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高等教育创新与实践 电子信息类工程实践教程(专业技能分册)

本书提供源代码,相关资源可在资源中心免费下载。
  • 作 者:马建国 王大岚
  • 书代号:400300
  • I S B N:978-7-5606-3711-2
  • 出版日期:2015-11
  • 印刷日期:2015-11
  • 业务分类:本科;工程技术;
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内容简介
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本书以无线终端(如智能手机等)中各个功能模块的设计为例,尝试建立信息通信理论和使用嵌入式数字信号处理器的真实应用之间的桥梁。每一章都涉及一个具有特定应用背景的特殊题目,如取样理论、脉冲编码调制(PCM)、自适应脉冲编码调制、双音多频(DTMF)、调制解调以及无线网络,包括简要叙述算法理论,以及在数字信号处理开发平台上的具体实施。本书还提供所有应用项目的源码及其功能解释,以数字资源包的形式放在出版社网站,供读者下载实践。

本书可供读者理解如何使用数字信号处理实现一个具体应用,并解决读者特有的项目问题。

形成本书的讲义已被用作教材在天津大学电子信息工程学院工程实践课程中使用达五年之久。

信息技术近年来有了革命性的发展,许多新技术和新产品被创造出来,它们彻底改变了人们的生活。人们广泛使用计算机和互联网,用更快捷和更方便的方式完成日常工作、交换信息和获取知识。

在信息技术领域,有两个神奇的发明家这里应该提到,即比尔?盖茨和史蒂夫?乔布斯。他们被广泛描述为在商务、发明和产品设计领域中的具有想象力和创造力的领军人物。不夸张地说,他们两人改变了现代世界的面貌:成千上万的计算机依靠微软视窗操作系统进行工作。苹果公司的iPhone、iPad等产品也被大众所喜爱。一个有趣的事实是:这两个最成功的发明家都有一个共同的特点,即他们总是有崭新的想法并持之以恒地去实现他们的梦想。他们两人都没有完成高等教育,而为了实现他们的梦,他们在人生的早期阶段开始了自我完善的实践活动。

读者可能会问:为什么我们没有培养出中国的乔布斯?我们的大学是否应该改进教学方法增加更多的实践活动以跟上信息技术的快速发展?

另一个值得思考的问题是,传统的由元器件构成的数字系统和设备近年来已经被通用的或专用的信号处理器所取代。我们的课程应该让学生接触数字技术的最新发展,熟悉用信号处理的技术来实现信息通信。

为了解决这个问题,天津大学近年来启动了卓越工程师计划,本实践课程就是高等教育创新与实践的一部分。我们的课程从2010年刚刚入学的信息学院新生开始,学生每年参与不同的实践项目,直到他们毕业。课程的目的是提高学生的实践能力,鼔励他们创造和实现一个新的想法。实践课程的主要方法是让学生自己完成课题项目,所有的课题项目都取自工业界的实际应用并随着技术的进步年年更新。课题的硬件内容涉及项目开发平台,包括数字信号处理器、接口设备、显示器等。课题的软件内容涉及数字信号处理算法实施、C语言编程技术和实时编程技术等。学生通过完成课题可以学到信息科学领域的最新知识和技能。

本教程由课堂讲课部分和实践部分组成。讲课部分介绍基本的数字通信概念和应用。实践部分详细介绍每一个课题的基本理论、实施方案、源码分析、调试方法、修改源码加深理解和进一步的研究方向。

实践内容涉及的信息科学领域有

? 信号与系统;

? 数字信号处理;

? 现代数字通信系统;

? 无线通信(WiFi);

? 网络通信TCP/IP协议;

? 数字信号处理器结构和实时编程技术。

这部教程主要是面向实践课程的,每一章节集中介绍一个具体应用的实施方法,而不是企图详细进行理论分析,因为我们假设读者从有关理论课程学习中已经理解了该理论的概念,或者读者在完成课题实践的同时可通过阅读有关资料来获得所需理论知识。

本教程由通识教育分册和专业技能分册两册组成,其中,通识教育分册可供信息科学类一年级学生使用,专业技能分册可供信息科学类二、三年级学生和工程师培训课程使用。专业技能分册涵盖的题目比较复杂,主要以语音压缩算法实施和无线网络通信应用为主,以下是专业技能分册每一课题的简要描述。

? 国际电联G726语音压缩数据通信

这个课题在开发平台上实现了国际电联G726语音压缩编码和解码,并通过串行口完成双机对话通信。

? 国际电联G726语音压缩数据重放

这个课题在开发平台上实现了国际电联G726语音压缩编码和解码,并重放已压缩的数据。

? 国际电联G726语音压缩数据存储

这个课题在开发平台上实现了国际电联G726语音压缩编码和解码,并存储已压缩的数据。

? G726语音压缩数据和计算机通信

这个课题实现计算机和开发平台实时交换G726语音压缩数据的方案。

? WiFi网络编程实践——网页控制

这个课题是在开发平台上建立一个基本的点对点的无线网络,并使用通用TCP服务器运行应用程序,验证其无线连接性。

? WiFi网络编程实践——文字聊天室

这个课题是在开发平台上建立一个基本的点对点的无线网络,并使用通用TCP服务器运行应用程序和一个无线网络终端实现网络聊天。

? WiFi网络编程实践——远程温度监测

这个课题是在开发平台上建立一个基本的点对点的无线网络,并将采集到的温度数据通过无线网络发出。远程客户端软件接收温度数据实施报警监控。

所有课题源码被列在本教程附有的数字资源包内,可在西安电子科技大学出版社网站下载。

感谢

我们在这里感谢以下有关单位和个人的热情帮助:天津大学的院校领导创造了条件使这个工程实践课程能够在电子信息工程学院顺利开设达四年之久,参与课程的老师和同学对这个课程的开设给与积极支持。

马建国 教授 天津大学电信学院院长,教指委专家,长江学者特聘教授,博士生导师,IEEE大学计划委员会委员,加拿大Carlton大学兼职教授,天津市集成电路与计算系统工程中心主任。因在微波电子和射频集成电路的应用方面的杰出成就2015年当选IEEE Fellow。领衔承担了国家“863计划”等科研项目十余项,其主要研究领域包括射频集成电路与微波单片集成电路、微波与毫米波系统、RFID与无线传感器网络、混合信号集成系统、工业物联网与工业智能化。美国授权RFIC专利六项、中国授权/公示专利13项。 王大岚 博士(清华大学本科、硕士毕业),是恢复高考后第一届研究生,毕业后赴英国攻读博士。博士毕业后短暂在大学做研究工作、然后加入工业界。直至英国Lolan科技有限公司的CTO(首席技术官)。具有几十年的工业实践经历——通信方向嵌入式系统开发经验,一直在开展大学生动手实践的尝试。
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