02毕业设计开题报告

电信学院毕业设计开题报告姓名赵鹏飞专业电子信息科学与技术班级01学号07260103指导教师张爱华题目类型工程设计题目基于蓝牙传输的信号检测与分析系统一、选题背景及依据数字信号处理(DigitalSignalProcessing)是利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等,将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。其目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波,从信号中提取有用的信息。数字信号处理技术及设备具有模拟信号处理技术与设备所无法比拟的优点，因此在通信、军事、自动控制、医疗、图像视频处理等领域得到了广泛应用。今天《数字信号处理》也是国内外众多高校自动化、电子信息类专业学生必修的专业基础课程。由于“数字信号处理”的概念抽象、理论繁多、与工程实际联系非常紧密，学生在学习该门课程时，其中的分析方法与基本理论不能很好地掌握理解，常常感到枯燥乏味，因此，如何帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理和基本分析方法，提高学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，成为数字信号处理课程教学中急需解决的重大难题。本系统选用高性能51内核单片机为作下位机核心，接合温度传感器、湿度传感器、光强传感器、脉搏传感器和集成蓝牙收发模块，能够实现温度、湿度、光强、脉搏信号的实时采集与无线发送功能，并且可以利用LABVIEW图形化编程开发环境中设计的上位机程序，实现PC机和下位机之间的数据通信及信号处理。系统总体结构框图如图1：通过本系统对环境温度、湿度、光强和人体脉搏信号进行实时采集,然后对采集到的脉搏信号进行现场处理、分析和视觉疲劳程度评估，将一个具体的数字信号检测与分析系统完整、清晰、直观、生动的展示出来，从而帮助学生形象、直观、深入的理解课堂内容，掌握数字信号处理的相关概念、理论和方法，进而提高学生应用数字信号处理课程所学知识解决实际问题的能力。二、国内外有关本选题研究的动态与现状单片机是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口、中断系统、定时计时器以及显示驱动、脉宽调制、A/D转换等电路集成到一块硅片上构成的计算机系统。1971年Intel公司研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel4004,经过近半个世纪的发展，单片机的应用已经占据了整个计算机世界的半壁江山，被广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。其采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，工作在全球通用的2.4GHz频段,采用分时复用方案实现全双工通信,有效地简化了通信设备之间的连接，使数据传输变得更加迅速高效。被广泛应用于移动电话、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间无线信息交换系统中。虚拟仪器（virtualinstrument）是以计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能的技术。LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench）是美国NI公司推出的一种图形化语言编程开发环境，它集成了满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能，还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，是一个功能强大且灵活的虚拟仪器开发软件,被工业界、学术界和研究实验室所视为一个标准的数据采集和仪器控制工具。本系统选用STC公司生产的STC12C5410A高性能单片机作为下位机控制器，应用蓝牙通信技术实现数据的短距离无线传输，利用LABVIEW2010集成开发环境设计上位机人机交互程序，成功的搭建起一个结构简单、性能稳定、功能强大、成本低廉的数字信号处理教学课堂演示系统。该系统不仅能够演示数字信号处理课程教学当中所涉及的众多理论与方法，而且其自身也开创了一种结构简单、性能稳定、高效、经济的信号采集与分析系统实现的新方案，在帮助同学们学好数字信号处理课程之余，这种系统设计方案对他们也有很好的启发作用和借鉴之处三、主要设计内容、设计思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程该系统设计工作有两大部分组成，一部分是系统下位机设计，另一部分是系统上位机程序设计。最终目标是：下位机能够按照系统设计要求对信号进行实时采集并正确的发送，上位机能够正确的接收下位机发出的信号,并实现保存、回放、处理、分析及多种图形化显示功能。