毕业设计-外文译文

1、编号： 毕业设计外文翻译（译文） 院 （系）： 电子工程与自动化学院 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 李XX 学 号： XXX 指导教师单位： 电子工程与自动化学院 指导教师： XXX 职 称： XXX 2013 年 5 月 20日信息控制自动控制自动控制在工程和科学的进步扮演了一个重要的角色。除了在空间飞行器系统、导弹制导系统、机器人系统，自动控制系统在现代制造业和工业过程中已成为一个重要的组成部分。例如，在数控机床制造业、在航空航天自动驾驶仪的设计、在汽车和卡车的设计，自动控制都发挥着重要的作用。在加工业中控制压力、温度、湿度、粘度和流量，自动控制系统也是必不可少的。自动控制在理论和

2、实践上的进步，不仅提供了动态系统的最佳性能，提高了生产效率，消除许多重复单调的手动操作，而更多的，大多数工程师和科学家们对这个领域有了一个更好的理解。工程控制是基于反馈的基础理论和线性系统分析,它集成了网络的概念理论和通信理论。因此控制工程是不限于任何工程学科，但也同样适用于航空、化工、机械、环境、民事、电气工程。例如，一个控制系统通常包括电气、机械和化学成分。此外，随着对动态商业、社会和政治系统理解的深入，控制这些系统的能力也将增加。控制系统通过互连的组件组成系统配置，将提供所需的系统响应。系统分析的基础是基于线性系统理论，线性系统理论假设了系统组件的因果关系。因此一个组件或过程控制可以表示

3、为一个块，如图8.1。输入与输出的关系表示因果关系的过程，进而代表一个输入信号到输出信号变量的处理过程往往伴随有功率放大。一般来说，控制系统可分为开环和闭环控制系统，这两种类型的控制系统区别在于闭环控制系统的反馈比较。1. 开环控制系统开环控制系统利用控制器或控制执行机构获得所需的响应，如图8.2。开环系统是一个没有反馈的系统，是形式最简单的控制设备。图8.3演示了一个简单的罐内液面控制系统。即使出水口通过阀V1的流量是变化的，但我们希望保持液位h在合理可接受的范围内。这可以通过不规则的手工调整阀V2来控制入口流量。这个系统不是一个精密系统，因为它没有能力精确测量阀V1的输出流量、阀V2的输入

4、流量或液面高度。图8.4显示了这个系统中存在的输入（期望液面高度）和输出（实际液面高度）之间的简单关系。这个控制系统没有任何反馈的比较，可以用开环这个术语来描述。图 8.3 液位控制系统输入过程输出启动设备过程理想输入响应图 8.2 开环系统h图 8.1 过程控制输出输出（实际液位）控制系统(阀控制)输入（理想液位）图 8.4液位控制系统方框图2. 闭环控制系统相比之下，闭环控制系统利用系统的输出与期望的输出响应相比较。测量输出称为反馈信号。一个简单的闭环反馈控制系统如图8.5。反馈控制系统通过变量的比较并利用偏差作为控制手段，维持一个系统变量对另一个系统变量的关系。输出控制器处理理想输出响应

5、测量图 8.5闭环控制系统比较器闭环控制系统输入变量能精确再现反馈信号的比较作用。误差检测器能得出一个输入与输出之间差异的信号比例。闭环控制系统驱动输出,直到它等于输入和误差为零。实际和期望输出的任何差异将是在一个闭环控制系统中自动校正。通过适当的设计系统可以相对独立的二次输入和改变组件特征。图8.6展示的是图8.3自动罐内液面控制系统。即便阀V1的输出流量是可变的，也可将输出量保持在期望液面高度h的一个非常精确的公差范围之内。如果水位不正确，就会产生错误的电压信号。这个电压信号可以放大，进水流量可以通过电动机控制阀V2保持水位。图8.7中的框图类似于这个系统。因为反馈比较的存在，我们将这个运

