虚拟仪器设计实训入门

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页数:156
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出版时间:2008-8
价格:23.00元
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isbn号码:9787118058659
丛书系列:
图书标签:
  • 虚拟仪器
  • LabVIEW
  • 数据采集
  • 仪器控制
  • 信号处理
  • 测量技术
  • 实训
  • 入门
  • 工程教育
  • 自动化测试
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具体描述

《虚拟仪器设计实训入门》是一本配合虚拟仪器课程中LabVIEW基本程序设计的上机实践指导书。目的在于通过上机实践,使学生掌握基本的LabVIEw程序设计方法和编程技能,尽快进入虚拟仪器程序设计实践阶段,加快学习进度,提高学习效率。《虚拟仪器设计实训入门》内容包括:虚拟仪器和LabVIEW程序设计的基本概念及其结构,创建虚拟仪器程序及其子程序的步骤和方法,虚拟仪器程序中重要的循环结构、分支结构、公式节点、数组与簇、图形控件与图形显示方法、字符串的应用和文件输入/输出方法。学生在学习相关LabVIEw程序设计方法的同时,通过大量实践训练和作业,能够达到快速掌握虚拟仪器程序设计的目的。《虚拟仪器设计实训入门》既可作为虚拟仪器课程的教学用书,也可用作相关专业高年级本科生和研究生学习LabVIEw程序设计的教学参考书。

