《核磁共振仪器控制软件开发——谱图数据处理软件包-毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核磁共振仪器控制软件开发——谱图数据处理软件包-毕业论文（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业论文本科毕业论文 (科研训练、毕业设计) 题题 目：核磁共振仪器控制软件开发目：核磁共振仪器控制软件开发 谱图数据处理软件包 姓 名： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 学 号： 指导教师（校内）： 职称： 指导教师（校内）： 职称： 年 月 摘要 核磁共振仪器控制软件开发 谱图数据处理软件包 摘要 核磁共振是一种物理现象，已经作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领 域，并在 1973 年用于医学临床检测。NMR(Nuclear Magnetic Resonance)技术即核磁共振 谱技术，是将核磁共振现象应用于分子结构测定的一项技术，对于有机分子结构的
2、测定来说， 核磁共振谱扮演了非常重要的角色，核磁共振谱、紫外光谱、红外光谱和质谱一起被有机化 学家们称为“四大名谱”。 现在生产用于核磁共振谱分析的仪器主要有两家：Bruker 和 Varian。在国内，还没有相 应的仪器出现，因此开发核磁共振仪器不仅会促进国内核磁共振技术的发展，而且可以填补 国家在这一领域的空白。 本文主要讨论了核磁共振仪器中一维数据处理的各种算法以及谱图显示，并讨论各种算 法的原理和开发方法。 谱图数据处理软件包是以 Java 为平台，用 Eclipse 来开发的；同时作者使用 RCP（Rich Client Platform）技术开发一套以谱图数据处理软件包为依托的软件
3、系统，并且 利用 Draw2D 来显示谱图数据处理包的处理结果。该软件系统有界面美观、操作简单等特点。 关键字 核磁共振 NMR 谱图数据处理 RCP Abstract Software development of NMR instrument Spectra data processing software package Abstract Nuclear Magnetic Resonance is a physical phenomenon, and is used as an analytical tool widely in physical, chemical and biolog
4、ical fields, and in 1973 for medicine testing. NMR that is NMR technology, is the phenomenon of nuclear magnetic resonance in molecular structure determination of a technology, for organic molecular structure determination, NMR plays a very important role. NMR, UV, IR and mass spectrometry together
5、with organic chemist are known as the “four spectrum.“ Now there are two companies which produce the instrument: Bruker and Varian. There is no corresponding equipment in our country. Therefore, developing the NMR instrument will promote domestic technology, and fill the gaps in this field Spectra d
6、ata processing software package is based on Java platform and Eclipse as a tool using RCP (Rich Client Platform) technology to develop a software system based on the spectra data processing software package, and use Draw2d show the processed results. The software interface is beautiful, and operates
7、 easily and so on. Keyword NMR spectra data processing RCP 目录 目录目录 引言引言1 1 第一章第一章 绪论绪论 2 2 1.1 核磁共振技术基本原理 .2 1.2 软件开发工具 2 1.2.1 Eclipse 开发工具 .2 1.2.2 RCP 程序开发 3 1.2.3 Draw2d 简介 .4 1.3 项目背景简介 .5 第二章第二章 软件系统需求说明软件系统需求说明6 6 2.1 软件目标 .6 2.2 输入和输出需求 .6 2.3 数据处理分析需求 .7 2.4 软件系统的流程图 .7 2.5 出错处理 .9 2.6 软件开发
8、约束条件 .9 第三章第三章 软件系统概要设计软件系统概要设计1010 3.1 软件系统总体设计思想 10 3.2 运行环境 10 3.3 软件系统的模块划分 10 3.3.1.I/O 模块.11 3.3.2.界面模块 12 3.3.3.数据处理模块 12 3.3.4 数据分析模块.13 3.3.5 谱图显示模块.13 3.3.6 系统总模块图 14 3.4 子模块数据流图 15 目录 第四章第四章 软件系统详细设计软件系统详细设计1616 4.1 界面设计 16 4.2 数据处理分析模块 19 4.2.1 傅立叶变换 19 4.2.2 相位校正 21 4.2.3 基线校正 29 4.2.4
