：机械工业出版社2005．2。
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西安交通大学 韩九强 主编
第1章 绪论
课程内容 测控系统的基本概念、系统构成、发展趋势 基于网络的测控技术 基于机器视觉的测控技术 基于无线通信的测控技术 基于雷达的测控技术 基于GPS的测控技术 基于虚拟仪器的测控技术
1.1 测控技术在自动化中的应用
1.3 现代测控技术的分类
基于网络的测控技术
基于机器视觉的测控技术
基于无线通信的测控技术 基于雷达的测控技术 基于GPS 的测控技术 基于虚拟仪器的测控技术
1.4 现代测控技术与系统发展方向
小型化与微型化 网络化 虚拟化
智能化
空间化与大型化
END
1.2 现代测控系统的结构与设计
3. 基于网络的测控系统模型：基于Internet
1.2 现代测控系统的结构与设计
4. 基于网络的测控系统模型：测控管一体化模型
1.2 现代测控系统的结构与设计
现代测控系统的设计方法
硬件设计：约束条件，系统模块设计技术，系统设计技
术。
软件设计：尽可能用软件替代硬件。 网络互联规范：统一的机械特性，统一的电气标准，统
现代测控技术的发展
传感器从传统的压力、温度、流量和液位四大热 工量的测量发展到目前具有光、电、磁、力及生物信 息的感知，光纤、光栅等光敏传感器，DNA、免疫等 生物信息传感器，超声波等声敏传感器，可燃性气体、 氧气、电子鼻等气敏传感器，可见光、红外光等图像 传感器等 。
1.1 测控技术在自动化中的应用
现代测控技术的发展
控制器从早期的单片机、PLC、个人计算机发展
到工控机和嵌入式机，嵌入式计算机与测控仪器设备
日渐趋同，具有全局意义上的相通性；软件技术的发 展为测控系统的网络化、远程控制提供可靠的技术支 持。
1.1 测控技术在自动化中的应用
现代测控技术的应用
工业：电力、石化、冶金、医药等 国防 航天
1.1 测控技术在自动化中的应用
现代测控系统的特点
测控设备软件化 测控过程智能化 高度的灵活性 较强的实时性 可视性 测控管一体化 立体化
1.2 现代测控系统的结构与设计
现代测控系统的结构模型
1. 基于DAQ体系的结构模型
1.2 现代测控系统的结构与设计
2. 基于网络的测控系统模型：基于现场总线
一的指令系统。
抗干扰技术：误差修正，数据处理技术，电路抗干扰技
术。
1.2 现代测控系统的结构与设计
电路抗干扰技术
电磁兼容性 屏蔽：包括静电屏蔽、低频磁场屏蔽、电磁屏蔽。 隔离：包括物理性隔离、光电隔离、脉冲变压器隔
离、模/数变换隔电流流经公共地线阻抗产生的噪声。 滤波 布线