6、行的系统用闭环系统来描述。输入（理想液位）h+v-v功率放大器电机驱动流量Error图 8.6自动液位控制系统功率放大器液位流量电机驱动图 8.7 自动液位控制系统方框图输出（实际液位）错误+-由于日益复杂的系统控制和实现最佳性能的考虑，控制系统工程的重要性已经发展了十年。此外，随着系统越来越复杂，在控制变量的相互关系时必须要考虑控制方案。图8.8描绘一个多变量控制系统。引入的反馈使我们能够控制所需的输出，可以提高精度，但它需要关注这个问题的稳定性响应。控制器处理测量理想输出响应输出变量图8.8多变量控制系统微控制器微控制器(有时缩写为µC，uC 或MCU)是将处理器核心、内存和可编

7、程输入/输出外设集成于一个单一电路的微型计算机。NOR闪存形式的程序存储也通常是片上执行的，相当于一个小型的RAM。与用于个人电脑或其他通用的应用程序相比，微控制器是专为嵌入式应用程序。微控制器被用于自动控制产品和设备，如汽车发动机控制系统、植入式医疗设备、遥控器、办公设备、家用电器、电动工具、玩具和其他嵌入式系统。与使用一个单独的微处理器，存储器和输入/输出设备的设计相比，微控制器通过减小尺寸和降低成本，使其以数字方式控制更多的设备和工艺。混合信号微控制器是很常见的，它集成了控制的非电子系统所需的模拟组件。一些微控制器为了低功耗（毫瓦或微瓦），可以使用四位在4kHz低时钟频率下运行。他们通常

8、会有保持功能，同时可以等待一个事件，如一个按钮按下或中断的触发，在系统休眠（CPU时钟和最外围设备关闭），功耗仅用到纳瓦级，使得他们非常适合长期持久的电池应用。其他微控制器可以提供性能关键型角色，它们有着更高的时钟速度和功耗，可能需要表现得更像一个数字信号处理器(DSP)。嵌入式设计微控制器可以被认为是一个包含处理器、存储器和外围设备的独立装置，可以作为一个嵌入式系统。微处理器的使用多数是内嵌在其他机器中，如汽车，电话，电器，和周边的计算机系统。这些被称为嵌入式系统。虽然一些嵌入式系统是非常复杂的，但是许多系统对存储器和程序的长度有最低要求，有些没有操作系统，并且软件的复杂度低。典型的输入和输

9、出设备包括开关、继电器、电磁阀、led灯、自定义的LCD显示屏、射频设备和温度、湿度、光线等信号的传感器。嵌入式系统通常没有键盘、屏幕、磁盘、打印机或其他可辨认的I/O设备一台个人电脑,可能缺乏任何形式的人机交互设备。嵌入式系统通常没有键盘、屏幕、硬盘、打印机、或其他公认的I/O设备的个人电脑，并可能缺乏人际交互设备。1. 中断微控制器必须提供实时（虽然不一定快，但要可预见的）响应所控制的嵌入式系统事件。当某些事件发生时，中断系统向处理器发出信息，将当前的指令序列暂停处理，开始一个中断服务例程(ISR,或“中断处理程序”)。中断服务程序将执行任何处理需要根据中断源，然后返回原来的指令序列。合理

10、的中断源设备相关，通常包括如内部定时器溢出，完成一个模拟数字转换，逻辑电平变化，对一个输入如一个按钮被按下，在通信链路上的数据变化等事件。在功耗重要的电池供电的设备中，直到需要外部事件有所作为时，中断也可以从低功耗睡眠状态唤醒单片机，处理器是暂停。2程序由于为系统提供外部存储器是高成本的，所以微控制器程序适合片内程序存储器。编译器和汇编器是用来将高级语言和汇编语言编码成一个紧凑的机器代码存储在单片机的存储器。这取决于设备，程序存储器可以是固定的只能在工厂编程的只读存储器，也可以是现场可变的闪存或可擦只读存储器。高度集成与通用的CPU相比，微控制器可能无法实现外部地址或数据总线，因为他们整合RA

