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数字示波器用户界面及远程控制的设计

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外示波器的研究现状

1.3 主要研究内容及工作

第2章 示波器概述及相关技术介绍

2.1 数字存储示波器概述

2.1.1 示波器分类

2.1.2 示波器的基本控制与测量

2.1.3 基本的运算功能

2.1.4 重要的示波器性能特性

2.2 Android系统研究

2.2.1 Android简介

2.2.2 Android系统软件结构

2.2.3 Android的工具

2.2.4 Android应用组件

2.2.5 Android开发环境的搭建

2.3 本章小结

第3章 示波器主界面的设计

3.1 界面设计的原则

3.1.1 布局设计原则

3.1.2 控件设计原则

3.1.3 菜单设计原则

3.2 软件功能的规划和菜单结构

3.2.1 文件

3.2.2 水平及采集

3.2.3 垂直

3.2.4 触发

3.2.5 数学波形

3.2.6 显示及光标

3.2.7 测量

3.2.8 辅助

3.3 示波器主界面的实现

3.3.1 界面的布局

3.3.2 各功能区的界面的实现

3.3.3 界面中动画的实现

3.4 本章小结

第4章 示波器远程控制的设计

4.1 远程控制方案的选择

4.1.1 远程桌面方式

4.1.2 通过命令和波形数据实现监控

4.2 通信协议及网络结构

4.2.1 数据通信协议的选择

4.2.2 通信模式的选择

4.3 客户端与服务器的设计

4.3.1 服务器端设计

4.3.2 客户端的设计

4.4 远程控制通信数据压缩的实现

4.4.1 数据压缩概述

4.4.2 LZW算法

4.4.3 LZW压缩算法在示波器中的实现

4.4.4 压缩性能分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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摘要

在过去的几十年里,电子技术飞速发展,人们的生活取得很大程度的变化。工程师在设计和检测电子器件时,示波器是一种非常重要的工具,被誉为工程师的“第二双眼睛”。它可以将微观不可见的电子信号实际情况展现出来,使用户可以看出设备工作是否和预想的相同。目前阶段我国的数字示波器占有量还不高,国内数字示波器的研发也刚起步不久,技术还比较薄弱,尤其是便携式示波器。通过调研发现即使几大世界知名的示波器厂商的产品也能发现不少可以改进的地方,如操作比较复杂繁琐,便携示波器系列产品的界面和辅助功能有待提高。
  本文首先设计了一个基于Android操作系统数字示波器的用户界面,通过对几款示波器功能的分析和总结,归纳出了示波器的功能,将所有功能按照逻辑分配为三级,设计了三级菜单结构。此示波器没有机械按键,全部采用虚拟按键和手势代替。设计时通过增加快速菜单区及三级菜单可隐藏设置,增大了波形显示区的面积。通过加入弹窗和大量动画效果使得动作过渡自然,增强了用户体验。与现有便携示波器用户界面相比,此用户界面更加美观,用户体验显著提高,功能丰富且操作简单,即使新用户也能很快上手。
  随后本文设计了一个示波器的远程控制终端,使得用户可以在PC机上通过远程控制终端在局域网内控制示波器,并进行波形数据的分析和保存等工作。在设计时采用通过传输控制命令和波形数据实现示波器的监控,并指定了控制命令和波形数据的帧格式,采用C/S模式,并分别设计了服务器端和客户端,客户端和服务器端采用TCP/IP协议进行通信,由于局域网通信的可靠性有所保障并且通信的数据帧较短,采用数据包套接字实现两端的数据通信,以获得更高的传输效率。最后针对示波器波形数据冗余度较大的特点,采用了算法时间和空间复杂度较低的LZW字典压缩编码对波形数据进行信源压缩,并在远程控制端进行相应的解压缩。通过设计示波器远程控制,使得用户可以方便的操作示波器,满足远程自动控制的需求。

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