前言

現代測控技術（包括測試與控制）是一門新興的綜合性技術，它是計算機技術（包括軟件技術、接口技術、通信技術、網絡技術、顯示技術）、自動控制技術、微電子技術、自動檢測和傳感技術等多學科相互融合和滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科，主要研究如何將檢測與傳感技術、計算機技術和自動控制理論應用于工業生產過程并設計出所需要的計算機測控系統。

隨著科學技術的迅速發展，現代測控技術的應用領域日益廣泛，在冶金、化工、電力、自動化機床、工業機器人控制、柔性制造系統和計算機集成制造系統等工業控制方面已取得了令人矚目的研究與應用成果，在國民經濟中發揮著越來越大的作用。

現代測控技術已成為21世紀關鍵的信息技術之一。了解和掌握現代測控技術的基本理論和基本設計方法，已成為科學研究人員適應新形勢、新技術發展的當務之急。

為了彌補現有測控技術類書籍在應用實踐和程序設計方面的不足，提高廣大學生學習的興趣和設計測控系統的能力，我們編寫了本書。

本書從科學試驗與工程應用的角度出發，較全面和系統地介紹現代測控系統的典型應用實例，包括基于PC與單片機、PC與智能儀器、PC與PLC、PC與PCI數據采集卡、PC與USB數據采集模塊、PC與分布式I/O模塊、PC與CAN總線模塊、PC與無線數據傳輸模塊、PC與GSM短信模塊、虛擬儀器以及Internet網絡等組成的測控系統。每個實例首先介紹相關的硬件技術，然后給出具體的測控系統線路和詳細的程序設計步驟。

本書所有的測控系統均以溫度為測量對象進行設計。主要出于三點考慮。

（1）溫度是一個基本的物理量，幾乎所有的科研和生產過程都和溫度密切相關。有一個現象可以說明溫度測控應用的普遍性和重要性：很多自動化產品供應商開發研制了專門的溫度采集模塊，如西門子公司為其PLC配置了EM231系列熱電偶、熱電阻擴展模塊；研華科技公司生產了ADAM 4011、4118熱電偶輸入模塊、ADAM 4013、4015熱電阻輸入模塊；廣州致遠單片機公司生產了iCAN-5303熱電阻輸入模塊、iCAN-6202熱電偶輸入模塊等。而其他參數很少有專門的采集模塊，而采用通用的輸入模塊。

（2）溫度測控系統相對其他參量更容易搭建，需要的硬件少，讀者不需要更換傳感器和變送器即可實現書中介紹的所有軟硬件技術，因此降低了讀者硬件成本。

（3）所有系統均以溫度測控為例進行講解，設計任務也是相同的，便于讀者學習時對不同方案進行比較，從而在設計時選取適合自己的測控系統。

溫度參數屬于模擬量，在進行計算機采集前，一般要將溫度量通過溫度變送器轉換為4～20 mA的電流或1～5 V的電壓信號。其他模擬量，如壓力、物位、流量等參數也可通過相應的變送器轉換為4～20 mA的電流或1～5 V的電壓信號；加之，書中所選用的模塊以標準電壓輸入為主，因此，只需更換傳感器或變送器，本書介紹的測控系統及其程序設計方法就可用于其他模擬量如壓力、物位、流量等參數的測量。

因此本書對讀者學習計算機測控技術具有普遍的參考意義。

本書所有的硬件系統采用“搭積木”的設計思想，即選用符合要求的不同模塊或器件，通過簡單的線路連接，快速搭建各種類型的計算機測控系統，讀者不需要自行設計電路和制作任何硬件。

在硬件系統搭建完成后，設計者的主要任務是開發測控程序。本書選取當前測控領域流行的面向對象語言Visual Basic和工控組態軟件KingView作為開發工具。需要說明的是，本書僅提供關鍵的核心程序，即在程序運行畫面中實時顯示傳感器檢測的信號值，超限時輸出開關控制信號等，其他如線性化、數字濾波、數據處理、誤差分析、數字PID控制等與測控有關的算法程序，讀者可以根據自己的系統需求自行設計。

本書提供完整的程序代碼且全部在Windows XP環境下編譯通過，并經過實際的測試，其中很多代碼具有非常高的實用價值，讀者可以直接拿來使用或者稍加修改便可用于自己的項目設計中。

淡化理論，建立測控系統整體概念，以工程實踐為主，硬件系統設計采用“搭積木”方式，突出程序設計，重在功能實現，這是本書的特色，也是與已有測控系統類書籍不同的地方，相信對讀者學習現代測控系統會有很大幫助。

本書內容豐富，幾乎涵蓋所有的計算機測控應用系統，有較強的先進性、實用性和可操作性，可供各類自動化、計算機應用、機電一體化、測控儀器等專業的大學生、研究生學習計算機測控技術使用，也可供計算機測控系統研發的工程技術人員參考。

為了方便讀者學習，本書提供配套光盤，內容包括所有實例的源程序、教學視頻、軟硬件資源、組態王安裝軟件、電子課件等。

本書由石河子大學李江全、龔立嬌、李亞萍、胡蓉等編著，由李江全教授策劃并統稿。參與程序調試、資料收集、插圖繪制和文字校核工作的人員還有田敏、劉恩博、查志華、鄭重、李宏偉、張茜、鄭瑤、朱東芹、任玲、魯敏、王洪坤等老師，電子開發網、北京研華科技、北京亞控科技、西安達泰電子、石河子大學電氣工程實驗中心等單位或公司為本書的編寫提供了寶貴的技術支持和幫助。編者借此機會對他們致以深深的謝意。

編者要特別感謝石河子大學研究生處教材出版項目對本書出版所給予的支持和幫助。

由于編者水平有限，書中難免存在不妥或錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。

編 者