《智能传感系统开发实战:从原理到应用》 本书旨在为广大电子信息、自动化、测控技术等领域的学生、工程师及爱好者提供一套系统、实用的智能传感系统开发指南。我们聚焦于当前最前沿的传感器技术、嵌入式系统设计与数据处理方法,带领读者深入理解智能传感系统的设计理念、关键技术与实际应用。 本书内容详述: 第一部分:智能传感系统基础理论 传感器原理深度解析: 本部分将详细阐述各类主流传感器的核心工作原理。我们将从物理基础出发,深入剖析电阻式、电容式、电感式、压电式、霍尔效应、光电效应等多种传感机制。例如,在介绍温度传感器时,我们会详细讲解热敏电阻(NTC/PTC)的阻值与温度的关系模型,分析铂电阻(RTD)的线性度与稳定性,并对比 thermocouple 在高温测量中的优势与局限性。对于位移传感器,我们将深入探讨线性可变差动变压器(LVDT)的工作原理,分析其非接触式测量的精度和抗干扰能力,并介绍光学尺、编码器等在精确位移测量中的应用。湿度传感器部分,则会详细解析电容式和电阻式湿度传感器的结构和响应特性。 信号调理与采集技术: 传感器输出的原始信号往往微弱、易受干扰,因此信号调理是关键环节。本书将详细讲解放大电路(跨阻放大器、仪表放大器等)的设计原则,滤波电路(低通、高通、带通、陷波滤波器)的选型与参数计算,以及差分信号传输的优势。在信号采集方面,我们将深入介绍模数转换器(ADC)的原理,包括逐次逼近型(SAR)、Σ-Δ型、流水线型ADC的结构、分辨率、采样率和精度指标,并指导读者如何根据应用需求选择合适的ADC。 嵌入式系统架构与微控制器选型: 智能传感系统离不开强大的嵌入式处理核心。本书将介绍主流的嵌入式系统架构,如MCU(微控制器)和MPU(微处理器)的区别与应用场景。我们将重点介绍ARM Cortex-M系列微控制器,如STM32系列,详细解析其GPIO、ADC、DAC、定时器、UART、SPI、I2C等核心外设的配置与使用方法。同时,也会简要介绍ESP32等集成Wi-Fi/蓝牙的微控制器在物联网传感应用中的优势。 第二部分:智能传感系统核心技术实战 传感器数据融合: 为了提高系统的鲁棒性和准确性,传感器数据融合是必不可少的技术。本书将介绍多种数据融合算法,从简单的加权平均法、卡尔曼滤波(Kalman Filter)到更复杂的粒子滤波(Particle Filter)和神经网络融合。我们将通过实例演示如何融合来自不同类型传感器的数据,例如将超声波传感器与红外传感器融合以实现更精准的避障。 嵌入式实时操作系统(RTOS)应用: 对于复杂的智能传感系统,采用RTOS可以有效地管理任务、资源和中断,提高系统的实时性和可靠性。我们将以FreeRTOS为例,详细讲解任务创建、调度、同步(信号量、互斥锁)以及队列通信等核心概念,并指导读者如何在嵌入式系统中构建多任务的传感数据采集与处理框架。 传感器网络与通信协议: 现代智能传感系统往往涉及多个传感器节点之间的通信。本书将介绍多种有线和无线通信技术,包括RS485、CAN总线在工业现场的应用,以及Wi-Fi、蓝牙(BLE)、LoRa、Zigbee等在物联网(IoT)领域中的通信协议与网络拓扑。我们将讲解MQTT、CoAP等轻量级IoT通信协议的应用,以及如何构建基于这些协议的传感器网络。 边缘计算与数据分析: 随着物联网的发展,越来越多的数据处理任务被转移到数据源附近(边缘端)进行,以降低延迟和带宽消耗。本书将介绍边缘计算的基本概念,并指导读者如何在嵌入式设备上实现初步的数据预处理、特征提取和简单的机器学习模型推理。我们将探讨如何在STM32等平台上移植和优化TinyML模型,实现低功耗的智能感知能力。 第三部分:典型智能传感系统应用案例 智能家居环境监测系统: 通过集成温湿度传感器、空气质量传感器(CO2、VOCs)、光照传感器等,结合微控制器和无线通信模块,构建一个能够实时监测并反馈室内环境数据的智能家居系统。我们将演示如何通过手机APP或Web界面来查看环境参数,并根据预设阈值触发报警或联动其他设备。 工业自动化过程监控: 针对工业生产场景,我们将设计一个包含压力传感器、流量传感器、液位传感器等,并利用CAN总线或RS485进行组网的监控系统。重点讲解如何实现数据的实时采集、远程传输以及故障预警功能,提高生产效率和安全性。 智能交通与环境感知: 演示如何利用超声波传感器、雷达传感器、摄像头等,结合嵌入式视觉处理技术,实现对交通流量的统计、车辆的识别与跟踪,以及对道路状况的感知。我们将重点关注目标检测和距离测量的实现。 可穿戴健康监测设备: 介绍如何集成心率传感器、血氧传感器、加速度传感器等,设计一款低功耗、高性能的可穿戴健康监测设备。我们将讲解如何采集生理信号,进行数据分析,并将数据通过蓝牙传输至智能手机。 本书特点: 理论与实践紧密结合: 每一章都配有清晰的原理讲解和详细的实践案例,帮助读者从理论走向实践。 技术前沿与广泛适用性: 涵盖了当前智能传感系统开发中最热门和最有价值的技术,同时也注重基础原理的深入剖析,具有广泛的适用性。 丰富的代码示例与电路图: 提供大量基于主流开发平台(如STM32CubeIDE, Arduino IDE)的源代码示例,以及详细的电路原理图和PCB设计指导,方便读者模仿和扩展。 面向问题驱动: 针对智能传感系统开发中可能遇到的各种挑战,提供解决思路和方法。 目标读者: 高等院校电子信息、自动化、计算机科学、测控技术等相关专业的在校学生。 从事嵌入式系统开发、物联网项目、传感器应用的工程师。 对智能硬件开发、数据采集与处理感兴趣的爱好者和创客。 通过学习本书,读者将能够独立设计、开发和实现各类智能传感系统,掌握从传感器选型、信号调理、嵌入式开发到数据处理与通信的完整流程,为未来在智能制造、智慧城市、物联网等领域的深入发展奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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我之前一直以为,所谓的“虚拟仪器”就是一种软件,可以模拟出传统仪器的功能,但总觉得它缺乏真实仪器的“触感”和“力量”。直到我读了《虚拟仪器设计实训入门》,我才真正理解了虚拟仪器设计的精髓。这本书并非简单地介绍某个软件工具的使用方法,而是深入探讨了虚拟仪器设计的“魂”——如何通过软件将强大的硬件能力进行灵活的组合和调度,从而实现定制化的测量和控制。作者在书中用了很多篇幅去讲解“系统集成”的概念,以及如何将不同的硬件模块(如数据采集卡、传感器、执行器等)与软件平台进行无缝对接。这一点对我来说非常重要,因为我曾经在尝试构建自己的测试系统时,经常因为硬件兼容性和软件接口问题而头疼不已。书中提供了一些非常实用的建议,比如如何选择合适的数据采集卡,如何处理不同传感器的数据格式,以及如何设计鲁棒的通信协议等。我尤其欣赏书中对“实时操作系统”和“并发处理”的讲解。作者用通俗易懂的语言,解释了这些看似高深的技术在虚拟仪器设计中的重要性,以及如何利用它们来保证系统的稳定性和可靠性。我记得书中有一个案例,是如何设计一个能够实时监测多路传感器数据的系统,并根据数据变化触发相应的警报。这个案例让我深刻体会到了虚拟仪器在复杂工业自动化场景中的强大能力。总而言之,这本书让我对虚拟仪器设计有了一个全新的认识,它不再是冰冷的软件模拟,而是能够与现实世界紧密连接,并且能够根据实际需求进行高度定制化的强大工具。

