核磁共振仪器控制软件——谱图数据处理软件包开发-毕业论文.doc

1、摘要 核磁共振仪器控制软件 谱图数据处理软件包 开发 摘要 核磁共振仪器控制软件是 对 从超导核磁共振谱仪采集到的 实验 参数 、 波谱 数据 进行综合 分析 处理 的软件 。 国外 Bruker 系列 ， Varian系列 谱仪 中 都有提供配套的分析软件 。 为了在核磁共振 研究方面 赶上世界先进水平 ， 填补我国核磁共振谱仪的空白 ， 国 家 “ 985 计划 ” 将其作为 一项重要课题 ，决定研制拥有自 主 知识产权 的核磁共振谱仪及其处理 分析 软件。 本文 参考原 Varian 系列 软件 系统， 针对所负责的数据处 理 模块 ， 实现了 一维 谱图数据处理软件包的开发。 该软件包

2、 通过 读取 核磁共振 谱仪输出的 fid 格式数据文件，实现 核磁共振 实 验中的基本算法，如 傅立叶变换 、 相位校正 、 基线调整 、 寻峰 、 积分等。 谱图显示 不仅 实现了数据 的时时变化显示功能， 而且 可以直接对图形进行操作 ，如放大 、 缩小 、 拖放 、手动寻峰 、 手动相位校正等。 核磁共振仪器控制软件包采用 Java 语言编写，在开源社区 Eclipse 3.2 下进行跨平台 、插件式开发。运用 RCP， SWT-Designer 的界面设计思想，不仅使得 Java 下的界面开发不再是一个技术瓶颈，而且美观大方 ， 极具人性化 。 运用 GMF、 EMF 框架设计理念，

3、让数据处理与图谱显示达到最完美的结合。 关键词 核磁共振 谱图数据处理 傅立叶变化 Eclipse3.2 SWT/JFace Abstract Instrument Controlled Software of NMR Development of the Spectra Data Processing Software Abstract Instrument controlled software of NMR is a comprehensive analysis software that analyzes the experimental parameters and spectral

4、 data from the superconducting NMR spectrometer acquisition. Foreign Bruker series and Varian spectrometer series have supporting software. In order to catch up with the worlds advanced level of NMR studies and fill in the blank of Chinese NMR spectrometer, the national “985 Plan” regarded it as an

5、important issue, decided to develop its own intellectual property NMR spectrometer and its processing software. In response to the charge of data processing, I reference to the original Varian system, read through the NMR spectrometer control output .fid format data files, achieve the basic algorith

6、m of NMR experiments, such as Fourier transform, phase correction, baseline adjustment, searching peak ,Integral. Spectra indicated that some of the data processing to achieve the constantly changing display function can be carried out directly on the graphics operations, such as amplification, zoom

7、 out, drag and drop, manual searching peak, manual correction phase. Instrument controlled software of NMR is using the Java programming language in the open source community under Eclipse 3.2 cross-platform plug-in development. As using the RCP and the SWT-Designer interface design, Java not only m

8、akes the interface development is no longer a technical bottleneck, but pleasing to the eye and extremely humane; as using the framework design of GMF and EMF, data processing and map indicates achieve the perfect combination. Keywords NMR spectra data processing Fast Fourier Translate Eclipse 3.2 S

9、WT/JFace 目录 目录 引言 . 1 第一章 绪论 . 2 1.1 项目开发背景 . 2 1.2 对现有系统的分析 . 3 1.3 整体设计目标 . 4 1.4 NMR 开发技术简介 . 4 1.4.1 Eclipse 开发平台 . 4 1.4.2 SWT/JFace 和 Draw2d 谱图设计 . 6 1.4.3 RCP 插件式界面设计 . 8 1.4.4 GEF 设计框架 . 8 第二章 NMR 核磁共振软件包需求分析 .10 2.1 软件设计目标 .10 2.2 软件功能 .10 2.2.1 功能划分 .10 2.2.2 功能描述 .10 2.3 软件接口分析 . 11 2.3.1

10、 NMR 界面 . 11 2.3.2 运行环境 .12 2.3.3 异常处理 .12 2.4 NMR 输入数据描述 .12 2.5 数据精度要求 .15 2.6 谱图显示处理流程 .15 2.7 开发限制条件 .16 第三章 NMR 仪器控制软件包概要设计 .17 3.1 基本设计思想 .17 3.2 总体框架 .17 3.3 子模块功能详细说明 .19 3.3.1 界面框架模块 .19 3.3.2 数据处理分析模块 .22 3.3.3 IO 模块 .23 3.3.4 谱图显示模块 .23 第四章 NMR 仪器控制软件包详细设计 .27 4.1 界面框架模块 .27 4.1.1 菜单工具栏设计

11、 .27 4.1.2 Viewer 视图 设计 .28 4.1.3 状态提示设计 .30 4.1.4 命令解析机制 .30 4.2 数据输入模块 .31 目录 4.3 数据处理分析模块 .32 4.3.1 傅立叶变换 .32 4.3.2 相位校正 .34 4.3.3 基线校正 .37 4.3.4 寻峰 .39 4.3.5 峰拟合 .40 4.3.6 峰积分 .40 4.4 谱图显示模块 .41 4.5 数据输出模块 .43 第五章 NMR 仪器控制软件包结果测试 .44 5.1 测试傅立叶变换 .44 5.2 测试自动相位校正 .45 5.3 测试基线校正 .46 5.4 测试寻峰 .47 5

12、.5 测试峰积分 .48 5.6 测试 结论 .48 结束语 .49 致谢 .50 参考文献 .51 Contents Contents Introduction . 1 Charter 1 Prolegomenon . 2 1.1 Project Development Background . 2 1.2 Analysis of The Existing System . 3 1.3 Overall Design Objectives . 4 1.4 NMR Development Kits . 4 1.4.1 Eclipse Development Platform . 4 1.4.2

13、Spectrum Design of SWT/JFace and Draw2d . 6 1.4.3 RCP Plug-in Interface Design . 8 1.4.4 GEF Design Framework. 8 Charter 2 Requestment of NMR Software.10 2.1 Software Design Goals.10 2.2 Function of Software .10 2.2.1 Division of Software .10 2.2.2 Description of Software .10 2.3 Analysis of Softwar

14、e Interface . 11 2.3.1 NMR Interface . 11 2.3.2 Operating Environment .12 2.3.3 Exception Handing .12 2.4 NMR Description of Input Data .12 2.5 Data Accuracy.15 2.6 Spectrogram Display Processing Flow .15 2.7 Development Restrictions .16 Charter 3 Preliminarty Design of NMR Software .17 3.1 Basic De

15、sign Idea .17 3.2 Overall Framework.17 3.3 Detail of Child Module .19 3.3.1 Module of Interface Framework .19 3.3.2 Module of Data Processing Analysis .22 3.3.3 Module of IO.23 3.3.4 Module of Spectra Display .23 Charter 4 Detailed Design of NMR Software .27 4.1 Module of Interface Freamework .27 4.1.1 Design of Menu bar and Tool bar.27 4.1.2 Design of Viewer .28 4.1.3 Design of Status .30 4.1.4 Design of Cammand Analysis .30 4.2 Module of Input Data .