遥测遥控系统(下) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘蕴才

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2000-4-1

价格:21.00

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787118022834

丛书系列:

图书标签:

• 遥测遥控
• 遥控系统
• 遥测技术
• 自动化控制
• 工业控制
• 电子技术
• 通信技术
• 传感器技术
• 嵌入式系统
• 控制工程

《遥测遥控系统(下)》精要 本书作为《遥测遥控系统(上)》的姊妹篇，深入探讨了遥测遥控领域更复杂、更具挑战性的技术维度与实际应用。如果说“上册”奠定了扎实的理论基础与基础知识，那么“下册”则着力于将这些知识转化为解决实际工程问题的能力，并引领读者窥探行业前沿的动态。 核心内容概览： 高级通信协议与数据传输优化： 本章详细剖析了多种先进的遥测遥控通信协议，例如针对物联网（IoT）设计的MQTT、CoAP，以及在航空航天、深空探测等领域广泛应用的定制化或行业标准协议。重点将放在这些协议的数据封装、路由选择、差错控制与纠错机制的深度解析。同时，会就如何在带宽受限、信道干扰严重或时延较大的环境下优化数据传输效率进行深入探讨，包括但不限于： 数据压缩技术： 如LZW、Huffman编码在遥测数据中的应用，以及面向特定类型遥测数据（如传感器读数、图像）的定制化压缩算法。 可靠传输机制： ARQ（自动重传请求）的各种变种（GBN、SR）在遥测系统中的实现细节，以及如何在保证实时性的前提下实现数据可靠送达。 网络适应性： 如何根据网络状态动态调整传输速率、编码方式，以及使用前向纠错（FEC）技术来抵抗信道噪声。 多路径传输与负载均衡： 在分布式遥测遥控场景下，如何利用多条通信链路提高系统的鲁棒性和吞吐量。 嵌入式系统与实时操作系统（RTOS）在遥测遥控中的应用： 遥测遥控系统往往部署在资源受限的嵌入式环境中，对实时性有着极高的要求。本章将深入介绍嵌入式处理器（如ARM Cortex系列、RISC-V）的选型原则，以及如何在嵌入式平台上高效部署和运行遥测遥控软件。重点将围绕以下几个方面展开： RTOS核心概念与调度策略： 详细讲解任务管理、进程间通信（IPC）、信号量、互斥锁、事件标志等RTOS核心机制，并对比分析不同的调度算法（如优先级抢占、时间片轮转）在遥测任务中的适用性。 嵌入式软件开发流程： 从硬件选型、驱动开发、BSP（Board Support Package）配置，到应用程序开发、调试与性能优化，提供一套完整的嵌入式遥测遥控软件开发实践指南。 内存管理与功耗优化： 探讨嵌入式系统中的内存分配策略、动态内存管理，以及如何通过软件设计降低功耗，延长电池续航时间，这对野外或无人值守的遥测节点尤为重要。 嵌入式安全： 引入嵌入式系统中的安全考量，如固件加密、访问控制、安全启动等，确保遥测数据和控制指令的安全性。 分布式遥测遥控系统架构与协同： 现代遥测遥控系统往往涉及大量分布在广阔区域的传感器节点、执行单元和数据采集中心。本章将聚焦于如何设计和管理这些复杂的分布式系统。 节点管理与配置： 如何实现对大量遥测节点（如传感器站、无人机、机器人）的远程配置、状态监控、故障诊断与更新。 数据融合与协同控制： 探讨如何汇聚来自不同节点的海量遥测数据，并通过数据融合技术（如卡尔曼滤波、粒子滤波）提取有价值的信息，并在此基础上实现分布式协同控制策略。 网络拓扑与自愈能力： 分析不同网络拓扑（如星型、网状、混合型）的优劣，以及如何在节点失效或通信链路中断时，设计具备自愈能力的分布式遥测遥控网络。 边缘计算与智能决策： 探讨将部分计算任务从云端下沉到边缘节点，实现本地化的数据预处理、分析和即时决策，从而降低对云端资源的依赖，提高响应速度。 遥测遥控系统的仿真、测试与验证： 在实际部署之前，对遥测遥控系统进行充分的仿真、测试和验证至关重要。本章将介绍相关的关键技术与方法。 仿真平台与工具： 介绍常用的仿真软件（如MATLAB/Simulink、NS-3、OMNeT++）在遥测遥控系统设计与性能评估中的应用。 系统集成测试： 如何进行单元测试、集成测试、系统测试，确保各个模块和整个系统都能按照设计规格正常工作。 性能指标与评估： 定义并量化评估遥测遥控系统的关键性能指标，如数据采集率、控制响应时间、系统稳定性、可靠性、功耗等。 现场验收测试： 在实际部署环境中进行最后的测试与验证，确保系统满足现场运行要求。 行业前沿与未来趋势： 本章将展望遥测遥控领域的新兴技术和发展方向，为读者提供前瞻性的视野。 人工智能（AI）与机器学习（ML）在遥测遥控中的融合： 如何利用AI/ML进行故障预测与诊断、异常检测、智能控制策略优化、数据挖掘等。 5G/6G通信技术对遥测遥控的影响： 探讨高带宽、低时延、海量连接的5G/6G技术如何赋能下一代遥测遥控系统，例如高清视频遥测、触觉反馈式远程控制。 区块链技术在遥测数据安全与可信度方面的潜力： 探索如何利用区块链技术确保遥测数据的防篡改、可追溯性和可信度。 数字孪生（Digital Twin）技术与遥测遥控的结合： 如何构建物理系统的数字孪生模型，并通过遥测数据实时更新，实现更精准的监测、预测和控制。 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握遥测遥控系统设计、实现、部署与优化的核心技术，能够应对复杂多变的应用场景，并为该领域未来的发展趋势打下坚实的基础。本书适合从事遥测遥控系统设计、开发、集成和维护的工程师、科研人员以及相关专业的学生阅读。

