基于Android系统的虚拟示波器软件设计的研究与开发

【摘要】：传统的虚拟仪器一般基于PC机平台实现,近年来,移动互联技术的兴起与推广为虚拟仪器的开发提供了新平台、新思路,在移动终端(智能手机、平板电脑等)上开发虚拟仪器,可拓展虚拟仪器的应用范围、提高其使用的便捷性。Android系统是移动终端应用最为广泛的操作系统,是虚拟仪器开发较理想的选择。本论文的主要工作就是基于Android系统的虚拟示波器开发项目,研究其软件开发的相关技术,并具体完成该虚拟示波器系统的软件设计。论文完成的主要工作包括以下几方面:1、软件界面的设计。包括软件界面的总体设计、菜单设计、按键设计及美化。因为界面资源有限,界面的大部分区域都必须用来显示波形,因此,采用分级菜单、滑动菜单、隐藏窗口等设计。2、数据通信的实现。设计了实体示波器和移动终端的命令与数据交互协议,使得示波器可以“读懂”来自移动终端的命令,移动终端可以对来自示波器的数据包进行解析进而绘图、计算。项目中,有线连接方式采用USB的方案,使用块传输的传输方案实现;无线连接方式采用Wi-Fi的方案,基于TCP/IP协议,使用Socket编程实现。3、数据处理的实现。数据处理部分目前先实现了频谱分析功能,采用的是基2FFT算法。考虑到C语言的效率比Java语言的效率更高,为了进一步提高效率,FFT计算相关的程序采用JNI技术。4、人机交互的实现。包括软件界面上控件功能的实现以及触控功能的实现。经测试,该虚拟示波器软件可正常工作,设计的功能均已完成,并拥有良好的人机交互体验。