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液滴指纹图的数据采集及处理软件的开发

作　者: 黄加勇
导　师: 许良军；宋晴
学　校: 北京邮电大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 液滴指纹图 数据采集 滤波 归一化 波形分析
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
引　用: 1次
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内容摘要


光纤电容液滴分析技术通过获取液滴在成长过程中光纤信号随液滴体积的变化规律,得到“液滴指纹图”。它反映了液体密度、粘度、折射率、表面张力等多种特性,可以作为鉴别两种液体细微差别的依据。获取精确的“液滴指纹图”对液体特性的分析至关重要。本论文由“2007国家自然科学基金项目(60702004)”的资助,其目的即是研究如何科学有效地获取光纤、电容信号,并如何对数据进行滤波,归一化,特征提取,以保证“液滴指纹图”的唯一性和可比性。本文分析了液滴分析仪系统对数据采样精度,采样频率的要求。结合对数据采集卡厂商的调研,选择了经济适用,同时能满足要求的数据采集产品。同时还介绍了数据采集卡的开发方法以及本课题数据采集系统的程序设计本文分析了传统滤波器和分段滤波器在光纤电容液滴分析技术上应用的优缺点,为了完善分段滤波器,准确地对信号进行周期分割,本文提出了一种“一阶微分”的分段方法,该算法简单易行,且具有执行效率高的特点。本论文介绍了归一化处理的重要性以及归一化的目的,分析了基于“时间等分点”和基于“电容等分点”两种归一化方法各自的优点和缺点,并介绍了本文采用的“电容等分点”程序设计方法。本论文分析了波形分析法的两种方法：“邻域比较法”和“最值检测法”各自的优点和缺点,提出了波形分析之“微分算法”,该方法综合了两种方法的优点,解决了数据波动引起的影响,同时又兼顾其他液滴指纹图形式如“两峰两谷”的情况。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 综述  9-18
  1.1 "液滴指纹图"的由来及应用领域  9-10
  1.2 "液滴指纹图"的技术背景  10-15
    1.2.1 光纤液滴分析法  10-12
    1.2.2 电容液滴分析法  12-13
    1.2.3 光纤、电容液滴分析法  13-15
  1.3 本论文研究的内容  15-18
    1.3.1 本论文的研究内容和意义  15-17
    1.3.2 本论文的创新点  17-18
第二章 液滴指纹图数据采集及处理软件的总体设计  18-23
  2.1 软件框架设计  18
  2.2 "中心数据"存储格式及数据流图  18-23
    2.2.1 dataToProcess数据类型  19-20
    2.2.2 dataFiltered数据类型  20-21
    2.2.3 fingerPrint数据类型  21-22
    2.2.4 数据流图  22-23
第三章 光纤、电容数据采集程序设计  23-30
  3.1 数据采集卡性能分析  23-26
    3.1.1 采样精度需求分析  24
    3.1.2 采样频率需求分析  24-26
    3.1.3 数据采集卡型号选取  26
  3.2 光纤、电容数据采集程序设计  26-30
    3.2.1 数据采集卡驱动函数调用流程  26-28
    3.2.2 数据采集程序的设计  28-30
第四章 光纤、电容数据滤波处理程序设计  30-40
  4.1 普通滤波方法及分析  30-32
  4.2 分段滤波器的方法及分析  32-37
    4.2.1 邻域比较-阈值检测分割法  32-34
    4.2.2 一阶微分分割法  34-37
  4.3 分段滤波器程序设计  37-38
  4.4 实验分析  38-40
第五章 "液滴指纹图"归一化程序设计  40-46
  5.1 归一化处理的重要性以及目的  40
  5.2 归一化处理算法分析  40-44
    5.2.1 基于"时间等分点"线性插值  41-42
    5.2.2 基于"电容幅值等分点"线性插值  42-44
  5.3 归一化程序设计  44
  5.4 实验分析  44-46
第六章 特征提取程序设计  46-54
  6.1 波形分析法概述  46-48
  6.2 波形分析的方法及分析  48-51
    6.2.1 "邻域比较法"和"最值检测法"  48-49
    6.2.2 波形分析之"微分算法"  49-51
  6.3 波形分析法的程序设计  51-52
  6.4 实验分析  52-54
第七章 总结和展望  54-56
参考文献  56-58
附录1 Matlab与VC混合编程技术  58-64
  1.1 概述  58-59
  1.2 Matlab与VC混合编程技术用于"液滴指纹图"数据库处理  59-64
    1.2.1 开发matlab滤波程序  59
    1.2.2 编译动态链接库DLL  59-60
    1.2.3 VS平台的必要配置  60-62
    1.2.4 VC环境调用Matlab生成的库函数  62-64
致谢  64-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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