Android系统下的谱数据分析软件设计及实现研究

汤卫锋

摘要：本文分析了基于Android系统的γ能谱数据分析软件的设计过程与要点，同时阐述了设计的系统测试结果。旨在明确谱数据分析软件设计与实现的要点所在，提高谱数据传输的安全性与稳定性，加强数据的抗干扰能力，进一步实现数据处理平台的大众化和广泛化。

关键词：Android系统；谱数据分析；软件设计

一、基于Android系统的γ能谱仪软件设计

（一）数据处理

γ能谱数据分析软件的核心设计内容就在于数据处理模块的设计，也是软件能够完成数据分析功能的前提条件。具体说来：

1.谱光滑

在对数据的原始谱线进行光滑处理时，应当在保证数据原有特征的基础上，按照逐点排查的方式进行，先确定待处理点位置，然后通过对待处理点左右m个点的修正处理，消除整段谱线的涨落问题。在本文的设计方案中，采用最小二乘方法完成对数据原始谱线的光滑处理。图（1）和图（2）是在实际应用和光滑处理过程中，根据最小二乘光滑公式所推导出的一般适用公式。同时，选择数据谱线中的5、7、9以及11各点位置，根据图1的公式进行计算，比较各点之间的光滑效果，选择的光滑系数如表1所示。

2.寻峰

寻峰主要是为了判断是否存在峰，以及在确定峰存在的情况下，对峰的位置、左右边界进行判断，将峰位道址换算成能量形式进行表达，能够进一步的运用到元素的分类和具体分析之上，或者直接根据峰的边界计算出峰的面积。在本文的设计方案中，明确了需要测量含量的元素为U、Th、K，因此能够确切的知道这三种元素所对应的峰的位置和峰的左右边界定位，因此只需要对其进行能量刻度，便能够跟随和按照能量对应的道址进行寻峰。

3.能量刻度

从寻峰阶段的设计内容可以明确了解到能量刻度的目的和重要意义：能量刻度实际上指的是峰位道址换算成能量时的对应系数关系。结合本文所设计的γ能谱数据分析软件来看，能量刻度的实现需要提供已知的能量峰，在本文的设计中，将γ射线区分为标准源γ射线、刻度源γ射线以及位置源γ射线，其中刻度源γ射线用于提供准确、已知的能量峰相关数值，标准源γ射线和位置源γ射线用于具体的计算和对比过程，且二者之间存在能量相差较小的特点。

由于典型能量刻度曲线能够套用线性方程式进行表达，图（3）为该曲线的线性方程表达式。

在将该表达思想录入软件的过程中，首先通过专用能量和道址读录软件读取相关峰值数据，本文采用的是Activity上的Edit Text控件，之后通过图（3）的表达式对数据进行反解，保存反解出的相关系数，实现启动软件时自动调取相关系数的功能。

刻度过程需要采用一个新的Activity重新工作，具体程序应用过程如图4所示。

4.测量时间

软件需要具备基础的探测时间控制功能，测量时间就是设计出来用以实现这一功能的控制部件，本文设计的测量时间参数为秒，在进行工作时需要重新建立一个新的Activity来运行，同时具有自动存储和下次自动启动的功能。

（二）人機交流

人机交流的操作界面应当尽可能的简洁明了，主界面包括上方的标题栏以及下方的各功能按钮，用户可以通过人机交流界面实现对测量过程的开启与关闭，实时掌握测量谱线数据，同时能够通过简单的触屏功能实现对绘制谱线的放大及缩小。同时，受到各Android设备屏幕面积的约束，在显示测量图像时，将相关道址数据和具体的计算过程收在光标点内，通过点击光标点展开光标位置的道址和该道址的计数。

（三）文件管理

具有实时存储和传输文件的基本功能，同时还建立了蓝牙接收数据的缓存区域，进一步减轻Android设备运行软件的缓存压力。

（四）通讯传输

通讯传输主要通过Android设备的蓝牙技术实现，通过跳频频谱扩展技术将通用的蓝牙2.4GHz频段，分成多个跳频频段。在具体的通讯连线过程中，能够实现无线电收发器的各个信道之间的反复“跳”过程，能够绕过一定距离范围之内的障碍物进行通讯传输，具有更高的数据传输安全性和稳定性，且能耗相对较低，具有较高的应用价值。

二、系统应用测试结果

完成上述诸多模块和功能的设计工作之后，要对设计好的软件进行应用测试。通过应用测试，本次设计实现了文件的打开和保存、谱光滑、寻峰自动化、能量刻度、时间参数设定以及蓝牙连接等基本功能，在Android设备上的运行十分成功。

三、总结

综上所述，本文从数据处理、人机交流、文件管理以及通讯传输四个层面完成了基于Android系统的谱数据分析軟件的设计工作，有效利用了Android平台的功能性优点以及庞大的市场占有效益，保障了软件应用运行的巨大前景。

参考文献：

[1]张召文. 基于Android系统的谱数据分析软件设计与实现[J]. 中国矿业，2017，S1：431-433.

[2]肖河. 基于Android平台光谱数据处理分析软件的实现[D].昆明理工大学，2016.