基于WiFi的Android虚拟示波器的软件设计与实现

发布时间：2017-11-03 12:04

  本文关键词：基于WiFi的Android虚拟示波器的软件设计与实现

  更多相关文章： Android 虚拟示波器 数据交互协议 短程测量

【摘要】：随着电子测量技术在各个科学工作中的广泛运用,示波器作为电子测量设备,对它的测试要求也逐渐提高。由于传统的数字示波器具有体积较大、不易移动等特点,在条件要求较高的环境中不利于测试工作。加之近年来,移动平台的出现为人们带来了生活上的便利,实现了便捷、高效的生活方式。所以结合示波器的特点,将示波器与智能平台结合,实现示波器的智能化、移动化,成为当前的一个趋势。基于这一趋势,本课题设计了一款基于Android平台的虚拟示波器。本文的主要工作为:1.Android智能设备。作为本次设计的主控模块,运用Java语言编写虚拟示波器的上层应用程序。该应用程序主要包括显示界面的设计、菜单模块的建立、数据的交互、数据处理、波形分析与显示以及用户的手势处理等功能,使用到的技术包括多线程技术、Android触控技术、canvas绘制波形技术等。2.数据采集模块。负责数据的采集工作,在传统示波器的基础上去除键盘和显示模块,在完成原有数据采集工作的同时,设计数据交互与命令响应功能代码,完成与Android智能设备的数据交互操作。3.数据交互模块。负责完成数据采集模块与智能设备端的数据互转工作。主要包括设计USB的读/写操作的传输方式,并设计USB的驱动程序和固件程序完成人机交互命令的多字节传输。4.数据交互协议。设计数据包与人机交互命令的传输方式,保证数据的稳定传输,并分别在Android智能设备端和数据采集端解析、响应。本课题在原有示波器的基础上,结合智能操作系统Android平台,运用智能设备的无线网络通信优势,研究并实现了基于Android平台的虚拟示波器的设计。经过测试,完成了数据交互、波形显示、多界面切换、单点和多点触控技术等功能,该设计实现了真正的短程测量,可移动性较高,具有较好的人机交互体验。
【关键词】：Android 虚拟示波器 数据交互协议 短程测量
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 引言11-15
• 1.1 本论文的研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究状况12-13
• 1.3 本课题的主要任务与章节安排13-15
• 第二章 总体方案设计15-25
• 2.1 系统需求分析15-17
• 2.1.1 传统数字示波器的原理和特点15-16
• 2.1.2 本课题中各功能模块的分析16-17
• 2.2 Android平台介绍17-19
• 2.2.1 Android平台框架17-18
• 2.2.2 Android的优势18-19
• 2.3 总体框架设计19-23
• 2.3.1 移动设备端软件设计20-22
• 2.3.2 数据采集端和数据交互模块的设计22-23
• 2.4 本课题需解决的几个重难点23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 Android虚拟示波器应用程序开发25-55
• 3.1 应用程序的设计框架25-26
• 3.2 程序界面设计26-30
• 3.2.1 屏幕多分辨率适应技术26-28
• 3.2.2 用户界面布局设计28-29
• 3.2.3 SurfaceView界面绘制29-30
• 3.3 主程序菜单设计30-34
• 3.3.1 一级滑动菜单的设计与实现31-32
• 3.3.2 二级xml资源文件加载菜单32-34
• 3.3.3 三级PopupWindow窗.菜单34
• 3.4 数据通信模块设计34-39
• 3.4.1 基于TCP的socket网络通讯设计34-37
• 3.4.2 数据包与人机交互命令的组成格式37
• 3.4.3 人机交互命令设计37-39
• 3.5 数据获取与处理39-42
• 3.5.1 Android多线程技术39-40
• 3.5.2 原始数据索取线程40-41
• 3.5.3 数据处理线程41-42
• 3.6 波形显示模块设计42-45
• 3.6.1 波形绘制线程42-44
• 3.6.2 波形刷新线程44-45
• 3.7 FFT功能实现45-47
• 3.7.1 FFT快速傅里叶变换45-46
• 3.7.2 JNI接.实现FFT功能46-47
• 3.8 用户手势操作的实现47-51
• 3.8.1 智能设备触控机制47-48
• 3.8.2 单点触控手势操作的分析48-50
• 3.8.3 多点触控手势操作的分析50-51
• 3.8.4 用户手势操作流程51
• 3.9 多Activity的应用程序处理51-54
• 3.9.1 Activity之间的跳转51-53
• 3.9.2 同时结束多个Activity的操作53-54
• 3.10 本章小结54-55
• 第四章 数据采集端和数据交互模块软件设计55-66
• 4.1 数据采集模块的软件设计55-58
• 4.1.1 数据采集模块介绍55-56
• 4.1.2 DSP的软件设计与实现56-58
• 4.2 数据通信方式选择58-61
• 4.2.1 USB通信方式的介绍58-60
• 4.2.2 Wi-Fi通信方式的选择60-61
• 4.3 数据交互模块的软件设计61-65
• 4.3.1 系统通信方式的整体设计61-62
• 4.3.2 数据包的吞吐量分析62-63
• 4.3.3 多字节命令传输的软件设计63-65
• 4.3.3.1 ARM板程序设计63-64
• 4.3.3.2 USB的固件程序设计64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 软件测试与功能验证66-77
• 5.1 软件调试与系统测试环境66-68
• 5.2 关键技术测试与功能验证68-76
• 5.2.1 多分辨率适配技术的功能验证68-69
• 5.2.2 无线数据采集测试69-71
• 5.2.3 菜单操作测试71-73
• 5.2.4 多Activity应用程序界面测试73-74
• 5.2.5 波形数据分析功能测试74-75
• 5.2.6 单点触控操作测试75-76
• 5.2.7 多点触控操作测试76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77-78
• 6.2 本课题的后期展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-82
• 硕士期间所获荣誉及研究成果82-83

【参考文献】

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1 梅森;基于FFT频谱分析算法的虚拟示波器的研制[D];哈尔滨工业大学;2010年

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本文编号：1136097