本文選題：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) + FIR濾波　； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著素質(zhì)教育的普及,越來(lái)越多的學(xué)校意識(shí)到實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要意義,而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的低效率導(dǎo)致許多中小學(xué)因?yàn)樯龑W(xué)壓力而放棄實(shí)驗(yàn)教學(xué)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)處理,方便學(xué)生高效的理解理論知識(shí),提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和積極性。本文設(shè)計(jì)了一套處理速度快、靈活性高的便攜式數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。首先,對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的需求分析,對(duì)比了三種不同的設(shè)計(jì)方案。并從系統(tǒng)的硬件和軟件兩個(gè)設(shè)計(jì)方向入手,提出了靈活度高的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。其次,將系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分為三大類,并分別針對(duì)數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、有線傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊、電池模塊、屏幕顯示模塊和SD卡等模塊進(jìn)行詳細(xì)的研究與設(shè)計(jì)。然后,利用整系數(shù)FIR (Finite Impulse Response)濾波有效的降低了模擬信號(hào)的噪聲減少比NRR (Noise Reduction Ratio)。對(duì)受環(huán)境影響較大的電子指南針做了全面的數(shù)據(jù)分析,利用MATLAB對(duì)磁場(chǎng)軌跡進(jìn)行跟蹤,并提出了一種強(qiáng)干擾自檢算法,可以檢測(cè)局部干擾,提高了數(shù)據(jù)有效性,利用改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化了采樣數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)的精確度。最后介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),并針對(duì)系統(tǒng)的通訊協(xié)議、應(yīng)用程序,部分驅(qū)動(dòng)程序和濾波算法的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究與設(shè)計(jì)。本文將C++的面向?qū)ο蟮乃枷胍階RM編程中,提高了軟件系統(tǒng)的模塊化程度。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,本文設(shè)計(jì)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性高,數(shù)據(jù)處理速度快,便攜度高,具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:With the popularization of quality-oriented education, more and more schools realize the importance of experiment to students' learning, and the low efficiency of traditional experiment leads many middle and primary schools to give up experimental teaching because of the pressure of higher education. The development of digital experimental system can simplify the experimental flow and data processing, facilitate students to understand theoretical knowledge efficiently, and improve students' interest and enthusiasm in learning. A portable digital experimental system with high processing speed and high flexibility is designed in this paper. Firstly, the digital experimental system is analyzed in detail, and three different design schemes are compared. Starting with the hardware and software design of the system, the overall design scheme of the digital experimental system with high flexibility is put forward. Secondly, the hardware design of the system is divided into three categories, and respectively aimed at digital signal data acquisition module, analog signal data acquisition module, cable transmission module, wireless transmission module, battery module. Screen display module and SD card module are studied and designed in detail. Then, the noise reduction of analog signal is effectively reduced by using integral coefficient Fir / finite Impulse response filter than NRR / Noise reduction method. This paper makes a comprehensive data analysis on the electronic compass which is greatly affected by the environment, tracks the magnetic field track by using MATLAB, and puts forward a strong interference self-detection algorithm, which can detect the local interference and improve the data validity. The improved genetic algorithm is used to optimize the sampling data and improve the accuracy of the data. Finally, the software design of the system is introduced, and the software implementation of communication protocol, application program, partial driver and filter algorithm is studied and designed in detail. In this paper, the object-oriented thought of C is introduced into arm programming, and the modularization degree of software system is improved. The experimental results show that the digital experimental system designed in this paper has high real-time performance, fast data processing speed and high portability, and has high practical application value.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TP274

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本文編號(hào)：1996201