Обробка квазіпереодичних сигналів у реальному часі

Зміст.

1. Вступ … 5 2. Призначення та область застосування… 6 3. Технічні характеристики… 7.

1. Постановка задачі … 7.

2. Опис функціонування програми … 9.

3. Вхідні та вихідні дані … 10.

4. Склад технічних й програмних засобів … 11 4. Література … 12 5. Додаток … 13.

1. Вступ.

Дана курсова робота присвячена розробці програмного модуля «rg.exe », який винен виконувати обробку безперервного періодичного сигналу. Найбільше поширення ця завдання отримала в області медицини, де необхідно швидко й детально обробляти сигнал енцефалограма. Широке поширення персональних комп «ютерів типу IBM PС XT/AT дало додатковий імпульс до розвитку апаратних й програмних засобів для рішення даних задач.

Розробка програмного продукту ведеться на основі заподіяння виданого кафедрою ВТіП Харківського державного політехнічного університету від 15.02.2000 р.

2. Призначення та область застосування.

Програму вирішує завдання виведення на екран обробленої інформації від четирьохканального обробника сигналів в реальному масштабі години. Прийом вищезгаданих сигналів проводитися через буферні масиви даних, котрі організовані у вигляді файлів на магнітному носії.

Програму призначена для адекватного відображення на екрані монітора вхідної, проміжної й вихідної інформації в системі обробки сигналів.

Областю застосування даної програми можна назвати будь-яку область людської діяльності, в якій може зажадатися визначити період квазіпереодичного сигналу й вивести результати на екран для їхні подальшої обробки й використання.

3. Технічні характеристики.

3.1. Постановка задачі.

Для спеціалізованих автоматизованих систем (САС) аналіза багатоканальної сигнальної інформації в реальному масштабі години (РМЧ) характерні, поряд із іншими, такі основні функції, як введення й попередня (первинна) обробка сигналів.

Прогрмний модуль винен працювати як про «єкт обробки САС, що являє собою квазіпереодичні низькочастотні аналогові сигнали, які одночасно знімаються по декількох каналах та обробка які проводитися у тимчасовій області.

Основними вимогами, що перед «є до такий САС, є відсутність втрат багатоканальної сигнальної інформації, що вводитися й попериодична оперативна обробка сигналів в кожному каналі.

Виходячи із особливостей про «єкта й характеру його обробки процес, що реалізовує багатоканальне введення й попередню обробку сигналів, визначення параметрів періодів й сигналів та формування файла параметрів, повинен виконувати наступні функціональні дії:

— рахунок й контроль тривалості сеансу;

— заподіяння інтервалу дискретизації сигналів;

— комутація каналів введення;

— перемикання каналів для попередньої обробки;

— отримання відфільтровувати відліку сигналу;

— обчислення першою похідною (різниці) сигналу;

— обчислення другою похідною (різниці) сигналу;

— перевірка на екстремум сигналу;

— перевірка на перегин (екстремум першої різниці) сигналу;

— накопичення інформації про екстремумах сигналу;

— накопичення інформації про перегини;

— аналіз структури виявленого періоду сигналу;

— прийняття рішення про передачу інформації про знайденом періоді сигналу для подальшої обробки;

— гарафічна візаулізація результатів;

Для глобального процесу, що розглядається виділені локальные процеси, із які до основних віднесені наступні:

— рахунок години сеансу;

— квазисинхронный багатоканальне введення відліку сигналів;

— цифрова фільтрація сигналів;

— цифрове диферинцирование (перше й одному) сигналу;

— отримання особливих відліків (точок экстремумов й перегинів) сигналу;

— виділення періодів сигналу для подальшої обробки. Програмна реалізація на машинно-орієнтованій мові у вигляді спеціалізованого модуля винна функціонувати в середовищі ДОС й забезпечувати роботу із таймером.

3.2. Опис функціонування програми.

Програмний модуль являє собою цикл, вихід із якого проводитися закінченням роботи блоку, який модолює роботу АЦП. При старті програми усі дані із файлів за допомогою які модулюється АЦП завантажуються в масиви даних. Уся подальша робота проводитися уже з них. Далі програма отримує наступний відлик сигналу, який прходить 2-х етапну фільтрацію (медіанна та сглажування). Потім програма отримує відфільтрова-ний відлік сигналу, бчислює першу похідну (різницю) сигналу, другу похідну (різницю) сигналу, виконує перевірку на екстремум та перегин, накопичує інформацію про екстремумах та перегини, аналізує структуру виявленого періоду сигналу, та якщо знайден період виконує обчислення параметрів сигналу.

