电子信息系统-系统概述

实例2：自动控制系统


自动控制：在无人直接参加的情况下，利用控制装置使被控对象 和过程自动地按预定规律变化的控制过程。 自动控制系统：是由控制装置和被控对象所组成，它们以某种相 互依赖的的方式组合成为一个有机整体，并对被控对象进行自动 控制。 控制器：对被控对象起控制作用装置的总体。 被控对象：要求实现自动控制的机器，设备或生产过程。 输出量：表现于控制对象或系统输出端，并要求实现自动控制的 物理量。 输入量：作用于控制对象或系统输入端，并可使系统具有预定功 能或预定输出的物理量。 扰动：所有妨碍控制量对被控量按要求进行正常控制的因素，称 为干扰量或扰动量。

要求


了解电子信息系统的组成，了解或掌握其中 的传感器技术、模拟信号输入/输出技术、 数字信号处理与DSP技术、数据库技术、计 算机网络技术等关键技术。 提高理论联系实际的水平。
学习材料


目前没有覆盖全部内容的单本教材。 参考书




《嵌入式微处理器模拟接口设计（第二版）》，[美] Stuart R. Ball 著，刘谦 译，电子工业出版社； 《计算机网络 第4版》，[荷] Andrew S. Tanenbaum 著，潘爱 民 译，清华大学出版社； 《电子信息系统基础》，蓝鸿翔、戴蓓倩 主编，高等教育出版 社； 《智能传感器与信息系统》，梁威 主编，北京航空航天大学出 版社； 《数据库系统概论（第三版）》，萨师煊、王珊 著，高等教育 出版社。

俄Glonass（GLObal NAvigation Satellite System）


欧盟伽利略计划


中国北斗

2000.10.31 北斗一号 2009.4.15 北斗二号 2010.1.17 北斗三号 中国自主研制的北斗二号系列卫星已进入组网高峰 期，预计在2015年形成覆盖全球的由三十几颗卫星组成 卫星导航定位系统。

课程特点
(1)广泛性：传感技术，模拟信号接口技术，数字信号处理与DSP 技术，数据库技术，计算机网络与信息传输技术 (2)实用性： (3)有机性：
课程学习目的



学会用所学的各门理论课知识(信号与系统、通 信原理、数字信号处理、电子技术等课程) 去解 释各行业的技术规范。反过来进一步加深对理论 的认识。 在提高理论联系实际能力的基础上，具备应对日 新月异的电子信息行业的适应能力。 灵活掌握电子信息系统的结构和关键技术，提高 工程设计能力，为日后工程设计实践打下基础。
闭环控制系统 开环系统精度不高、适应性不强。 将输出量引入到输入端，使输出量对控制作用产生直接 的影响。形成闭环控制系统。
Mc↑→n↓→uf↓→ue(=ur-uf)↑→ua↑→n↑
Байду номын сангаас
自动控制系统的组成
比较 元件 r(t) + e(t) 输入 信号 偏差 - 信号
扰动
串联 校正元件
+
放大元件
-
执行元件
信息搜集：根据计划需要，获取或采集原始信息并筛 选，确定信息的时间敏感性，再把信息转换成适合于 传递的格式； 信息传递：把信息传输至相应的收信方，以便处理； 信息处理：对数据进行存储、调用、加工、筛选和融 合，以作战人员能使用的格式输出最低限度必需的信 息，以便于作战人员能采取相应的行动； 信息通报：把经过处理的信息，通报给相关的用户； 信息保护：确保信息的保密流程和处理，只能由经认 证识别的人员访问调用。
电子信息系统典型结构
数据采集 (传感器、 ADC、接口) 单机 数字信号处理 (DSP) 模拟输出 (DAC) 数据管理 (数据库) 数据传输/通信网络 （计算机网络）
单机
单机
单机
控制对象
C(t)
输 出
主反馈信号
并联校正元件
局部反馈
测量元件
主反馈
典型自动控制系统方块图
实例3：智能交通信号控制系统

功能

数据采集和监控 交通控制和优化 系统干预 系统监视 系统日志管理
实例4：3S系统

地理信息系统(Geographic Information System)
电子信息系统
黄翔东 Email: xdhuang@tju.edu.cn Office: 26D-334
第一章 电子信息系统概述

电子信息系统定义


目前尚无统一定义 由数据采集、数据处理、数据管理与传输（网络技术、数据 库）、数据输出等模块组成 ，即按照一定应用目的和规则对 信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的系统。

是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计 算机系统。 指用间接的手段来获取目标物状态信息的方法。遥感 一般有三个要素，目标物、传感器和测量方法。

遥感(Remote Sensing)


全球定位系统(Global Positioning System)

是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。它可以为地球 表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基 准。

补充的材料来自Internet。
实例1：美军综合电子信息系统
综合电子信息系统的发展

C2 (Command and Control)系统


1953年，美军开始研制以计算机为中心的防空自动 化指挥系统。 1958年，“SAGE”半自动化防空指挥系统建成 。 “烟囱式”的发展道路 四大主体要素中，指挥与控制是目的、核心，通信 是手段，情报是灵魂。

C3 (Command Control and Communication)


C3I (C3+Intelligence)，1977年

综合电子信息系统的发展

C4I (C3I+Computer)，1989年

计算机技术是综合电子信息系统产生、发展的前提 和基础。


C4ISR (C4I+Surveillance+Reconnaissance)， 1997年 C4IKSR (C4ISR+Kill)

“侦察预警—指挥决策—杀伤破坏”一体化 为世界任何地方的美军提供端到端的信息互联能力。

GIG (Global Information Grid)

C4IKSR系统的构成

预警探测系统 情报侦察系统 电子战系统 通信联络系统 指挥控制系统
综合电子信息系统的基本功能



三套全球卫星定位系统的比较

美GPS

1994年投入运行，24颗卫星，耗资120亿美元； 成功应用于军事和民用领域。 前苏联从1995年建成，24颗卫星，耗资30多亿美元； 计划于2006年重新投入使用。 “伽利略卫星定位系统的最高精度比美国GPS高10倍，如果说GPS只 能找到街道，伽利略系统则可找到车库门。”——欧洲航空航天局 专家 欧盟2002年正式批准的一项战略科研项目，目标是建成一个覆盖全 球的卫星导航系统，计划耗资27亿美元，30颗卫星。 2005年12月28日，成功发射首枚实验卫星； 至2006年1月12日，共有中国、以色列、乌克兰、印度、摩洛哥和韩 国加入计划。