【正文】 g hours ofstudy, lack of exercise, especially outdoor activities, and attachment to electronic screen aresome of the top reasons behind the widespread myopia problems, and the increase ofyounger patients, although China has made great progress in improving the hardwarefacilities and lighting conditions in said he hopes the survey will alert people on the threatening situation, and also helpmedical experts to better guideline parents and children39。26:209 214. [5] 孟武勝 ,朱劍波 ,黃鴻 ,等 .基于 LabVIEW數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 [J].電子測量技術(shù) ,2022,31(11):6365. [6] 賈培剛 .基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)處理及可視化研究 [D].碩士學(xué)位論文 .哈爾濱 :哈爾濱理工大學(xué) ,2022. [7] Gary graphic programming[M].Beijing:Beijing University publication,. [8] 孟武勝 ,朱劍波 ,黃鴻等 .基于 LabVIEW數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 [J].電子測量技術(shù)， 2022,31(11)： 6365. [9] Cheng Min,Tang instrument development environment and data acquisition[J].Computer engineering and designaion,(5):1719. 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[21] 孟盈盈 .基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)教學(xué)儀器的設(shè)計 [D].碩士學(xué)位論文 .廣西 :廣西大學(xué) ,2022. 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 28 頁 致 謝 本人能夠順利完成學(xué)業(yè)和按期完成畢業(yè)論文與導(dǎo)師和同學(xué)的幫助是密不可分的。 圖 VI，圖 為自相關(guān)程序框圖： 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 28 頁 圖 自相關(guān) VI 圖 自相關(guān)程序框圖 數(shù)據(jù)保存部分的設(shè)計 通過使用“高級文件函數(shù)”中的“文件對話框 VI”可對文件進(jìn)行路徑、名稱及格式的設(shè)置，之后與“寫入電子表格文件 VI”連接，即可保存 .txt 及 .xls 格式 的文件，如下圖所示： 圖 數(shù)據(jù)保存部分程序框圖 軟件退出部分的設(shè)計 軟件的退出部分主要是進(jìn)行初始化的處理，即清除波形圖的波形，清除數(shù)據(jù)緩存，中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 28 頁 所有按鍵回彈至”不按下“的狀態(tài)。它表示了信號中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 28 頁 功率隨著頻率的變化情況，即信號功率在頻域的分布狀況。一維 DFT 定義如下： NknjNn nk exY/210?????? n = 0, 1, 2, ? , N– 1， x 是輸入序列， N 是 x 中元素的數(shù)量， Y是變換的結(jié)果。 最小絕對殘差和 Bisquare 擬合方法是健壯的擬合方法。在大多數(shù)情況下， Bisquare 方法對于超出區(qū)間的數(shù)不如最小絕對殘差方法敏感。 圖 為中值 濾波器 VI， 圖 為中值程序框圖： 圖 中值濾波器 VI 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 28 頁 圖 中值濾波器程序框圖 線性擬合簡介及設(shè)計方案 線性擬合 VI通過循環(huán)調(diào)用廣義最小二乘方法和 LevenbergMarquardt 方法使實驗數(shù)據(jù)擬合為通用形式由下列等式描述的直線： f = ax + b x 是輸入序列 X， a 是 斜 率 ， b 是 截距 。 設(shè) FIR 濾波器的單位沖激響應(yīng) h (n)為一個 N 點序列， 0 ≤ n ≤ N — 1，則濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為 H(z)=∑ h(n)*z^n 就是說，它有（ N— 1）階極點在 z = 0 處，有（ N— 1）個零 點位于有限 z平面的任何位置。二階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻 12分貝、三階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻 18 分貝、如此類推。 巴特沃茲濾波器在通帶內(nèi)幅度特性是單調(diào)下降的，如果階次一定，則在靠近截止處，幅度下降很多，或者說，為了使通帶內(nèi)的衰減足夠小，需要的階次 N 很高，為了克服這一缺點，采用切比雪夫多項式來逼近所希望的 2)( ?jH 。將這些數(shù)據(jù)打包成數(shù)組送入波形圖 顯示。在航空領(lǐng)域中，國外的運載火箭地面測控系統(tǒng)通常將遙測測試數(shù)據(jù)作為重要的信息來源之一，如大力神火箭、阿聯(lián)火箭等。圖 LabVIEW的新 VI界面： 圖 LabVIEW的新 VI界面 數(shù)據(jù)處理簡介 數(shù)據(jù)處理是利用相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行各種數(shù)據(jù)加工的過程。 表 （ VI）與傳統(tǒng)儀器比較 虛擬儀器（ VI） 傳統(tǒng)儀器 軟件形式使得開發(fā)與維護(hù)費用大大降低 開發(fā)與維護(hù)費用較高 技術(shù)更新周期較短，僅 12年 技術(shù)更新周期較長 關(guān)鍵是軟件 關(guān)鍵是硬件 價格較低、并可重復(fù)應(yīng)用且可配置性強(qiáng) 價格比較昂貴 用戶定義儀器功能 生產(chǎn)廠商定義儀器功能 開放、靈活，可與計算技術(shù)保持同步發(fā)展，便于升級 封閉、固定，較落后 通過網(wǎng) 絡(luò)與周邊設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，儀器系統(tǒng)面向應(yīng)用 功能單一、互聯(lián)有限、設(shè)備獨立 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 28 頁 LabVIEW 開發(fā)平臺及主要功能特點 LabVIEW是美國 NI公司推出的一個軟件化的圖形開發(fā)環(huán)境，也是替代常規(guī)的文本編程語言的圖形化程序語言，又稱 G語言。