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我一直觉得,学习一项新的技术,最怕的就是“纸上谈兵”。《虚拟仪器设计实训入门》这本书,最大的亮点就在于它那种“实践导向”的学习模式。作者并没有仅仅停留在概念的阐述,而是将大量的篇幅用于讲解如何一步步地实现一个完整的虚拟仪器系统。我尤其喜欢书中对“硬件接口”的讲解。作者详细介绍了如何通过各种硬件接口(如USB、Ethernet、GPIB等)与计算机进行数据交换,并给出了具体的编程示例。这一点对于我这个之前对硬件接触不多的初学者来说,简直是打开了新世界的大门。书中也对一些常用的数据采集硬件(如DAQ卡)进行了深入的介绍,包括它们的原理、选型以及使用注意事项。这让我能够更好地理解虚拟仪器设计所依赖的底层硬件基础。而且,书中还穿插了大量的“问题与解答”环节,将实际开发过程中可能遇到的各种疑难杂症都一一罗列出来,并给出了清晰的解决方案。这让我感觉,这本书就像我的私人技术顾问一样,能够在我遇到困难的时候提供及时的帮助。我甚至已经开始尝试着根据书中的方法,去设计我自己的小型自动化实验设备了。这本书的价值,已经远远超出了我的预期。它不仅仅是一本技术书籍,更是一本激发我创造力和动手能力的“行动指南”。

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我是一名对新技术充满好奇,但又缺乏系统性学习机会的在职人士。《虚拟仪器设计实训入门》这本书,对我来说,就像是一盏指路明灯。它以一种非常友好的方式,将原本感觉高深莫测的虚拟仪器设计,变得生动有趣,易于理解。我最喜欢的是书中对“图形化编程”的讲解。作者通过大量的图示和实例,一步步地引导我掌握如何通过拖拽模块、连接线来实现复杂的程序逻辑。这种“所见即所得”的学习方式,极大地降低了编程的门槛,也让我能够快速地获得成就感。书中还详细介绍了如何利用各种虚拟面板控件(如按钮、滑块、图表等)来构建直观的用户界面,这让我感觉自己就像一个“数字艺术家”,能够用代码和界面来表达我的想法。我尤其赞赏书中对“数据可视化”的强调。作者通过各种图表和曲线,将抽象的数据变得直观易懂,这对于我们理解和分析测量结果至关重要。我甚至觉得,这本书不仅仅是教你如何设计虚拟仪器,更重要的是培养你的一种“系统思维”和“解决问题的能力”。它让我看到,通过巧妙的软件设计,我们可以将看似普通的硬件,转化为功能强大的测量和控制工具。这本书让我觉得,学习虚拟仪器设计并不是一件遥不可及的事情,而是完全可以通过努力和实践来实现的。