9、寻峰 31 4.2.5 峰拟合 32 4.2.6 峰积分 33 4.3 谱图显示 33 4.4 命令解析 38 第五章第五章 软件系统测试及运行结果软件系统测试及运行结果4040 总结总结4545 致谢语致谢语4646 参考文献参考文献4646 Contents Contents Introduction 1 1 Chapter 1 Prolegomenon 2 2 1.1 Basic Principle Of NMR2 1.2 Software Development Tools.2 1.2.1 Eclipse2 1.2.2 RCP Programming 3 1.2.3 Draw2d In
10、troduction 4 1.3 Brief Introduction to Project Background.5 Chapter 2 Software System Requirement 6 6 2.1 The Goal Of Software System.6 2.2 The Demand Of Input And Output.6 2.3 Data Processing Demand7 2.4 The Flow Chart Of Software System.7 2.5 Error Handling9 2.6 The Restriction Of Software Develop
11、ment 9 Chapter 3 Preliminary Design Of Software System 1010 3.1 The General Design Principle Of Software System10 3.2 Runtime Environment10 3.3 The First Partition Of Software System10 3.3.1. I/O Module11 3.3.2. Interface Module.12 3.3.3. Data Processing Module 12 3.3.4 Data Analyse Module 13 3.3.5
12、Spectrum Display Module13 Contents 3.3.6 The Whole Partition Of Software System14 3.4 The Data Flow Chart Of Submodule.15 Chapter 4 Detailed Design Of Software System 1616 4.1 Interface Design16 4.2 Data Process And Analyse Module.19 4.2.1 Fourie Transform.19 4.2.2 Phase Correction.21 4.2.3 Baseline
13、 Correction.29 4.2.4 Peak Finding.31 4.2.5 Peak Fitting32 4.2.6 Peak Integral.33 4.3 Spectrum Display33 4.4 Command parse38 Chapter 5 The Testing And Result Of Software System 4040 Summary4545 Acknowledgement 4646 References 4646 引言 第 1 页 共 49 页 引言 核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段，由于其可深入物质内部而不破坏样品，并 具有迅速、准确、分辨率高
14、等优点而得以迅速发展和广泛应用，已经从物理学渗透到化学、 生物、地质、医疗以及材料等学科，在科研和生产中发挥了巨大作用。在国内，核磁共振技 术起步比发达国家晚，发展也较为缓慢。核磁共振技术需要一整套完整的硬件和软件，到目 前为止，国内还没有相应的仪器和软件出现，使用的仪器和软件都是从国外进口的。这不仅 消耗了大量的国家外汇储备，也给实验人员带来不便。因此开发出一套自己的核磁共振仪器 必定会促进核磁共振技术的发展，并促进其他相关学科的发展。 核磁共振谱图数据处理是核磁共振技术中一个非常关键的环节，对分析结果产生重要的 影响。可惜的是，现在有关这一领域的论文都比较零散，都只是讨论了其中的某一方面，
15、甚 至有些算法只能适合于某些谱图。作者参考了大量的论文和文献，综合了一维谱图数据处理 算法，希望对以后的仪器控制软件开发能起到一定的作用。 作者用 java 语言开发了一维谱图数据处理的各种算法，并形成一个软件包。该软件包 不仅仅实现了核磁共振技术一维数据处理的算法，同时也改进了部分算法，提高算法的效率。 之所以用 java 语言来开发，主要是考虑到 java 语言具有跨平台性，在 Linux 和 Windows 操 作系统都能很好的运行。作者同时开发出一套软件系统，该软件系统以该谱图数据处理软件 包为依托，具有良好的用户界面和易操作的特点。 本文以开发的软件系统为背景逐步介绍核磁共振技术算法
16、。本文的总体结构以输入处 理分析输出为主线。在输入模块里，主要介绍核磁共振数据 FID（Free Induction Decay 自由感应衰减）读取和显示；在处理模块主要介绍 FID 数据处理的一系列算法，这 些算法有傅立叶变换、相位校正、基线校正；在分析模块主要介绍了寻峰、峰拟合、峰积分 等算法；输出模块主要介绍数据处理结果的显示及操作。为了更好的理解该软件系统和一些 核磁共振技术，本文会在绪论部分介绍核磁共振技术原理和软件开发使用的技术。 为了能够验证该软件系统的正确性，作者把开发的软件系统的处理结果跟 Varian 公司 开发的软件系统进行比较，同时笔者也把处理结果跟现在国外一家公司生产的核磁共振谱图 数据处理软件进行比较，从验证的结果可以看出，笔者开发的软件的处理结果正确，而且处 理的方式方法比较灵活，开发的软件包可作为商业用途；但也有一些不足的地方，比如效率 比较低 核磁共振仪器控制软件开发 第 2 页 共 49 页 第一章 绪论 1.1 核磁共振技术基本原理 原子核有自旋运动， 在恒定的磁场中， 自旋的原子核将绕