Графічне відображення на екран проводитися шляхом використання стандартної бібліотеки для роботи із гпафікою. Графіки виводяться для 4-х каналів одночасно, та для шкірного каналу — вхідний та відфільтрований сигнал.

Обчислені параметри сигналу зберігаются на диску із вказанням періода.

3.3. Вхідні та вихідні дані.

Вхідні дані являють собою файл в якому в цілочисельному форматі знаходяться немасштабовані графіки вхідних сигналів (файли «kanal.dat »).

Вихідні дані є графічні представлення масивів даних на екрані монітора, та файл із параметрами періоду («masp.res»).

3.4. Склад технічних й програмних засобів.

Модуль попередньої обробки РЕГ сигналу розробляється для автоматизованої системи медичного контролю й діагностики, котра функціонує на базі ПЕОМ типу IBM PC/AT.

Для нормальної роботи модуля в режимі реального години необхідна ПЕОМ на базі мікропроцесора i80386 й вище, операційна система MS DOS версії не нижче за 3.30.

Програму відкомпілювати в середовищі Windows «95 (MS DOS 4.00.950) под Управлінням «Borland З++ 3.1 «.

4. Література.

1. «Швидкі алгоритми у цифровій обробці зображень». Під редакціей Т. С. Хуанга. Москва «Радіо і зв’язок » .1984. 2. «Аналіз результатів спостережень «. Дж.Тьюки. Москва «Мир».1981. 3. «Довідник по пристроям цифровий обробки інформації «. Під редакціей д-ра техн. наук В. Н. Яковлева. Київ «Тэхника». 1988.

5. Додаток.

Лістинг програмного модуля.

#include #include #include #include #include #include #define Size 1600 #define Meanings 500 #define КО 4 #define KMO 7 #define KSO 7.

#define INTR 8 /* The clock tick interrupt */.

#ifdef __cplusplus.

#define __CPPARGS … #else.

#define __CPPARGS #endif static int kf; int stop=1; FILE *outst;

/*———————- вхідні дані (4 каналу) —————————*/ int azp[4][Meanings], out[4][Meanings];

int outmed[28]={ 0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0.

}, outsr[28]={ 0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0,.

0,0,0,0,0,0,0.

}, mean[4]={0,0,0,0}, kpmo[4]={0,0,0,0}, krs[4]={0,0,0,0}, amvoi[4]={0,0,0,0}, ofsmed[4]={0,0,0,0}, sum[4]={0,0,0,0}, tmpmed[7]={0,0,0,0,0,0,0}, flags[4]={0,0,0,0}, flags1[4]={0,0,0,0}, fla[4]={0,0,0,0}, iper[4]={0,0,0,0}, iex[4]={0,0,0,0}, io[4]={0,0,0,0}, fex[4]={0,0,0,0}, imean[4]={-1,-1,-1,-1}, st[4]={2,2,2,2}, ipd[4]={0,0,0,0}, ips[4]={0,0,0,0}, per[4][10], percnt[4]={-1,-1,-1,-1};

/*перемінні програми*/ int t, f1=0,flag, iex1=0,j, kk=0, ps=0,z, pd=1, dko=0, k=1,i, m, fl=1, dx=3,dx1=-4; char str[5]; /*вихідних даних*/ static int me[4][Meanings],/* екстремуми */ mp[4][Meanings],/* перегини */ mo[4][Meanings],/* особливі точки */ mr[4][Meanings],/* перші різниці*/ ms[4][Meanings],/* секунди */ md[4][Meanings]; /* дискретні отсчеты */.

/* Змінні для процедури обробки */ int ot1, ot2,ot3,ot4,ot5,ot6; int tf, tf1, ne, vk, int masp[4][11]; int kaz; long sq, s;

void init_azp (int[][Meanings], char[]); void interrupt (*oldhandler)(__CPPARGS);

void interrupt handler (__CPPARGS) { if (—kf.