掌上实验室的软件开发

论文摘要

论文是以课题项目“掌上实验室的设计”为研究背景展开的,采用模块级编程的软件设计,可以使系统作为一个通用的、可扩展、可升级的数据采集处理系统,满足实验和教学两个方面的要求。完成后的掌上实验室可根据实际情况方便、灵活的选取数字信号处理方案进行现场处理并给出处理结果,也可将原始数据或处理结果存储以备事后分析。该平台以ARM9为核心构制硬件平台,采用嵌入式实时操作系统Linux的软件平台。本文在以上的背景下进行了掌上实验室的软件开发,深入研究了实验中常用的数字信号处理技术和嵌入式技术,并将两者结合采用了嵌入式Linux操作系统+数字信号处理+嵌入式GUI的设计模式。论文采用模块级编程对各种信号处理模块实现了集中管理,这种集中管理技术实现了现场数字信号处理方案选取与处理,并且简化了数字信号处理模块后期开发的添加、升级。同时,使用在Linux下的界面开发工具Qt,完成了掌上实验室的人机交互界面。运用嵌入式GUI,有效地结合数字信号处理技术,完成了信号的生成、处理和数据结果的显示。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和立题意义
• 1.2 掌上实验室简介
• 1.2.1 掌上实验室的特点
• 1.2.2 掌上实验室的应用前景
• 1.3 嵌入式系统的简介
• 1.3.1 嵌入式系统的特点
• 1.3.2 嵌入式系统目前的发展趋势和应用
• 1.4 论文内容
• 第2章 嵌入式操作系统及图形用户界面
• 2.1 嵌入式操作系统
• 2.1.1 典型的嵌入式操作系统
• 2.1.2 嵌入式Linux的优点
• 2.1.3 嵌入式Linux结构
• 2.2 嵌入式图形用户界面（GUI）
• 2.2.1 典型的嵌入式图形用户界面系统
• 2.2.2 嵌入式Qt的关键技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 信号处理部分软件设计
• 3.1 系统整体框架的设计
• 3.2 软件的模块级编程思想及实现
• 3.2.1 信号处理的模块级编程
• 3.2.2 信号处理模块的数据结构
• 3.3 信号处理模块的具体实现
• 3.3.1 FFT模块
• 3.3.2 信号相关模块
• 3.3.3 IIR数字滤波器模块
• 3.3.4 FIR数字滤波器模块
• 3.3.5 Welch法谱估计模块
• 3.3.6 Wigner分布模块
• 3.3.7 匹配滤波器模块
• 3.4 本章小结
• 第4章 整体界面的软件设计及功能实现
• 4.1 Qt/Embedded界面开发工具
• 4.1.1 Qt/Embedded开发环境的建立
• 4.1.2 Qt软件设计方法
• 4.2 掌上实验室界面及功能设计概要
• 4.3 掌上实验室整体界面的创建
• 4.3.1 主窗口的创建
• 4.3.2 创建菜单和工具栏
• 4.4 数据流程图的绘制
• 4.4.1 图形的绘制
• 4.4.2 参数对话框的创建
• 4.5 处理数据结果显示
• 4.5.1 Qt下的绘图机制
• 4.5.2 测试结果显示
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