虛擬儀器硬件平臺通常由基礎(chǔ)硬件平臺和外圍測試硬件設(shè)備組成，一般基于各種類型的通用計算機(jī)。西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院賈培剛教授認(rèn)為：隨著工業(yè)生產(chǎn)中自動 化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對數(shù)據(jù)的實時采集分析觀察，以及對數(shù)據(jù)的自動存儲變的越來越重要。這項成果表明我國在虛擬一起方面走出一條自主創(chuàng)新的路子。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232和 RS485 協(xié)議的硬件及 數(shù)據(jù)采集卡 通訊的全部功能。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國外發(fā)展?fàn)顩r 隨著計算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化，美商國家儀器公司 (National Instruments)于八十年代中期首先提出基于計算機(jī)技術(shù)的虛擬儀器的概念，把虛擬測試技術(shù)帶入新的發(fā)展時期，隨后研制和推出了基于 多種總線系統(tǒng)的虛擬儀器。在數(shù)據(jù)讀取模塊中，通過對 .txt .xls .dat 文件的打開，從而讀取文件內(nèi)部的數(shù)據(jù)，并顯示在波形圖上；數(shù)據(jù)處理模塊中，通過各種濾波器和其他函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時將處理后的數(shù)據(jù)顯示在 波形圖上；在數(shù)據(jù)保存模塊中，利用 LabVIEW 中的寫入電子表格文件 VI 便可將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，既經(jīng)濟(jì)又方便快捷。軟件系統(tǒng)共分為數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存三個主要模塊，來實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示、存取和分析功能。 基于 LabVIEW虛擬儀器開發(fā)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可以減小數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的開發(fā)成本，提高開發(fā)效率，該系統(tǒng)能打開數(shù)據(jù)文件，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和分析處理，既經(jīng)濟(jì)又方便。 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 28 頁 在國外，由于 LabVIEW 的圖形化的編程語言的 開發(fā)環(huán)境 ，使它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。目前有些研究已取得可喜成績虛，如 863項目“虛擬儀器關(guān)鍵技術(shù)的研究及其產(chǎn)業(yè)化”，所研制的“一體化虛擬儀器”就是一種不同于歐美虛擬儀器的技術(shù)。 甘肅省計量研究院，李寶泉教授認(rèn)為：為了在保證工作質(zhì)量的前提下快速處理測量數(shù)據(jù)以及避免因人為差錯造成量值傳遞準(zhǔn)確性的不可靠，并且結(jié)合精測崗位的實際情況和工作流程，開發(fā)基于 LabVIEW的精密測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)勢在必行！該系統(tǒng)應(yīng)具有開發(fā)周期短、成本低、人機(jī)界面友好、操作方便等特點；同時還具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和可重用性，方便系統(tǒng)修改和升級，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。 虛擬儀器系統(tǒng)由硬件和和軟件兩大部分構(gòu)成，硬件構(gòu)成虛擬儀器的基礎(chǔ)，軟件構(gòu)成虛擬儀器的核心。在表 中列出了虛擬儀器相對傳統(tǒng)儀器的優(yōu)點。一個基本 VI包括前面板（ front panel）、框圖程序（ block diagram）以及圖標(biāo) /連接（ icon/connector）三部分。 目前，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，它們在系統(tǒng)設(shè)計方法和原則、系統(tǒng)框架、需要解決的關(guān)鍵問題、實施過程等方面具有很強(qiáng)的共同性。 VI 前面板及運行結(jié)果如圖 所示， VI 的程序框圖如圖 所示： 圖 程序前面板 圖 二進(jìn)制文件讀取 VI 程序框圖 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 28 頁 電子表格文件的讀取 使用“讀取電子表格文件 VI”將保存在文件中的數(shù)據(jù)逐個讀出。切比雪夫。一階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻 6分貝，每十倍頻 20分貝。 有限長單位沖激響應(yīng)（ FIR）濾波器有以下特點： (1) 系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) h (n)在有限個 n值處不為零 (2) 系統(tǒng)函數(shù) H(z)在 |z|0處收斂，極點全部 在 z = 0處（ 因果系統(tǒng) ） (3) 結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，但有些結(jié)構(gòu)中（例如頻率抽樣結(jié)構(gòu)）也包含有反饋的遞歸部分。保存邊緣的特性使它在不希望出現(xiàn)邊緣模糊的場合也很有用。下圖為對最小二乘法、最小絕對殘差和 Bisquare 擬合方法的比較結(jié)果。 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 共 28 頁 圖 最小二乘法的多項式擬合 如選擇最小二乘法，該 VI 可依據(jù)下列等式最小化 殘差 ，查找多項式模型的 多項式系數(shù) ： ??? ?10 2)(1 Ni iii vfwN N 是 Y 的長度， wi 是 權(quán)重 的第 i 個元素， fi是 最佳多項式擬合 的第 i 個元素， yi 是 Y 的第 i 個元素。 對于一維信 號，該 VI使用快速傅立葉變換算法計算輸入序列的離散傅立葉變換(DFT)。 圖 為插值函數(shù)，圖 為線性插值程序框圖： 圖 插值函數(shù) 圖 線性插值程序框圖 功率譜簡介及設(shè)計方案 功率譜是功率譜密度函數(shù)的簡 稱，它定義為單位頻帶內(nèi)的信號功率。 如需離散實現(xiàn)該 VI，使 Y 代表序列，其 索引可以為負(fù)， N 是輸入序列 X 中的元素個數(shù)，并假設(shè) X中索引元素超出范圍的個數(shù)為零，如下列關(guān)系所示： xj = 0, j 0