Android系統下的譜數據分析軟件設計及實現研究

湯衛鋒

摘要：本文分析了基于Android系統的γ能譜數據分析軟件的設計過程與要點，同時闡述了設計的系統測試結果。旨在明確譜數據分析軟件設計與實現的要點所在，提高譜數據傳輸的安全性與穩定性，加強數據的抗干擾能力，進一步實現數據處理平臺的大眾化和廣泛化。

關鍵詞：Android系統；譜數據分析；軟件設計

一、基于Android系統的γ能譜儀軟件設計

（一）數據處理

γ能譜數據分析軟件的核心設計內容就在于數據處理模塊的設計，也是軟件能夠完成數據分析功能的前提條件。具體說來：

1.譜光滑

在對數據的原始譜線進行光滑處理時，應當在保證數據原有特征的基礎上，按照逐點排查的方式進行，先確定待處理點位置，然后通過對待處理點左右m個點的修正處理，消除整段譜線的漲落問題。在本文的設計方案中，采用最小二乘方法完成對數據原始譜線的光滑處理。圖（1）和圖（2）是在實際應用和光滑處理過程中，根據最小二乘光滑公式所推導出的一般適用公式。同時，選擇數據譜線中的5、7、9以及11各點位置，根據圖1的公式進行計算，比較各點之間的光滑效果，選擇的光滑系數如表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、左右邊界進行判斷，將峰位道址換算成能量形式進行表達，能夠進一步的運用到元素的分類和具體分析之上，或者直接根據峰的邊界計算出峰的面積。在本文的設計方案中，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的峰的位置和峰的左右邊界定位，因此只需要對其進行能量刻度，便能夠跟隨和按照能量對應的道址進行尋峰。

3.能量刻度

從尋峰階段的設計內容可以明確了解到能量刻度的目的和重要意義：能量刻度實際上指的是峰位道址換算成能量時的對應系數關系。結合本文所設計的γ能譜數據分析軟件來看，能量刻度的實現需要提供已知的能量峰，在本文的設計中，將γ射線區分為標準源γ射線、刻度源γ射線以及位置源γ射線，其中刻度源γ射線用于提供準確、已知的能量峰相關數值，標準源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。

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

在將該表達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峰值數據，本文采用的是Activity上的Edit Text控件，之后通過圖（3）的表達式對數據進行反解，保存反解出的相關系數，實現啟動軟件時自動調取相關系數的功能。

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

4.測量時間

軟件需要具備基礎的探測時間控制功能，測量時間就是設計出來用以實現這一功能的控制部件，本文設計的測量時間參數為秒，在進行工作時需要重新建立一個新的Activity來運行，同時具有自動存儲和下次自動啟動的功能。

（二）人機交流

人機交流的操作界面應當盡可能的簡潔明了，主界面包括上方的標題欄以及下方的各功能按鈕，用戶可以通過人機交流界面實現對測量過程的開啟與關閉，實時掌握測量譜線數據，同時能夠通過簡單的觸屏功能實現對繪制譜線的放大及縮小。同時，受到各Android設備屏幕面積的約束，在顯示測量圖像時，將相關道址數據和具體的計算過程收在光標點內，通過點擊光標點展開光標位置的道址和該道址的計數。

（三）文件管理

具有實時存儲和傳輸文件的基本功能，同時還建立了藍牙接收數據的緩存區域，進一步減輕Android設備運行軟件的緩存壓力。

（四）通訊傳輸

通訊傳輸主要通過Android設備的藍牙技術實現，通過跳頻頻譜擴展技術將通用的藍牙2.4GHz頻段，分成多個跳頻頻段。在具體的通訊連線過程中，能夠實現無線電收發器的各個信道之間的反復“跳”過程，能夠繞過一定距離范圍之內的障礙物進行通訊傳輸，具有更高的數據傳輸安全性和穩定性，且能耗相對較低，具有較高的應用價值。

二、系統應用測試結果

完成上述諸多模塊和功能的設計工作之后，要對設計好的軟件進行應用測試。通過應用測試，本次設計實現了文件的打開和保存、譜光滑、尋峰自動化、能量刻度、時間參數設定以及藍牙連接等基本功能，在Android設備上的運行十分成功。

三、總結

綜上所述，本文從數據處理、人機交流、文件管理以及通訊傳輸四個層面完成了基于Android系統的譜數據分析軟件的設計工作，有效利用了Android平臺的功能性優點以及龐大的市場占有效益，保障了軟件應用運行的巨大前景。

參考文獻：

[1]張召文. 基于Android系統的譜數據分析軟件設計與實現[J]. 中國礦業，2017，S1：431-433.

[2]肖河. 基于Android平臺光譜數據處理分析軟件的實現[D].昆明理工大學，2016.