数据曲线分析器Curve

Curve俗称数据曲线分析器，是一款用于曲线形式查看工程试验中生成的文本文件数据工具，程序内置了对曲线的变换操作和数据处理功能，主要有曲线算法、标记线窗、动态模拟、频谱分析等应用模块，便于分析。其中曲线绘制采用高效的聚点算法，即使对于长曲线，在伸缩变换时仍能速度极快且不损失观察细节；频谱分析数据精准，单窗可支持65536*64点数据，很好的兼顾了谱分辨率和带宽，适用于用于精密测量。

此外，数据曲线分析器应用简单，支持数据导入和导出，且无需安装即可双击使用！

数据曲线分析器Curve使用方法

1、导入、导出数据

单击"导入数据"按钮，可从文件导入数据序列，初始数据为"曲线一"，对初始数据变换后生成二级曲线"曲线二"，对"曲线二"变换后称"曲线三"，三条曲线在同一坐标系下以不同颜色显示；变换后的数据被存储在各自的内存缓冲区中，不影响其前级数据。

2、源文件格式

数据文件为文本文件，可以单列或多列形式存储；各行应整齐，即每行列数相同，列间以空格或Tab分隔，多个连续空格或Tab被视为1个；对每个数据的字符个数不限制(即每行长度可以不齐)，每行列数相同即可；

系统会根据设定的列号提取一列数据作为初始数据(首列列号为1)，提取时会忽略掉不被提取的其它列，仅读取指定列，因而其它列可以是任意字符，提取列则要求为数值形式；

数值无论是否带小数点，都被视为double，合法的数值为C正则"%lf"字符串格式，例如: +69352，618，0，-4，1.7，-87.1899，2.3E-6 等；

文件被导入时系统会自动预览显示，可根据预览自行设定参数；

3、曲线算法

曲线算法是指生成曲线数据时使用的方法，对于"初始曲线"，只能从文件中导入数据(也可以进程通信直接内存交换，已保留该接口)；对二级、三级曲线的数据，则由其前级曲线经过算法运算得到；

每次点击算法列表中的选项时，对应的曲线数据生成一次，反复改变算法只影响本级的结果，不影响其前级曲线；算法改变时，用前级数据重新运算一次，而不是在本级原有结果的基础上再叠加算法；

变换后的曲线数据可执行"导出数据"被保存至新的文本文件中；导出时可以指定数据选项以及是否以.csv格式存储(该格式可被Excel识别)；

4、多列数据查看

三条曲线中只有"初始数据"是从文件中导入的，另外两条均是在内存中变换生成的；如果数据文件中包含多列数据，想同时对比观察，可逐条导入后，利用变换算法中的"复制前级"将曲线移至二三级缓冲区，然后再导入另一列，这样，曲线窗中即可以对比同一数据文件中的多列数据(目前限制为三条曲线，软件保留有一次导入更多条曲线的接口)；

也可以灵活使用"数据导出"功能，将曲线暂存为文件，需要时再导入。

5、曲线操作(先通过Tab键或单击使曲线窗获得焦点)

鼠标方式

切换活动曲线：左键单击辅助钮(左上角)

X方向缩放：滚轮

Y方向缩放：Ctrl+滚轮

X方向平移：

Y方向平移：

自动显示全部：左 双击绘图区

1:1初始显示：右 双击绘图区

键盘方式

Ctrl + Tab

← →

↑ ↓

Ctrl + ← →

Ctrl + ↑ ↓

Ctrl + a/A

a/A

其他：

开/关标记窗功能: Ctrl+左双击标记"开"字符  

锁定/解锁窗宽: Ctrl+左双击宽"锁定"字符 (标记窗开时才有效) 

标记区起点: Ctrl+左双击绘图区 (标记窗开时才有效)     

标记区止点: Ctrl+右双击绘图区 (标记窗开时才有效)  

频谱查看: Ctrl+左单击Fn按钮/F1

退出程序：ESC

注:当多条曲线叠加显示时，其中有一条是"活动曲线"，或称"当前曲线"；视值显示、标记窗和频谱分析都是针对"活动曲线"的；任意一条曲线均可切换为"活动曲线"，界面上会有颜色变换区分；

6、视值

视值是指根据坐标刻线的标示量读出的曲线点的数值；

本系统中，y轴视值与初始数据的量值完全相等(不因曲线变换而改变)；x轴的视值默认等于数据点序号(0，1，2，...)；导入数据时若指定了采样频率，x视值会被修正为以秒(s)为单位的时间量；按照x坐标轴刻线读出的是s；

如果采样频率设定准确，相应的频谱曲线频率轴视值单位为Hz，也已被修正准确，可直接读出；

曲线平移时，窗口顶部会实时显示曲线上最左点的数值(视值)；查看其它点数值可通过平移曲线完成(也可以采用挪动标记线方式)；

7、标记线/窗

当在曲线窗绘图区外的"标记:关"按钮上Ctrl+左双击后，会开启数据标记功能，数据标记默认为单点模式，标记为一条竖线(宽度为1)；绘图区上任意点Ctrl+左双击，会使标记线移动到该点，并显示该点的数据值；

