Документ описывает разработку универсальной информационной системы для автоматизированной обработки прецизионных сигналов, направленной на повышение эффективности и достоверности процессов измерения. Основные задачи включают реализацию получения данных, высокопроизводительную обработку и визуализацию. Работа включает использование языка C++ и фреймворка Qt для создания прототипа системы, предназначенной для применения в геофизике, радиофизике и других областях.

1. Информационная система обработки
прецизионных сигналов
Иван Новиков
магистрант 1 курса ФТФ КубГУ
Научный руководитель:
Леонтий Рустемович Григорьян
доцент кафедры физики и информационных систем

2. 2
Цель работы
Цель
Повышение эффективности и достоверности
процессов автоматизированной обработки
измерительных сигналов

3. 3
Цель работы
Метод достижения цели
Разработка универсальной
информационной системы
для обработки сигналов
Задачи
•Реализация процесса получения данных
•Разработка высокопроизводительного
модуля обработки цифровых данных
•Разработка подсистемы визуализации

4. 4
Актуальность
Может применяться в ...
• Геофизике
• Сейсмология, георазведка
• Радиофизике
• Исследования динамических и статических слабых
сигналов различных физических процессов
• Технологическом контроле
• Специализированной измерительной технике
• Регистраторы прецизионных сигналов в широком
динамическом диапазоне

5. 5
Актуальность
Существующие решения
•SCADA-системы (InTouch, TraceMode, …)
•Платформы LabVIEW, MatLab/Simulink, …
Их недостатки
•SCADA: дорогостоящие, требуется
специальное оборудование
•LabVIEW и др.: среды для разработки, а не
готовые решения; быстродействие

6. 6
Основная программа
Универсальная программа
обработки сигналов
• (Сигнал оцифровывается микроконтроллером)
• Получение данных (COM-порт, Ethernet, …)
• Точная временная привязка по GPS
• Преобразование и сохранение на диск
• Опциональная визуализация «на лету»

7. 7
Основная программа
Абстрактный
протокол
Ядро
Текстовый
интерфейс
Графический
интерфейс
COM
порт
Ethe
rnet
Исследу-
емый
объект
Датчики
физических
величин
Микро-
контроллер ЭВМ
Архитектура

8. 8
Основная программа
Работающий прототип
Генератор данных → Виртуальный порт → Прототип программы

9. 9
Используемые технологии
• Язык C++ (стандарт С++11)
• Компилятор GCC/MinGW 4.7.2
• Фреймворк Qt версии 5.0.2
• Расширение возможностей языка С++
• Разработка пользовательского интерфейса
• Библиотека Qwt версии 6.1
• Построение графиков в приложениях Qt
Быстродействие
Windows + Linux + MacOS + …

10. 10
Используемые технологии

11. 11
ProcessData: составная часть системы
Программа статистической обработки
накопленных данных ProcessData
• Ввод данных (из файла и интерактивный)
• Расчёт среднего, СКО, дисперсии, моментов
• Построение графиков
• Кривая данных
• Настраиваемая гистограмма
• Подготовка отчёта для печати
• Экспорт отчёта в HTML-файл

12. 12
ProcessData: составная часть системы
signal.csv

13. 13
ProcessData: составная часть системы
Свидетельство о гос.
регистрации программы
№ 2013612036
Программа ProcessData

14. 14
Заключение
Выводы
• Изучен процесс обработки измерительных
данных с применением микроконтроллера
• Разработана архитектура универсальной
программы обработки сигналов
• Реализован работающий прототип
• Разработана и зарегистрирована программа
для визуализации уже накопленных данных
• Проведено тестирование на реальных сигналах

15. Спасибо за внимание!