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坦白说,我是一个对技术细节感到有点畏惧的人,尤其是那些需要大量公式和理论推导的领域。所以,当我看到《虚拟仪器设计实训入门》的书名时,我有点犹豫,担心它会过于枯燥和晦涩。然而,事实证明我的担心是多余的。这本书带给我的惊喜,远远超出了我的想象!作者以一种非常友好的方式,将虚拟仪器设计这个看似复杂的主题,变得生动有趣,并且易于理解。我特别喜欢书中对“可视化编程”的介绍。通过将抽象的代码逻辑转化为直观的图形化模块和流程,我感觉自己就像在玩一个高级的“电子乐高”,每一步操作都能看到即时的反馈,这极大地增强了我的学习信心和成就感。书中大量的插图和流程图,清晰地展示了每一个设计步骤,让我能够轻松地跟随作者的思路进行学习。而且,作者在讲解过程中,并没有局限于某一种特定的编程语言或开发平台,而是更侧重于讲解通用的设计原则和方法论。这让我觉得,即使我将来接触到其他的虚拟仪器开发工具,也能很快地适应和掌握。我最欣赏的一点是,作者并没有把虚拟仪器设计看作是一个孤立的技术,而是将其融入到更广泛的工程实践中。书中通过一些小型的实战项目,比如设计一个简易的数字示波器或者信号发生器,让我能够将所学知识立刻应用到实践中,并从中获得即时的成就感。这种“理论与实践相结合”的学习模式,对于我这种动手能力较强的人来说,简直是完美契合。我甚至觉得,这本书可以作为任何想要进入虚拟仪器领域的人的“第一课”。

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老实说,我之前对“虚拟仪器”这个概念一直停留在模糊的认知层面,总觉得是实验室里高精尖设备才能玩转的东西,跟我的实际工作似乎没什么关系。直到我读了《虚拟仪器设计实训入门》,才彻底颠覆了我的想法。这本书真的非常有启发性!它不仅仅是介绍某个具体的软件工具,而是从更宏观的视角,阐述了虚拟仪器设计背后的理念和核心价值。作者在开篇就强调了虚拟仪器在提升效率、降低成本、增强灵活性方面的优势,并通过一些对比鲜明的例子,让我深刻认识到传统仪器设计的局限性以及虚拟仪器设计的巨大潜力。我特别赞赏书中对“模块化设计”和“组件化思维”的强调。作者用一种非常形象的比喻,将复杂的虚拟仪器系统分解成一个个独立的功能模块,就像搭积木一样,让整个设计过程变得清晰易懂,也极大地提高了设计的可维护性和可扩展性。这一点对我来说非常重要,因为我过去的项目中,常常因为系统过于庞大复杂而难以修改和升级。书中对一些常用的虚拟仪器开发平台(比如LabVIEW)的介绍,也处理得非常到位。它并非简单地罗列功能,而是从实际操作的角度出发,讲解了如何通过拖拽组件、连接连线等直观的方式,快速构建功能原型。这大大降低了学习门槛,让我这个“非科班出身”的开发者也能快速上手。我甚至觉得,这本书不仅仅是教你“怎么做”,更重要的是教你“为什么这么做”,以及“如何更好地这么做”。它培养的是一种解决问题的思维方式,而不是死记硬背的技巧。阅读过程中,我反复思考书中的案例,并将其与我目前遇到的工程挑战联系起来,发现了很多可以借鉴和应用的思路。这本书的价值,已经远远超出了我最初的期待。