下位机系统的设计有硬件电路设计和下位机程序设计两方面的内容。硬件电路设计的主要内容有:硬件电路原理设计、方案论证、用AltiumDesigner软件完成原理图绘制和硬件电路板（PCB）设计；电子元件组装、焊接和调式。最终制作出符合原理设计要求的电路板实物。下位机程序设计在KeiluVision3开发环境中进行，主要内容是:用C语言编写单片机内部程序，通过反复的调式、烧写、测试，最终使下位机能够按照系统设计要求正确的工作。上位机程序设计在LABVEW开发环境中完成，主要由8个模块组成，上位机程序结构框图如图2所示。各模块实现方案如下：串口配置：利用LABVIEW集成库中的串口配置VI，创建相关的参数变量输入控件并正确连接，优化前面板使界面合理、美观。信号采集：创建数据采集所需的所有参数的输入控件、控制按键和消息机制以及信号实时显示控件。信号保存：调用LABVEW集成库中的相关文件操作VI，创建数据文件保存所需的相关控件，实现将数据以文件形式保存的功能。信号回放：是信号保存的逆过程，通过调用LABVEW集成库中的读文件VI,实现数据文件回放功能。信号处理：综合利用LABVIEW开发环境中的各种控件及VI,对脉搏信号进行基本的处理。特征检测：设计算法并用LABVIEW实现算法，提取脉搏信号的基本特征参数。结果输出：综合所有需要显示的信息，创建相应的显示控件并在程序框图中正确连接，优化、组织、装饰显示界面，能够全面、清晰、正确的显示所有必要信息。帮助信号：对系统开发的背景、目的、操作方法和注意事项加一简要说明，以帮助使用者正确的使用系统。四、毕业设计各阶段安排各阶段时间安排（共12周）：3月22日—3月26日熟透课题要求，补充相关知识，查阅相关文献资料3月29日—4月024月05日—4月09日信号检测电路设计与调试4月12日—4月16日4月19日—4月305月03日—5月07日信号存储与显示5月10日—5月15日信号分析5月17日—6月10日完善与改进6月03日—6月07日结果与讨论，撰写毕业论文6月10日—6月14日修改毕业论文，准备毕业答辩五、毕业设计的主要参考文献和技术资料参考文献[1]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,2005[2]康华光.模拟电子技术[M].高等教育出版社,2006[3]丛延奇,刘诗笺,刘英莉.基于MCU实现蓝牙与PC机之间HCI层传输[J].电子技术应用,2004,11:43~44[4]郑金斌,张文元.基于蓝牙技术的无线信号检测系统的实现[J].现代电子技术2006,6:107~109[5]潘琢金,施国君.C8051Fxxx高速soc单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002[6]V.V.Boronoev,S.A.Dudin.Testforthefunctionalstatesofinternalorgansbasedonpulseparameters[J].MeasurementTechniques,1997,V.l.40,N.12,pp:48~50[7]许瑞庆.脉搏检测系统设计及信号处理算法研究[J].江苏:南京工程信息大学硕士学位论文,2009[8]施云.数字电路实验与课程设计[M].哈尔滨工程大学出版社.2001[9]何荣森,王宏宝,张跃.蓝牙技术及硬件设计[J].电子技术2001,4:12~16[10]C.hnJN,FinkelsteinS,McVeithGoetal.Noninvasivepulsewaveanalysisfortheearlydetection.fvasculardisease[J].Hypertensions1995,26(3):503-508[11]张爱华,豆小玺,王龙.脉搏信号功率谱分析对精神疲劳状态的识别[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,1(11):118~120[12]胡学友,王颖,胡云龙.数字信号处理教学改革与实践[J].高考论坛,2007,3:67~69[13]覃美珍.数字信号处理教学方法探讨[J].广西大学学报,自然科学版,2009,(34):23~24[14]刘淑敏.脉搏信号时频特征提取方法研究及信号处理系统设计[D].山东建筑大学,硕士学位论文,2009[15]周递芝.蓝牙通信技术的特点与安全机制[J].贵州大学明德学院,2009[16]赵冶月.基于心电脉搏信号的视觉疲劳状态识别方法研究[D].兰州理工大学,硕士学位论文,2010[17]张爱华,王景辉.基于蓝牙传输的脉搏信号检测系统的设计与实现[J].兰州理工大学学报,2009,4(35):78~89[18]黄金林.基于LabVIEW的数字信号处理实验教学系统开发研究[J].常州工学院学报,2008,6(21):47~52[19]刘培基.数字式遥测心电监护系统的设计和实现[J].青岛大学学报,2004,3(19):43~47[20]王秋生,袁海斌.数字信号处理教学方法的探索与实践[J].电气电子教学学报,2008,4(30):88~90指导教师意见指导教师签字___________年月日院系毕业设计领