labview开题报告
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毕业设计(论文)材料之二(2)
本科毕业设计(论文)开题报告题目:基于LabVIEW的信号处理实验设计
√实验研究□论文□
课题类型:设计□
学生姓名:王乐强
学号:3130203102
专业班级:电子信息科学与技术
学院:电气工程学院
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指导教师:马晓瑜
开题时间:
201年月日
一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势(文献综述)
随着计算机和信息科学的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并且迅速发展,目前已经形成为一门独立且成熟的重要的新兴学科。信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域,而频谱分析正是信号处理中的一个非常重要的分析手段。一般的信号分析仪给我依靠传统的分析来完成,价格昂贵,体积庞大,不便于工程技术人员携带,而基于Labview的信号处理设计便是采用虚拟仪器软件平台LabVIEW实现对信号的分析处理,设计主要包括信号采集与生成模块、时域分析模块、滤波模块、FFT分析处理模块、各种频谱显示模块等的实现与波形参数显示。利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1976年以来,NI通过将传统的独立仪器分成两个基本部分为仪器带入了一种新的观念,这两个部分是:对信号进行数字化所需的硬件和分析显示结果所需的软件。允许最终用户使用用户定义的软件为其应用建立最终仪器,这样仪器的局限性就被解决了,虚拟仪器的概念就是这样诞生的。将软件作为仪器,仪器就可以扩展到测试、控制和设计中。
相对于传统的独立仪器而言,虚拟仪器的优点与数字信号处理相对于模拟信号处理而言的优点是相似的。例如,模拟滤波器通常使用运算放大器、电容和电阻等模拟电子元件实现,相对于使用浮点或定点机器实现的数字滤波器而言灵活性十分有限。尽管模拟滤波器比较便宜、易于建立,模拟滤波器的
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标定和维护十分困难。要对设计进行修改也十分难以实现。例如,如果后来发现需要一个更高阶的滤波器,就必须改动硬件实现新的设计。由于数字滤波器是用软件建立的,并没有这个问题,从而在单一硬件上提供了可以实现多种应用的灵活平台。
除了虚拟仪器和数字信号处理都发挥了基于软件平台的优点,虚拟仪器通过利用图形化编程开发环境NI LabVIEW使得易用性的优点得到进一步的发展,它能够让更多人参与到软件开发和仪器设计中去。LabVIEW不仅提供了完全与传统的基于文本的编程语言所不同的图形化编程方式,使得编程过程变得更加直观与方便,同时还通过自带的Mathscript兼容了文本的编程语言,使得用户可以兼容已有的算法,或者根据实际应用来选择合适的编程方式。这样大大节省了需要熟悉编程环境和语法所需要的大量的时间。
二、主要设计(研究)内容
计算信号的时频域各项参数指标是信号分析处理的一个重要环节,仅限于采用传统仪器进行实现,涉及设备众多,而且体积庞大,使用不方便,如果能利用现在先进的计算机技术,在同一个系统中实现多参数显示,将具有很大的应用价值。本设计改变原始仪器的设计思想,用软件替代硬件,要求借用计算机,采用虚拟仪器软件平台LabVIEW实现对信号的分析处理,设计主要包括信号采集与生成模块、时域分析模块、滤波模块、FFT分析处理模块、各种频谱显示模块等的实现与波形参数显示。要求有完整的软件程序并完成调试
三、研究方案及工作计划(含工作重点与难点及拟采用的途径)
本次毕业设计首先的要求是对Labview的熟悉和使用,通过对信号的处理从而传统仪器和虚拟仪器的
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认识,这是本次设计的最主要目的。Labview的学习在之前已经学过,但是由于深入不足,还需要继续学习。还有便是对数字信号处理的各种信号处理变换的学习,这二者是本次毕业设计的重要基础。按照毕业设计的内容来计划,首先要设计出信号的采集模块和生成模块,因为这两部分才是信号来源的依据,其次是对来源的信号处理分析,这边是本次设计最总要的内容,通过时域分析模块、滤波模块、FFT分析处理模块、各种频谱显示模块等对信号进行处理实现与波形参数的显示,得到预期的结果。在软件设计过程大致可是四个部分。
第一是系统主页面的设计部分,设计主页面按钮,包括信号采集和生成,信号选择,启动,相应的分析,结束等按钮开关。如(1)配置数据采集卡参数:设置卡的ID、采样模式、采样频率、通道数、采样位数等;(2)启动采集:经数据采集转换和保存;(3)信号分析:对形影数据的读取等相应的分析。
第二部分是信号采集及保存模式,模块运行时首先选择信号的保存路径,然后启动数据采集卡开始信号采集,采集过程中利用波形图控件实现显示采集信号的波形。
第三部分是信号分析与处理模块设计,这一部分是核心部分,通过各种子模块对信号进行处理,设计主要包括信号时域分析模块、滤波模块、FFT分析处理模块、各种频谱显示模块等的实现与波形参数显示部分。
最后便是调试与修改部分,模拟各种信号的分析,和理论结果做对比,调整控件布局,美化界面,完善功能。
结合个人能力以及课程的相关安排,作了本次毕业设计的具体工作表,如表-1所示。
表-1 工作计划表
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四、阅读的主要参考文献(不少于10篇,期刊类文献不少于7篇,应有一定数量的外文文献,至少附一篇引用的外文文献(3个页面以上)及其译文)
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[1]周鹏,马晓瑜等.精通Labview信号处理.北京:清华大学出版,2013
[2]美国NI公司.LabVIEW基础教程[M].汪敏生,等,译.北京:电子工业出版社,2002
[3]杨乐平,李海涛,等.LabVIEW高级程序设计[M].北京:清华大学出版社,2003
[4]黄松岭,吴静等.虚拟仪器设计基础教程.北京:清华大学出版社.2008.10
[5] 阎石.数字电子技术基础第四版.北京:高等教育出版社.1998.12
[6]周毅基于虚拟仪器的网络虚拟实验室构建.
[7]李明齐基于虚拟仪器技术的综合实验平台的研究与开发,南京航空航天大学,2001.2
[8]National Instruments bVIEW TM Analysis Concepts [R].March 2004 Edition.
[9]National Instruments Corporation.NI Vision for LabVIEW TM User Manual [R].November 2005 Edition.
[10]NI ELVISⅡPrototyping Board Pinouts.
[11]Professor Barry Paton.Introduction to NI ELVIS.Course Software Version 2.0,2009
外文文献
LabVIEW
LabVIEW is a highly productive graphical programming language for building data acquisition an instrumentation systems.With LabVIEW, you quickly create user interfaces that give you interactive control of your software system. To specify your system functionality,you simply assemble block diagrams - a natural design notation for scientists and engineers. Tis tight integration with measurement hardware facilitates rapid development of data acquisition ,analysis,and presentation bVIEW contains powerful built -in measurement analysis and a
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