基于嵌入式Linux的频谱监测设备应用软件开发

发布时间：2017-07-26 10:27

  本文关键词：基于嵌入式Linux的频谱监测设备应用软件开发

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【摘要】：作为一款以频谱分析为基础,集频谱分析、频谱测向、频谱监测于一体的综合性便携式频谱分析类设备,该设备可以应用于多种场合,如无线电监测、频谱分析、小型雷达等。在频谱设备中,应用软件作为设备的控制核心,实现系统控制、数据收发处理、外部接口、人机交互等功能,应用软件的设计直接影响了设备的性能和用户使用体验。本论文的主要工作就是针对设备的功能开发了一套基于ARM的嵌入式Linux的应用软件。论文对整个系统进行了功能需求论证,在具体的软件开发时采用了QT+QWT作为开发环境,大大缩短了开发周期。将软件按照功能分为了6个模块,数据通信模块、频谱分析模块、频谱测向及频谱监测模块、内部FFT模块、GPS定位授时模块、串口键盘模块,每个模块作为一个线程单独运行,保证了软件的稳定性和运行流畅性。数据通信模块采用了硬件HPI接口,通过调用驱动,实现了命令的下发与频谱数据以及测向测距数据的接收。由于下发命令很多,定义了查找表实现命令的自动索引载入。在频谱分析模块设计时,采用了Qt双缓冲技术和QWT库,加快了波形刷新速度。针对UI部分的代码,采取了很多方式来优化代码。实现了频谱波形显示、频谱波形处理、Marker、按键菜单、软键盘、光谱图、频谱放大等功能。基于频谱分析和GIS地图,结合GPS定位,实现了频谱测向和频谱监测。地图经过论证采用了Mapinfo地图,同时将Mapinfo公司提供的MAPX空间移植到Qt中,在地图中实现了对目标被测物的定位。针对低端的需求,软件提供了FFT接口,代替DSP在ARM中实现FFT算法,从而大幅降低设备的成本。为了保证系统时间的准确性,采用了GPS对系统进行授时。软件经过功能测试和性能测试,运行稳定,满足项目的要求,为二期功能进一步完善打好了基础。
【关键词】：频谱分析 频谱测向 FFT分析 Mapinfo
【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】：TM935.21
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究工作的背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究历史与现状10-14
• 1.2.1 嵌入式系统发展应用10-11
• 1.2.2 嵌入式图形用户开发环境的发展11-12
• 1.2.3 频谱分析监测技术的发展现状12-14
• 1.3 本文的主要贡献与创新14-16
• 第二章 频谱监测设备相关技术理论介绍16-22
• 2.1 现代频谱分析技术16-19
• 2.1.1 频谱分析基础16
• 2.1.2 基于FFT的实时频谱分析16-17
• 2.1.3 频谱分析监测中的重要参数17-18
• 2.1.4 涉及到的单位转换和关联关系18-19
• 2.2 Qt信号-槽机制19-20
• 2.3 Mapinfo相关技术介绍20-21
• 2.3.1 Mapinfo地图与MapX控件介绍20
• 2.3.2 Mapinfo回调机制20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 频谱分析监测设备总体设计22-36
• 3.1 系统需求分析22-27
• 3.1.1 基于用例图的总体需求分析22-23
• 3.1.2 功能需求分析23-26
• 3.1.3 性能需求分析26-27
• 3.2 系统方案设计27-35
• 3.2.1 系统硬件方案介绍27-28
• 3.2.2 嵌入式硬件平台和其他硬件选择选择28-29
• 3.2.3 软件总体方案设计29-31
• 3.2.4 关键问题分析31-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 频谱分析监测设备软件详细设计与实现36-66
• 4.1 数据通信模块设计36-41
• 4.1.1 数据接收与处理36-37
• 4.1.2 命令下发37-41
• 4.2 频谱分析模块设计41-52
• 4.2.0 频谱显示部分43-44
• 4.2.1 用户菜单部分44-46
• 4.2.2 Marker部分46-47
• 4.2.3 光谱图与频谱放大部分47-49
• 4.2.4 相邻波峰搜寻算法实现49-50
• 4.2.5 其他部分50-52
• 4.3 频谱监测测向模块设计52-57
• 4.3.1 GIS离线地图52-53
• 4.3.2 MapX控件移植53-54
• 4.3.3 监测测向模块的实现54-57
• 4.4 ARM端FFT算法设计57-60
• 4.4.1 按时间抽取的基2的FFT算法57-58
• 4.4.2 FFT算法具体设计实现58-60
• 4.5 串.键盘模块设计60-63
• 4.6 GPS定位授时设计63-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第五章 系统测试与验证66-79
• 5.1 系统测试概述66
• 5.2 功能测试66-76
• 5.2.1 频谱分析模块测试66-73
• 5.2.2 频谱测向监测模块测试73-74
• 5.2.3 内部FFT算法测试74-76
• 5.3 性能测试76-78
• 5.3.1 软件运行时占用CPU内存情况76-77
• 5.3.2 软件其他性能测试77
• 5.3.3 软件模块性能测试77-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 本课题总结79-80
• 6.2 对今后工作的展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84
• 攻研期间取得的研究成果84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 奚玲;用VC++处理MAPINFO的转出文件[J];电脑开发与应用;2000年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 陈晨;台式频谱分析仪系统软件设计[D];电子科技大学;2008年

2 许海坤;基于ARM11的LXI频谱分析仪的研究与实现[D];西安电子科技大学;2012年

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本文编号：575957