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作为一名初入职场的学生,我对各种新技术的了解都充满了渴望。《虚拟仪器设计实训入门》这本书,在我看来,就是一本非常优秀的“敲门砖”。它不像那些理论性很强的学术著作,上来就抛出一堆公式和定理,而是用一种非常接地气的方式,带领我一步步走进虚拟仪器设计的世界。我最喜欢的是书中提供的“实战演练”环节。作者并没有仅仅停留在理论讲解,而是设计了一系列由浅入深的实训项目,让我能够亲手去搭建、去调试、去优化。从最简单的“LED闪烁控制”到稍微复杂一点的“温度数据采集与显示”,每一个实训项目都设计得非常巧妙,能够让我逐步掌握核心的技术要点。在完成每一个实训项目后,作者都会对过程中可能遇到的问题进行详细的分析,并给出解决方案。这对于像我这样的新手来说,简直是太有帮助了!我再也不用担心在实践中遇到问题束手无策。而且,书中对各种常用控件(如按钮、滑块、图表等)的使用讲解也非常详细,让我能够快速地设计出美观且实用的用户界面。我甚至已经开始畅想,将来毕业后,我可以利用这些技能去设计出更复杂的自动化测试系统,为我的工作带来更多的价值。这本书让我觉得,学习虚拟仪器设计并不是一件遥不可及的事情,而是完全可以通过刻苦学习和动手实践来实现的。它给我带来了强烈的信心和动力,让我对未来的学习和工作充满了期待。

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我是一名在自动化检测领域摸爬滚打了多年的工程师,接触过各种各样的仪器和测试系统。对于“虚拟仪器”这个词,我当然不陌生,也曾经尝试过一些相关的软件和技术。然而,很多时候,我感到自己就像一个只知其然不知其所以然的“工具使用者”,对于底层原理和更深层次的设计思想了解得并不透彻。直到我开始阅读《虚拟仪器设计实训入门》,我才真正体会到了“入门”这个词的深刻含义。这本书的处理方式非常独特,它并没有一开始就一头扎进具体的编程细节,而是花了相当大的篇幅去铺垫“为什么需要虚拟仪器”以及“虚拟仪器能做什么”。作者通过大量的工业应用场景分析,比如航空航天、汽车制造、医疗设备等,展现了虚拟仪器在这些领域发挥的关键作用,以及它所带来的革命性变化。我尤其欣赏书中关于“软件定义硬件”的思想阐述,这让我重新审视了传统仪器设计的模式,并深刻理解了虚拟仪器在灵活性和可重构性上的巨大优势。在讲解具体技术时,作者也没有回避一些关键的工程问题,比如数据采集的精度和稳定性、信号处理的算法选择、人机交互界面的设计等。对于这些问题,书中的讲解既有理论深度,又不失实践指导意义。我注意到书中对于一些易于出错的环节,都提供了非常详细的注意事项和避坑指南,这对于像我这样有一定经验但又希望精进技术的工程师来说,无疑是宝贵的财富。例如,在讲解实时性要求高的应用时,作者详细分析了任务调度、中断处理等可能影响系统性能的因素,并给出了相应的优化建议。这种“以问题为导向”的讲解方式,让我觉得这本书不仅仅是知识的传递,更是一种经验的分享。

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说实话,我之前对“虚拟仪器”的理解,大概停留在“用电脑代替仪器”的层面。但是,《虚拟仪器设计实训入门》这本书,彻底刷新了我的认知。它让我明白,虚拟仪器设计不仅仅是软件的堆砌,而是一种更加灵活、更加智能、更加个性化的解决方案。作者在书中详细阐述了“软件定义硬件”的核心理念,以及如何通过灵活的软件架构,实现强大的硬件功能。我特别欣赏书中对“人机交互界面(HMI)”设计的讲解。作者强调了用户体验的重要性,并提供了一系列实用的设计原则和技巧,让我能够设计出既美观又易于操作的界面。这一点对于很多技术人员来说,往往是容易被忽视的。书中也对一些“嵌入式虚拟仪器”的概念进行了介绍,让我看到了虚拟仪器在物联网和嵌入式系统领域的巨大潜力。我记得书中有一个案例,是如何设计一个能够远程监控和控制工业设备的虚拟仪器系统。这个案例让我深刻体会到了虚拟仪器在提升生产效率和降低运营成本方面的巨大价值。总而言之,这本书不仅让我掌握了虚拟仪器设计的技术,更重要的是,它让我看到了虚拟仪器设计的广阔前景和无限可能。它激发了我对这个领域的兴趣,并让我渴望去探索更多更深入的内容。