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说实话，这本书对阅读者的背景知识要求极高，如果你的信号处理和控制理论基础不够扎实，读起来会非常吃力，甚至有点像是在“仰视”知识的高峰。我曾经尝试推荐给一位刚毕业不久的同事，他反馈说，书中的内容衔接得过于紧密，几乎没有缓冲地带。比如，从快速傅里叶变换（FFT）的优化算法直接跳跃到自适应控制器的设计，中间省略了大量基础原理的复习。这表明，本书的定位明显是面向有一定经验的工程师或高年级研究生的，它假定读者已经熟练掌握了高等数学和线性代数等工具，能够迅速捕捉到核心思想。对我个人而言，虽然理解起来需要反复推敲，但这种不拐弯抹角的直接切入主题的方式，反而提高了我的学习效率，迫使我必须快速回顾那些被遗忘已久的高级概念。它不是一本“入门指南”，而是一部“精进手册”。

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在对可靠性与容错机制的探讨部分，我感受到了作者深厚的工程哲学。他没有鼓吹任何单一技术的万能性，而是通过对多冗余备份系统在极端环境下的失效模式分析，强调了“系统安全”的本质在于设计而非修补。我特别留意了他对“冷启动”和“热切换”两种故障恢复策略的对比分析，其中涉及到状态估计的平滑过渡问题，处理得极为精妙。作者的论述逻辑清晰得令人折服，他先列举了三种最常见的硬件失效情景，然后针对每一种情景，给出了理论上最优的软件应对策略，并且详细讨论了这些策略在实际资源限制下的工程可行性。这种将理论的理想性与工程的现实性进行完美融合的写作风格，使得这本书不仅仅是一本技术参考书，更像是一部关于如何构建“永不宕机”系统的思考录。每一次重读这个部分，我都能从中汲取到新的安全设计理念。

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这部份的书，我可是花了大力气才啃下来的，老实说，跟上册相比，它的深度又往上拔了好几个台阶。翻开第一页，迎面而来的就是各种复杂的数学模型和算法推导，看得我直冒冷汗。比如在讲到那个多目标优化控制策略的时候，作者似乎完全没打算给那些初学者留任何喘息的机会，公式一个接一个，参数变量满天飞，我得频繁地在书签和草稿纸之间来回切换，生怕漏掉哪个关键的下标或者符号的含义。特别是涉及到非线性系统的鲁棒控制部分，那些Lyapunov函数的构造和稳定性分析，简直是烧脑的极限挑战。我记得有那么一个下午，我对着一个三维的状态轨迹图研究了快三个小时，试图理解那个反馈律是如何将系统性能推向理论极限的。这本书的严谨性毋庸置疑，它就像是一本工程界的“圣经”，要求读者不仅要有扎实的理论基础，还得有超强的空间想象能力和抽象思维能力，否则，你很可能在第三章就彻底迷失在这片理论的汪洋大海里。要读透它，绝对不是一朝一夕的事情，更像是一场漫长而艰苦的攀登。

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让我印象最深刻的是关于高精度数据融合与估计那一章节的叙述方式，那种娓娓道来的感觉，仿佛作者就在我身边，用一种近乎讲故事的口吻，将那些原本冰冷的数据处理过程变得生动起来。他没有像其他教材那样，只是堆砌公式，而是花了大量的篇幅去探讨实际工程中遇到的各种噪声模型和传感器误差源，这一点非常贴合实际应用。我尤其欣赏他对卡尔曼滤波变种的深入剖析，从扩展卡尔曼滤波（EKF）到无迹卡尔曼滤波（UKF），再到粒子滤波（PF），他没有停留在理论介绍，而是通过一个具体的姿态估计案例，展示了每种滤波方法在计算复杂度和估计精度上的权衡取舍。当读到如何处理“量测更新”中的非高斯噪声时，那种豁然开朗的感觉，真的让人觉得，所有的努力都是值得的。这本书的价值在于，它成功地架起了理论与现场操作之间的桥梁，让那些抽象的信号处理概念，转化成了可触摸、可验证的工程实践步骤。

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这本书的排版和图示质量，简直可以用“工业级”来形容，每一张系统架构图都清晰锐利，线条分明，标注得体。特别是涉及空间通信链路和地面站建设的那几部分插图，简直就是一份微缩版的项目蓝图。我发现，很多其他教材的配图往往是为了凑数，模糊不清，但这本书里的图表，每一张都是精心设计的，它们不仅仅是文字的辅助，更像是一种独立的语言。比如，在讲解远距离指令传输的抗干扰机制时，作者绘制的那个对比图——一边是传统调制方式下信号的衰减曲线，另一边是采用跳频扩频技术后的信噪比改善情况，那条曲线的陡峭程度，直观地就说明了技术进步带来的巨大飞跃。这种视觉上的直观性，极大地降低了理解复杂信号传输协议的认知负担。我甚至有冲动想把这些图表打印出来，贴在我的工作台上，作为随时参考的速查表，可见其设计之精良。

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