11、M和非易失性存储器在同一芯片上。使用更少的引脚，芯片可以被放置在一个更小、更便宜的包装中。集成内存和其他外围设备在单一芯片，作为一个单元测试，增加了该芯片的成本，但嵌入式系统作为一个整体，往往会降低成本。尽管集成外围设备的CPU的成本略高于一个CPU和外围设备的成本，但拥有更少的芯片，可以使电路板更小，成本更低，从而减小电路板组装和测试所需的劳动力。这种集成芯片大大减少数量、布线，以及产生与使用单独芯片等效的电路板空间。此外，对于那些引脚比较少的元件，每个引脚功能通过软件来定义。这一部分引脚比那些指定功能的引脚应用更广泛、灵活。自20世纪70年代起，微控制器在嵌入式系统中已被证明是非常受欢迎的

12、。微控制器使用哈佛架构: 即一种将程序指令和数据分开存储的总线结构，允许同时进行文件存取。在使用哈佛架构时，对于内部存储器和寄存器，处理器的指令可以使不同长度的，如8位数据寄存器上使用12位的指令。外围器件的整合通常是困难的。微控制器供应商通常变换运算频率和系统设计灵活性来应对来自客户的上市时期的需求和整个较低的系统成本。制造商必须平衡最小化芯片尺寸以防备额外的功能。微控制器结构种类繁多。一些设计包括通用微处理器核心，集成一个或多个ROM、RAM、或I/O功能。其他设计目的为控制应用程序的构建。其中微型控制器指令集通常有许多位操作指令，使运营、生产控制程序更紧凑。例如，通用处理器可能需要几个指

13、令测试寄存器并对位进行分支，而微控制器可以有一个单独的指令提供通常所需的功能。微控制器通常没有数学协处理器，所以浮点运算由软件执行。编程环境微控制器最初只用汇编语言编程，但现在各种高级编程语言也用于微控制器中。这些语言或是为某种目的而设计的，或是诸如C语言的通用语言的不同版本。通用语言的编译器通常会有一些限制以及改进以更好地支持特色的微控制器。微控制器有环境有助于开发某些类型的应用程序。微控制器厂商经常使工具免费提供，让用户更容易使用他们的硬件。许多微处理器很独特，它们只允许使用它们自己的非标准C语言，如8051的SDCC编译器，它不允许用标准语言工具（如代码库或静态分析工具）为不相关的硬件特

14、性编码。常常用解释程序来掩饰这种低水平的特点。解释器固件也用于微控制器。例如，用于早期的微控制器英特尔8052：用于Zilog Z8以及一些现代设备的BASIC和FORTH。通常这些解释程序支持交互式编程。一些微处理器可使用仿真器，比如在Microchip公司的MPLAB环境和Revolution Education公司的PICAXE系列。这些允许开发人员分析如果使用实际的部分微控制器的性能和程序是什么。仿真器将输出显示内部处理器状态，以及允许输入信号生成。虽然一方面大多数仿真器仿真其他硬件是有限的，但能够使用物理实体，并且可能是调试和分析问题的最快捷方式。目前微控制器通常结合片上调试电路，当

15、访问通过JTAG在线仿真器，允许调试和调试器的固件。单片机的类型以下是许多单片机的架构和供应商：还有许多其它的，其中一些应用范围是非常狭窄的，比起微控制器更像是应用处理器。微处理器的众多厂商、技术和市场是非常分散的。注意，许多供应商出售(或卖出)多个架构。单片机举例1 Intel 8051在一个单一封装中，8051架构提供许多功能（CPU、RAM、ROM、I/O、中断逻辑、定时器等）。8051核心的一个新的特点是一个布尔处理引擎，它允许位级布尔逻辑运算进行直接有效地对内部寄存器和RAM中被直接有效地执行。这个关键的功能帮助8051在工业控制中得到应用，因为它减少代码大小的30%。另一个有用的特

