测量数据的采集与处理软件设计

摘要

随着科技的迅猛发展，数据采集速率的快速提高，导致了采集端的压力越来越大，通过计算机应用软件来处理数据的想法也就应运而生。本文设计的测量数据的采集与处理软件重点实现了将采集的数据经过预处理，准确地恢复其波形，并对信号进行分析的工作。本文的主要研究内容如下：
　　1、根据测量数据采集模块的工作原理，采用虚拟仪器软件体系VISA设计了数据采集模块的驱动程序，完成了上层应用软件对模块的控制功能。运用了DMA（Direct Memory Access，存储器直接访问）技术将大量测量数据从采集模块传输到计算机。
　　2、在数据的分析方面，实现了以下模块的功能：软件的界面设计；数据预处理，包括数据的插值算法与抽取算法；波形显示与调节；数据的参数测量，包括时间类参数与幅值类参数的测量；数据的频域分析，包括频谱分析，功率谱分析以及谐波失真分析；数据文件的读取，光标测量和仿真信号。
　　对整个软件的各模块联合测试表明，软件能够实现对数据采集模块的控制，驱动程序能够快速完成数据的采集和传输任务，同时，通过预处理算法，能够较好地恢复波形，软件的参数测量、频域分析、波形显示和调节，数据文件的读取功能和光标测量等功能可以正常工作，多线程技术的运用使得软件在多任务处理时运行流畅，软件的性能得到了提升。

目录

第一章 绪论

§1.1 前言

§1.2 课题研究背景及意义

§1.3 国内外研究现状与前景

§1.4 本论文研究内容

§1.5 本章小结

第二章 软件总体设计方案

§2.1 数据采集模块工作原理

§2.2 软件设计方案

§2.3 本章小结

第三章 驱动软件的设计

§3.1 PCIe配置空间

§3.2 虚拟仪器软件体系VISA

§3.3 DMA技术

§3.4 驱动程序的开发

§3.5 本章小结

第四章 软件功能模块设计与实现

§4.1 数据预处理

§4.2 软件界面设计

§4.3 波形显示

§4.4 分析处理功能

§4.5 参数测量

§4.6 数据文件读取功能

§4.7 多线程技术的运用

§4.8 本章小结

第五章 软件系统调试与验证

§5.1 驱动程序验证

§5.2 波形的采集与显示模块验证

§5.3 数据预处理模块验证

§5.4 波形调节和数据分析模块验证

第六章 总结与展望

§6.1 本文工作总结

§6.2 后续研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果