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船闸人字门应变数据处理系统设计的中期报告
1.需求分析
随着航运业的发展，船闸门的重要性越来越突出，其安全性、可靠性和稳定性得到了充分的关注。同时，对船闸门运行状态的精确掌控和数据分析也变得愈加迫切。
为此，本设计团队提出了一个船闸人字门应变数据处理系统。该系统可以用于监测、记录并处理船闸门的应变数据，为管理者提供关键的数据分析和决策支持。
本系统需要实现以下功能：
1.监测船闸人字门的应变数据并存储数据；
2.实时显示及记录船闸人字门的应变数据；
3.对船闸人字门的应变数据进行处理和分析；
4.生成实时数据报告及历史数据分析报告；
5.提供响应及处理系统故障的功能。
2.系统设计
在该系统设计中，我们将其分为硬件和软件两部分:
2.1系统硬件设计
本系统需要具备的硬件组成包括：
传感器：用于采集船闸人字门应变数据，常用的传感器包括微应变片、应变计和压电传感器等。
数据采集器：用于采集传感器生成的数据，并将其传递至数据处理器。
数据处理器：该部分负责将数据处理，并将其传送给数据存储器，以便后续分析和处理。
存储设备：用于长期存储采集到的应变数据。
2.2系统软件设计
本系统的软件部分需要包含以下模块：
数据采集模块：用于获取传感器生成的数据；
数据处理模块：该部分负责将采集到的数据进行处理，并生成图表或者数据报告。
数据存储模块：用于长期存储采集到的应变数据；
报警模块：该模块用来检测异常情况，如应变过大等异常情况，发出报警信号并记录异常数据。
3.系统实现
软件开发语言：以Python作为主要语言，使用PyQt界面库实现可视化设计。
3.1硬件实现
本系统的硬件部分需要包括以下部件：
传感器系统：采用微应变片及应变计等传感器，检测船闸人字门与岸体之间的应变情况。
采集器：采用AD专用芯片或者STM32等芯片实现数据采集，将传感器采集到的应变信号转换为电压信号，并将其传输给计算机。
计算机：通过USB接口连接采集器和计算机，实现数据处理和图形化展示功能。
3.2软件实现
本系统的软件实现采用了PyQt界面库，实现以下模块：
（1）图形化显示：采用PyQt中matplotlib绘图库，对数据进行图形化展示。
（2）数据处理：通过Python语言对数据进行分析、计算和处理，并存储到数据库中。
（3）数据存储：采用MySQL作为数据存储系统，为之后的数据分析提供便利。
（4）报警功能：可根据用户设定的阈值进行报警检测，检测到异常信号时通过报警提示和记录异常数据进行风险控制。
4.系统测试
系统测试应分为硬件测试和软件测试两个部分，软件测试主要测试软件的功能是否符合需求，硬件测试主要测试硬件与软件之间的连接是否顺畅，传感器是否能正确采集数据。
5.系统总结
本设计基于Python语言及PyQt界面库，采用MySQL数据库进行数据处理与存储，在设计过程中首先进行需求分析，并对船闸人字门应变数据进行详细分析，然后进行系统设计及实现。经过测试，系统功能稳定，能够完整满足设计要求。