16、点是四个不同的寄存器组，相比起在栈中存储中断，它大大降低了中断等待时间。2ARMARM是一个32位精简指令集计算机指令集结构的ARM开发。它被称为先进的RISC机器。ARM全称为进阶精简指令集机器，更早称做艾康精简指令集机器。在数量方面，ARM体系结构是目前应用最广泛的32位指令集架构。 ARM处理器的相对简单性使它们适合低功耗应用。因此，他们已经成为移动和嵌入式电子产品市场的主导，成本相对较低。ARM处理器是由ARM和ARM被授权商开发的。由国际科技开发的著名的ARM处理器系列包括ARM7、ARM9、ARM11和Cortex。3. Atmel AVRAVR是一种改进的哈佛结构的8位RISC单

17、片机，它是由Atmel公司1996年开发。与当时其它微控制器使用的可编程ROM、EPROM、或EEPROM 相比，AVR是利用片上闪存的微控制器。AVR是一种改进的哈佛架构机器，程序和数据存储在不同的物理内存系统中，但是使用特殊指令其有能力从程序存储器读取数据。自然的机械设计机械设计的终极目标是产生一个有用的产品，满足客户的需求，并且制造安全、高效、可靠、经济、实用。认为思考回答这个问题，“我要设计产品或系统的客户是谁？”考虑以下场景：你正在为国内市场设计一个开罐器。最终的客户是购买的开罐器并在在厨房中使用。其他客户可能包括：开罐器的包装设计师，制造人员与检修人员必须经济地生产开启工具和修理。

18、 你正在为某个生产工序设计一块生产机械产品。客户包括：制造工程师负责生产操作、机器操作者、安装维修人员必须服务于机器，保持机器有一个良好的运行秩序。你正在设计一个动力系统打开一个大型客机的门。用户包括：必须在正常服务或在紧急情况下操作门，在使用过程中人们必须通过门，生产开启工具的职员，安装人员，飞机结构设计师必须适应在飞行和操作期间产生的负载，服务技术人员维护系统，同时允许室内设计师访问安装和维护。至关重要的是，在开始产品设计之前你得知道所有客户的欲望和期望。市场营销专业人士通常用来掌握客户的期望，作为一个产品开发团队的一部分设计师可能会与他们一起工作。许多方法被用来确定客户想要什么。一个受欢

19、迎的方法，称为质量功能部署或质量功能展开，旨在识别消费者需要的所有功能和性能因素，并评估这些因素的相对重要性。质量功能展开过程的结果是：产品有一组详细的功能和设计要求。 同样重要的是要考虑如何设计过程符合所有功能，在产品的整个生命周期内为用户交付一个满意的产品，并便于服务。事实上，在产品到达使用寿命之后，考虑它将如何处理也是非常重要的。这些影响产品功能的总和，有时被称为产品实现过程或PRP。机械设计所需的技术产品工程师和机械设计师在日常工作中使用广泛的技能和知识，包括以下方面： （1）绘制草图、工程制图以及计算机辅助设计。（2）材料性能、材料加工以及生产过程。（3）应用化工，比如防腐、电镀和上

20、油漆。（4）静力学、动力学、材料强度、运动学以及机构学。（5）口头沟通、听力、技术书写以及协作技巧。（6）流体力学、热力学和传热学。（7）液压传动、电现象的基本原理以及工业控制。（8）实验设计和材料性能测试以及机械系统。（9）创造力、解决问题以及工程管理。（10）应力分析。（11）如齿轮、带传动、链传动、轴、轴承、键、花键、联轴器、密封件、弹簧、连接（螺栓、铆接、焊接、粘接）、电动机、直线运动系统、离合器以及制动器这些机械零件的性能的专业知识。随着多学科知识和技能的不断发展，要求你在学术研究和实践经验上都必须要有很高的能力水平。功能、设计需求以及评价标准为了强调，在开始设计机械装置之前仔细确定

21、客户的需求和期望的重要性，可以制定清晰、完整的功能、设计要求和评价标准：功能要说明装置必须做什么，使用由动词短语（如承受负载、举起板条箱、传输功率或保持两个结构部件结合）构成的一般的、非计量性的说明。设计需求是详细的，通常是对：预期性能水平、装置可能运作的环境状况、空间或重量的限制、或者可能用到的可用材料和元件的定量说明。仔细准备功能说明和设计需求将确保设计精力集中在预期的结果上。大量的时间和金钱可能会浪费在尽管技术上听起来没问题，但没有满足设计需求的设计方案上。设计需求应包括所有需要做的事情，但同时应该勇于创新。评估标准是一个设计可取的定性特征的声明，协助设计师在决定哪些替代设计是最优的，最