标记开启后，单击"宽:锁定"按钮，可将标记宽度设为可变，此时，在曲线窗中任意点Ctrl+右双击，会使标记变为一段窗口，标记窗中的数据即被选中；

8、算法明细

软件保留有自定义算法接口，内置算法如下:

复制前级: 不做任何处理，将前级数据拷贝至本级；

一阶差分: 求一阶导数（速度），本级本点=前级本点-前级前点

二阶差分: 二阶导数:本级本点=前级前点+前级后点-2*前级本点；

一阶LPF(Fs/2): 一阶IIR低通滤波，截止频率为采样频率的1/2；

一阶LPF(Fs/4):   类同；

一阶LPF(Fs/8):   类同；

一阶LPF(Fs/100): 类同；

3点1次平均: 前级的本点为中心前后共3点均值，作为本级本点值；

3点2次平均: 3点1次完成后，叠加一遍3点1次，共2次；

5点1次平均: 类同；

5点3次平均: 类同；

n点m10次: 类同；

9、动态模拟

动态模拟是一种在事后将数据流从数据窗动态滑过，以模拟数据时间变化的功能；按住Ctrl并单击Fn按钮，系统即开始对原始数据曲线进行动态模拟；动态模拟刷新由定时器自动执行(设为10ms一次，但未必准确)；模拟时的曲线平移速度由滑动步长调节，滑动步长可以是2，4，8，10，20，40，80，100点；在动态模拟时点按Alt键即可自动切换步长；

10、频谱分析

点击Fn按钮，即可打开频谱窗，并查看标记区内数据的频谱，频谱窗内曲线的操作与5所述相同；

系统只有在标记窗打开，并选定数据时，才允许查看频谱；系统会自动将标记窗内的数据截取为2的n次幂长，以便于FFT计算(例如标记窗内有1035点数据，则谱分析实际使用的是其前1024点)；

由于FFT变换得到的是完全对称的双边谱，为提高效率，频谱窗中只显示其幅值谱的单边一半，并进行视值校准，可在由坐标轴直接读数；    

当系统进行动态模拟时，或由外部进程动态注入数据时，随着时域窗中数据的刷新，频谱窗也会随之动态刷新；

11、使用限制

1) 文件单行长: 32768字符；

2) 可浏览行数: 4194304行；导入时有跳行功能，理论上长度无限制；

系统保留有单次查看更多行的配置接口；

3) 单谱窗点数: 4194304点；

数据曲线分析器外部接口

外部接口：

外部进程可采用进程通信方式直接向Curve的共享缓冲区中写入数据，并更新曲线；

步骤如下:

OpenFileMapping()；

MapViewOfFile()；

buf[0]=..；

buf[1]=..；//操作缓冲区

...

UnmapViewOfFile()；

CloseHandle()；

PostMessage()；

过程描述:

(1) 打开内存映像文件，映像名字为"LiXueLei_SharedCurveMemory"，

(2) 成功后，将映像映射到本地内存地址空间；会获得一个本进程中的内存地址指针；(注意:如果Curve.exe未运行，打开时会失败，因而应在此之前先启动Curve程序)

(3) 进程中用这个地址指针操作内存，就可以改写作曲线的数据区；

映像区的格式：

offset(byte) 类型 元素个数 内容

0～3 long 1 本次修改的数据长度n(点数)

4～7 float 1 数据的采样频率(Hz数)

8～15 double 1 data[0]  --\

16～23 double 1 data[1]     \

24～32 double 1 data[2]     |---共n点；

... /

... _ / (n个double)

(4) 操作完成后撤销在本地进程的地址映射并关闭映像文件；

(5) 最后向Curve主窗口发送一条数据更新消息：

取窗口句柄：

::FindWindow(NULL，"数据曲线分析器 Curve2.1")；

消息号定义：

::RegisterWindowMessage(_T("LixlCurveMsg_BufferModified"))；     

然后用::PostMessage()就可以了；可参阅MSDN；

细节补充：

Curve.exe软件中这样创建的映像区，看完这段，缓冲区结构就清楚了，同行人士都懂，不再赘述! 

struct CurveSCB

{

long nSize；

float FsHz；

}；

hShareFile= CreateFileMapping

(

INVALID_HANDLE_VALUE，

NULL，

PAGE_READWRITE|SEC_COMMIT，

0，

sizeof(struct CurveSCB)+cvWnd.MaxCurveLength()*sizeof(double)，

"LiXueLei_SharedCurveMemory"

)；

曲线数据区预留: MaxCurveLength=65536*64 点；一般足够用了；实际上曲线刷新是以nSize规定的点数为上限的；

还有就是：

Curve.exe运行时当共享缓冲区创建成功，会广播一条消息，消息号:

::RegisterWindowMessage(_T("LixlCurveMsg_CurveAppInit"))；

Curve.exe在退出时，也会广播一条消息，消息号:

::RegisterWindowMessage(_T("LixlCurveMsg_CurveAppExit"))；

可根据这些消息进行相应的处理；

软件特色

1、Curve数据曲线分析器中文版支持对Y向比例、X向比例查看。

2、也可对初始数据、左侧点好进行快速的了解。

3、可以对需要的数据进行快速的导出。

4、对需要的曲线进行快速的添加，自定义的选择。

更新日志

v2.1版本

1、增加频谱自动提取至剪贴板功能。

2、增加导出频谱序列对功能（F2）。