Android系統(tǒng)下的譜數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計及實(shí)現(xiàn)研究

湯衛(wèi)鋒

摘要：本文分析了基于Android系統(tǒng)的γ能譜數(shù)據(jù)分析軟件的設(shè)計過程與要點(diǎn)，同時闡述了設(shè)計的系統(tǒng)測試結(jié)果。旨在明確譜數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)所在，提高譜數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c穩(wěn)定性，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的抗干擾能力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理平臺的大眾化和廣泛化。

關(guān)鍵詞：Android系統(tǒng)；譜數(shù)據(jù)分析；軟件設(shè)計

一、基于Android系統(tǒng)的γ能譜儀軟件設(shè)計

（一）數(shù)據(jù)處理

γ能譜數(shù)據(jù)分析軟件的核心設(shè)計內(nèi)容就在于數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計，也是軟件能夠完成數(shù)據(jù)分析功能的前提條件。具體說來：

1.譜光滑

在對數(shù)據(jù)的原始譜線進(jìn)行光滑處理時，應(yīng)當(dāng)在保證數(shù)據(jù)原有特征的基礎(chǔ)上，按照逐點(diǎn)排查的方式進(jìn)行，先確定待處理點(diǎn)位置，然后通過對待處理點(diǎn)左右m個點(diǎn)的修正處理，消除整段譜線的漲落問題。在本文的設(shè)計方案中，采用最小二乘方法完成對數(shù)據(jù)原始譜線的光滑處理。圖（1）和圖（2）是在實(shí)際應(yīng)用和光滑處理過程中，根據(jù)最小二乘光滑公式所推導(dǎo)出的一般適用公式。同時，選擇數(shù)據(jù)譜線中的5、7、9以及11各點(diǎn)位置，根據(jù)圖1的公式進(jìn)行計算，比較各點(diǎn)之間的光滑效果，選擇的光滑系數(shù)如表1所示。

2.尋峰

尋峰主要是為了判斷是否存在峰，以及在確定峰存在的情況下，對峰的位置、左右邊界進(jìn)行判斷，將峰位道址換算成能量形式進(jìn)行表達(dá)，能夠進(jìn)一步的運(yùn)用到元素的分類和具體分析之上，或者直接根據(jù)峰的邊界計算出峰的面積。在本文的設(shè)計方案中，明確了需要測量含量的元素為U、Th、K，因此能夠確切的知道這三種元素所對應(yīng)的峰的位置和峰的左右邊界定位，因此只需要對其進(jìn)行能量刻度，便能夠跟隨和按照能量對應(yīng)的道址進(jìn)行尋峰。

3.能量刻度

從尋峰階段的設(shè)計內(nèi)容可以明確了解到能量刻度的目的和重要意義：能量刻度實(shí)際上指的是峰位道址換算成能量時的對應(yīng)系數(shù)關(guān)系。結(jié)合本文所設(shè)計的γ能譜數(shù)據(jù)分析軟件來看，能量刻度的實(shí)現(xiàn)需要提供已知的能量峰，在本文的設(shè)計中，將γ射線區(qū)分為標(biāo)準(zhǔn)源γ射線、刻度源γ射線以及位置源γ射線，其中刻度源γ射線用于提供準(zhǔn)確、已知的能量峰相關(guān)數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)源γ射線和位置源γ射線用于具體的計算和對比過程，且二者之間存在能量相差較小的特點(diǎn)。

由于典型能量刻度曲線能夠套用線性方程式進(jìn)行表達(dá)，圖（3）為該曲線的線性方程表達(dá)式。

在將該表達(dá)思想錄入軟件的過程中，首先通過專用能量和道址讀錄軟件讀取相關(guān)峰值數(shù)據(jù)，本文采用的是Activity上的Edit Text控件，之后通過圖（3）的表達(dá)式對數(shù)據(jù)進(jìn)行反解，保存反解出的相關(guān)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)啟動軟件時自動調(diào)取相關(guān)系數(shù)的功能。

刻度過程需要采用一個新的Activity重新工作，具體程序應(yīng)用過程如圖4所示。

4.測量時間

軟件需要具備基礎(chǔ)的探測時間控制功能，測量時間就是設(shè)計出來用以實(shí)現(xiàn)這一功能的控制部件，本文設(shè)計的測量時間參數(shù)為秒，在進(jìn)行工作時需要重新建立一個新的Activity來運(yùn)行，同時具有自動存儲和下次自動啟動的功能。

（二）人機(jī)交流

人機(jī)交流的操作界面應(yīng)當(dāng)盡可能的簡潔明了，主界面包括上方的標(biāo)題欄以及下方的各功能按鈕，用戶可以通過人機(jī)交流界面實(shí)現(xiàn)對測量過程的開啟與關(guān)閉，實(shí)時掌握測量譜線數(shù)據(jù)，同時能夠通過簡單的觸屏功能實(shí)現(xiàn)對繪制譜線的放大及縮小。同時，受到各Android設(shè)備屏幕面積的約束，在顯示測量圖像時，將相關(guān)道址數(shù)據(jù)和具體的計算過程收在光標(biāo)點(diǎn)內(nèi)，通過點(diǎn)擊光標(biāo)點(diǎn)展開光標(biāo)位置的道址和該道址的計數(shù)。

（三）文件管理

具有實(shí)時存儲和傳輸文件的基本功能，同時還建立了藍(lán)牙接收數(shù)據(jù)的緩存區(qū)域，進(jìn)一步減輕Android設(shè)備運(yùn)行軟件的緩存壓力。

（四）通訊傳輸

通訊傳輸主要通過Android設(shè)備的藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)將通用的藍(lán)牙2.4GHz頻段，分成多個跳頻頻段。在具體的通訊連線過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)無線電收發(fā)器的各個信道之間的反復(fù)“跳”過程，能夠繞過一定距離范圍之內(nèi)的障礙物進(jìn)行通訊傳輸，具有更高的數(shù)據(jù)傳輸安全性和穩(wěn)定性，且能耗相對較低，具有較高的應(yīng)用價值。

二、系統(tǒng)應(yīng)用測試結(jié)果

完成上述諸多模塊和功能的設(shè)計工作之后，要對設(shè)計好的軟件進(jìn)行應(yīng)用測試。通過應(yīng)用測試，本次設(shè)計實(shí)現(xiàn)了文件的打開和保存、譜光滑、尋峰自動化、能量刻度、時間參數(shù)設(shè)定以及藍(lán)牙連接等基本功能，在Android設(shè)備上的運(yùn)行十分成功。

三、總結(jié)

綜上所述，本文從數(shù)據(jù)處理、人機(jī)交流、文件管理以及通訊傳輸四個層面完成了基于Android系統(tǒng)的譜數(shù)據(jù)分析軟件的設(shè)計工作，有效利用了Android平臺的功能性優(yōu)點(diǎn)以及龐大的市場占有效益，保障了軟件應(yīng)用運(yùn)行的巨大前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]張召文. 基于Android系統(tǒng)的譜數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 中國礦業(yè)，2017，S1：431-433.

[2]肖河. 基于Android平臺光譜數(shù)據(jù)處理分析軟件的實(shí)現(xiàn)[D].昆明理工大學(xué)，2016.