22、大化的设计好处而减少缺点。一个产品评估标准应该由开发团队所有成员评定，以确保所有各方面的利益考虑。经常用权重标准来反映他们的相对重要性。安全必须始终是至高无上的准则。除了满足规定的安全要求，不同的设计理念可能有不同的内在安全水平，同时被列入设计需求清单中。如果有人因设计错误而受伤，那么设计师和工程师要负法律责任的。你必须考虑到设备的任何合理地可预测的用途，并确保操作人员或可能接近设备人员的安全。达到一个高的整体性能也应该是优先考虑的。某些设计理念可能有其它设计没有的特点。这些元素结合起来称之为设计说明书。大多数设计进展通过一个周期活动如图10.1。您通常应该提出一个以上可比较的设计理念。利用创

23、造力产生真正新颖的设计。每个设计理念必须满足功能和设计要求。每个设计理念应该完成功能和设计的需求，对优点和缺点做出关键性的评估。然后，理性的决策分析技术，应该使用评价标准来决定哪些设计概念是最优的，最后，最终方案产生了。机械元件组合进机械设计的例子机械设计是设计和选择机械部件并把它们联系起来而实现所需功能的过程。当然，机器元素必须兼容，必须适合在一起，并且必须安全有效地运行。设计师不仅要必须考虑在给定时间内设计零件的性能，而且还要考虑到它可能接触的零件。每个替代率对每个评估标准详细设计决策创建设计理念定义规范选择理念完成详细的设计选择最佳的设计理念评估每个建议的替代规定设计要求定义设备功能识别

24、客户需求图 10.1 设计过程步骤定义评估标准提供几个可供选择的设计理念为了演示机械零件的设计，必须与一个更大的机械设计相结合，让我们考虑小型拖拉机的一个减速器的设计。假设，为了完成减速，你决定设计一个二级齿轮减速器。你指定4个齿轮、3根轴、6个轴承和一个外壳，保持相互之间合理关联。这里列出的设计过程意味着设计可以依次进行：从齿轮的轴，到轴承，到键和联轴器，最后到外壳。然而，很少遵循这种逻辑路线做一次指定的设计。通常设计师需要重复很多次来调整某些组件，因为这些组件还会影响着其它组件。这个过程称为迭代，一直持续到一个可接受的总体设计为止。通常在迭代中频繁的开发和测试样机。新技术虚拟仪器什么是“虚

25、拟仪器？”什么是“虚拟”？虚拟只存在于功能，但不是实际存在的。这是否意味着一个虚拟仪器真的不存在吗？不，它存在。但它并非以我们习惯看到的形式存在。那么，到底什么是虚拟仪器呢？起初，根据少量的历史记载。几百年前，我们并不了解过多的电器知识。后来，随着欧姆、奥斯特、安培、瓦特和许多人工作的努力。我们对电压、电流和功率等参数做出了定义。从此一个电学的新领域诞生了。我们的前辈推动了电子技术的发展。他们能控制电流的产生与流散，让机器运转，让家庭和办公室充满光明和运送物资。随着时间的推移，对他们使用电参数进行测量变得变得越来越重要。他们开发的测量仪器使测量变得更加精确。在20世纪，人们把大部分时间里都集中

26、在对电气参数、电压、电流、功率、功率因数、频率等的测量。电子时代电子时代以真空管、收音机、电视的出而开始。二战期间，大多数电子学的发展是为军事、发展航海、通讯以及控制机器和可见的电子及电子设备而服务的。我们开发了仪器用来测量与电有关的参数。随着晶体管的发展，我们的世界扩大了。我们不再局限于大小和功率损耗。测量仪器越来越小，而且耗电越来越少，大部分测量仪器可以用电池来供电。在近代史里有一些著名的公司。他们的名字有美国辛普森仪表公司、美国威斯汀仪表公司、美国费理斯仪表公司、美国福禄克仪表公司、美国无线电公司、美国杜蒙特仪表公司，然而与我们的仪表学最为密切的是美国无线电公司。我们也不能忘记其它公司，

