基于Electron的示波器软件若干技术研究与实现

作     者：万家滔 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：古军

授予年度：2022年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：Electron 示波器 人机交互界面 国产化 软件设计 

摘      要：近年来国外的一些国家对我国出台的一系列技术封锁政策,使得核心技术知识产权自主可控的需求愈发迫切。为了实现示波器软件技术国产化,避免从根源上受制于人,本论文提炼了基于Electron的示波器软件若干技术研究与实现的研究课题。该示波器软件借助Electron跨平台的特性,支持在Windows,Linux和mac OS系统中运行。采用基于国产的海光CPU的计算机作为计算机硬件平台,从根源上实现了示波器软件技术国产化。本课题的主要工作是对基于Electron的示波器软件的设计与实现,借助Rider2021等软件,对示波器软件技术方案选型与总体设计,基于web技术的人机交互界面的实现和性能优化,以及示波器主要功能实现的技术进行了研究与实现。具体内容如下:1、软件技术方案选型与总体设计:从国产化的角度出发,在符合示波器使用场景的前提下尽可能地选择国产的,开源的技术方案。先是进行了需求分析,初步确定了软件的功能框架。对现有的技术进行对比,分析,确定了基于Electron的示波器软件技术方案。该示波器软件采用MVC架构,前端,即视图层是基于Electron实现,后端包括模型层和控制层则是基于C#实现。MVC架构的采用使得该示波器软件的可扩展性强,易于维护。2、基于web前端开发技术的人机交互界面的实现及其性能优化:现有的示波器软件的人机交互界面主要基于WPF实现,只能在Windows系统中使用,无法满足跨平台使用的需求。为了解决这一问题,利用web技术重新开发了人机交互界面。首先对人机交互界面设计过程当中几个比较常用的组件的具体实现进行了介绍,随后介绍了示波器软件的主界面和功能面板的设计思想和具体实现,并阐明了软件前后端通信的过程。然后介绍了波形显示界面的实现细节。最后从人机交互界面的响应过程出发,分析并提出了对应的性能优化措施。3、示波器软件后端部分主要模块的实现:软件的前后端分别隶属于两个独立的进程,通过进程间通信的方式完成数据传输和指令分发。后端主要负责功能逻辑的实现,包括数据采集模块,数据分析与显示模块,内含FFT显示功能、余晖显示功能和光标测量功能,以及文件操作模块。最后对示波器软件的功能与性能进行了测试,验证了本课题所设计的示波器软件的可行性。