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在我的职业生涯中,我接触过很多关于自动化和测试领域的书籍,但《虚拟仪器设计实训入门》这本书,却给我留下了非常深刻的印象。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,在循循善诱地引导我深入理解虚拟仪器设计的核心理念。作者在书中并没有一味地强调某个软件的强大功能,而是着重于讲解“设计思维”。他通过分析大量真实的工程案例,揭示了如何从需求出发,如何进行系统分解,如何选择合适的技术路线,以及如何进行有效的系统集成。这一点对我来说非常重要,因为很多时候,我们不仅仅是需要掌握某个工具的使用,更需要理解“为什么”要这样做。我特别欣赏书中关于“可重用性”和“模块化”的强调。作者通过生动的比喻,讲解了如何设计出可插拔、可复用的软件模块,从而大大提高开发效率和系统的可维护性。这一点对于我们这些常年与复杂系统打交道的人来说,简直是福音。书中对一些“软性”技术,比如“故障诊断”和“性能优化”的讲解,也做得非常到位。作者并没有回避这些在实际工程中常常遇到的难题,而是提供了很多实用的方法和技巧。例如,在讲解如何优化实时数据采集的性能时,作者就详细分析了中断处理、缓冲区管理等关键环节,并给出了具体的代码示例。这种“知无不言,言无不尽”的分享精神,让我倍感珍惜。总的来说,这本书不仅传授了技术,更传授了宝贵的工程智慧。

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这本书简直是为我量身定做的!作为一名对嵌入式系统和自动化测试充满好奇但又毫无基础的初学者,我常常被各种专业的术语和复杂的概念弄得晕头转向。在网络上零散地搜集信息,虽然能了解一些皮毛,但总感觉像是在迷宫里打转,缺乏清晰的指引。当我偶然发现《虚拟仪器设计实训入门》这本书时,仿佛在一片黑暗中看到了曙光。封面简洁大气,书名直指主题,让我立刻有了深入了解的冲动。迫不及待地翻开第一页,就被作者的语言风格吸引了。没有晦涩难懂的学术辞藻,更多的是用一种亲切、平实的语言,将复杂的原理娓娓道来。例如,在介绍虚拟仪器基本概念时,作者并没有直接抛出“数据采集”、“信号处理”等词汇,而是通过一个生动的生活场景,比如“模拟一下家用电器的工作原理”,来类比虚拟仪器是如何通过软件模拟硬件的功能,实现数据采集和控制的。这种“由浅入深”的讲解方式,让我这个“小白”也能迅速理解核心思想,建立起初步的认知框架。而且,书中大量运用了图示和流程图,将抽象的概念形象化,让我在阅读过程中能够清晰地把握知识点的逻辑关系。我尤其喜欢作者在讲解某些关键技术时,会穿插一些实际的应用案例,比如如何用虚拟仪器监测环境温湿度,或者如何设计一个简单的信号发生器。这些案例不仅让我看到了书本知识的实际价值,也激发了我动手实践的欲望。我甚至已经开始在脑海中勾勒出自己将来可以利用虚拟仪器解决的实际问题了。这本书的结构也安排得非常合理,从基础概念到工具软件的使用,再到具体案例的实现,层层递进,循序渐进,让我能够有条不紊地学习,不会感到 overwhelmed。我已经迫不及待地想要跟随书中的步骤,开始我的虚拟仪器设计之旅了!

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