27、如美国泰克公司、美国吉时利公司、英国一家电子监测装备公司以及美国通用电气公司，虽然这些只是少数的仪器制造商，但他们却代表了我们发展的历程。我我们长大了，甚至从我们的大学时光都伴随着这些公司的名字。 这些公司生产的所有产品的共同点是什么？他们都是纯粹的测量设备。它们由电源、传感器、转换器和显示器组成。在大多数情况下，设定一个范围，进行手动连接，然后将结果复制到笔记本或数据表中。数据的进一步使用将不是仪器功能所包含的部分。工业控制领域开始于50年前，需要的不仅仅是简单地测量一个物理参数。最终，基本的控制系统被开发出来了。为了方便响应参数的变化，继电器被附在仪器中。很快，由单个继电器成长为多个。最后

28、，增加了集成探测器，创建PID控制系统。劳动力分工电子技术在其他领域也有进展。进展最大的是计算机领域。计算机容量增加同时而尺寸有所降低。但是仪器和电脑两个领域保持独立。然后，微处理器得到了发展，使得计算机规模、成本和功耗下降，允许计算机适用于其他设备。在那时计算机的运行速度仍然很慢，有限容量的机器需要详细的编程来执行他们的任务。大容量储存仅限于磁带或大型磁盘。从本质上说，计算机是脱机工具。在测量数据第一次记录在磁盘或磁带上之后，利用它们可进行进一步数据处理。这并不是说计算没有进入仪器领域。很快，让这些仪器拥有计算能力变的十分普遍。然而,这些都是专用设备，是为了他们的具体操作而定制开发的。有传感

29、器线性电路、傅里叶变换器、绘图和显示装置，以及专用设备。随着微电子学的出现，他们提供了下一个级别的实用仪器。在20世纪80年代后和90年代初，由于计算机其性能相对较慢，把它应用于重要的商业计算机是不可能的。然而，自从在复杂的仪器中仅仅增加了测量和显示就让工程师变得焦躁不安，额外处理的需求变的更加明显。对一个测量仪器接收信号来讲，通过线性化、整形、频带限制等处理输入信号，然后对结果进行数字化处理。数字输出被一个特殊的板载处理器控制，以提供控制或分析决策。仪器的校正信号生成后，输入至被测装置以便控制整个系统功能。所有这些都要仅在一个板载专用计算机内很快执行。同时，测量范围和控制系统从仅仅测量电气和

30、电子参数扩展到包括机械、化工、土木、和医疗领域等所有辅助技术。测量和控制致力于工业领域，在高速应用中，浪费的时间是一个重大问题。通用计算机的运行速度和能力成倍增长。它很快就可以适应标准、高速计算机网络应用程序可满足所需的实时测量和控制。通用的计算机可以成为工具。打开窗口一个主要的成就是改善用户界面操作与windows类型软件。简单的操作加上快速增长的性能，形成了计算机和仪器设备的联姻。仪器的开发需要嵌入通用计算机子系统，允许多样化的测量和复杂的操作以及内存、查找表、智能显示和控制。通过市场上买到的计算机模块具有和完整仪器一样的功能，同样可以执行的所需要的测量和计算。除了计算机和计算机性能的增加

31、，成本也在增加，对于仪器我们如何在提高性能的同时而不增加成本呢？这也是我们最初提出的问题，“什么是虚拟仪器。”现在，许多制造商制造出新型的通用计算机包含了许多仪器所需的硬件和常用软件。此外，计算机实时运行速度能够满足工作的需求。通用计算机无法完成一些专业软件，只有非常特殊计算机才可以做到。接下来的问题是，如果标准的计算机能做这个工作，为什么还要把计算机作为仪器设备的一部分而销售呢？目的是为了让其降低成本，让客户使用它的计算机和计算能力。仪器制造商只提供用户在一般市场的无法买到的设备。那就是，虚拟仪器。那么，什么是虚拟仪器呢？虚拟仪器是由一些专门的子单元、一些通用的电脑、一些软件和一些专用的技术

32、组成。该仪器已经不再在一个盒子。虚拟仪器可以很简单，也很复杂。考虑一个虚拟仪器和控制系统可能包含的东西。对于一个测量仪器，必须有一个传感器。如果测量参数不是电信号，那么就必须得纳入一个传感器来转变为电信号。然后，必须有一个调理电路将信号调节到可用的大小。这可能包括放大器、l线性化电路、滤波器、甚至整流器。最后，必须有一个模拟数字的变换器，允许数据被转换成数字形式，从而进行进一步的操作。一旦数据以数字形式存在，它可以被存储、处理、混合、比较或控制使用。然后， 它可以被显示，转换回模拟形式进行下一步的过程控制。图11.1显示了一个这样的系统框图。请注意，现代的、标准的电脑中都能找到这些操作进程。并

33、且，在大多数情况下，电脑的速度很容易与仪器的要求兼容。局域网的出现使电脑与仪器设备进行物理分离成为可能。从RS-232到GPIB到USB到Ethernet到SCSI，选用这诸多格式中的任何一种，都可以在组件接口间平衡其通信速率。它在哪里？那么，虚拟仪器在哪里呢？它的各个部分可以在工作场所的各个角落，利用互联网它可以在世界的任何地方。通过引入一些最新的远程无线通信协议，如蓝牙， 通过这种技术而不用将这些零部件物理的连在一起。我们可以传送的更远。使用高速网络程序，信息可以立即被传送到网上处理、显示、控制或者发送到世界的任何地方。这是一个虚拟仪器。图 11.1虚拟仪器它要求互连总线、程序和应用软件、

34、传感器、生成器和控制器。数字系统的硬件是现在主要内置在商用电脑中，作为产品的一部分它甚至不需要出售，只需要把它连接上。随着技术的发展，更多的仪器将会包含外部标准硬件。随着软件领域稳定下来之后，大部分的软件将成为标准。了解真正的虚拟仪器领域才刚刚开始。在接下来的几年里，将会有一连串的子单元专为虚拟仪器市场。这些将为下一代现场仪表和测量提供模型。 虚拟仪器一种交叉学科的技术。这是一条通往21世纪的路。人工智能计算机科学领域被称为人工智能，试图开发计算机系统能够模拟或模拟人类感知、思维过程和行动。这些包括推理，从过去的行为中不断学习，并使用诸如视觉和触觉等感官。人工智能对于人类智慧仍有很长的路要走。

35、不过，模拟人类感知能力、解决问题和信息处理的人工智能已经开发出来了。这些现代人工智能的应用旨在帮助人们和组织变得更有效率。许多这样的工具软件已经实际应用在商业、医药和法律等方面。在过去，使用电脑的计算能力来解决结构性问题，这些问题可以分解为一系列明确的步骤。人们使用直觉、推理、记忆都能更好地解决非结构化问题，无论是建筑产品或批准贷款。长期以来组织机构通过职员来实现任务计算机化。现在知识密集型的工作和非结构化问题正在实现自动化。让我们来考虑三个领域，人类的天赋和能力已经随着计算机的智能而提高：虚拟现实,以知识为基础的系统和机器人技术。虚拟现实假设你可以创造和经历你所希望得到的新现实形式。通过孩子的眼里、一个机器人或甚至一个龙虾来观察世界。你可以不用离开你的椅子而去遥远的度假胜地，或在去一个核废料排放厂。这些模拟的体验可以在虚拟现实中完成。虚拟现实是借助计算机以3D方式人工或是模拟产生现实。虚拟现实通常也称作VR、人工现实或是虚拟环境。在虚拟的空间中导航，你可以使用虚拟现实硬件包括耳机和手套。帽子上有耳机和三维立体屏（一种类型是视像耳机）。手套上有传感器，收集关于你的手部运动的资料(一种类型被称为数据手套)。再加上软件（如Body Electric系统），