CN103869121A - 一种波形显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种波形显示装置及方法，该波形显示装置包括：数据采集模块、实时数据压缩模块、趋势图数据压缩模块、趋势波形显示模块、实时压缩数据缓存单元、趋势图数据缓存单元、第一计数器、第二计数器、动态压缩比计算模块和趋势波形显示区域。本发明利用存储空间大小固定的实时压缩数据缓存单元和趋势图数据缓存单元实现了显示采集数据趋势波形的目的，并节省了数据存储空间；提供了历史数据定位功能，给用户详细观测历史采集数据提供了方便；将实时波形显示区域与趋势波形显示区域纵向排列设置，避免了在数据采集速率较快或数据采集刚开始时，趋势波形与实时波形连在一起造成视觉混乱的现象，给用户提供更好的趋势波形和实时波形观测效果。

Description

一种波形显示装置及方法

技术领域

本发明涉及波形显示技术领域，具体地，涉及一种波形显示装置及方法。

背景技术

在示波器等波形显示设备中，随着采集数据总数的增加，受显示区域的限制，会不断有历史数据被挤出显示区域，用户通常只能看到最新的采集数据以及一部分历史数据，当数据采集过程结束之后，用户也只能通过滑动采集时间坐标来观测部分历史数据，这样对于长时间的数据采集过程，用户无法观察到采集数据的整体变化趋势，不能进行全面的分析和预测。

申请号为201010534702.X的专利方案描述了一种用波形显示测量结果的数字万用表，提供包括横向设置并紧邻的趋势波形显示单元和实时波形显示单元，该装置不仅可以在实时波形显示单元显示最新的数据波形，还提供了趋势波形显示单元，可以显示从数据采集开始的整体数据变化趋势，方便用户对数据采集的结果进行分析判断，进而对未来的测量结果进行预测，解决了波形显示设备不能显示采集数据整体变化趋势的问题。该专利描述的趋势波形显示数据是由两个压缩比得到的，当在满足实时波形显示数据的压缩条件时，利用一个动态压缩比，将实时波形显示数据转换为趋势波形显示数据的一部分；在满足趋势波形显示数据的压缩条件时，利用一个固定压缩比，压缩趋势波形显示数据，并增加动态压缩比。但是在该专利方案中，随着采集数据量的增大，动态压缩比会变的很大，以至于实时波形显示单元中的一帧实时波形显示数据不足以压缩成趋势波形显示数据中的一个数据点，因此需要额外的数据缓存存储实时波形显示单元中的每帧实时波形显示数据，当额外的数据缓存中的实时波形显示数据足以压缩为趋势波形显示数据中的一个数据点时，才能清空额外的数据缓存以存储新的数据，由于动态压缩比一直在增大，所需的额外数据缓存也一直增大，最终会超出系统内存；另外，该专利方案没有提供历史数据查看的功能，也无法通过趋势波形定位历史数据；并且，该专利方案提供的实时波形显示单元和趋势波形显示单元为横向设置并紧邻，当数据采集速率较快且数据采集刚开始时，趋势波形显示数据与实时波形显示数据刷新都很快，以至于趋势波形与实时波形连在一起造成视觉混乱，难以区分两种波形。

申请号为201010534897.8的专利方案描述了一种测量数据压缩显示装置及其控制方法，提供了实时测量数据显示单元和压缩数据显示单元两个数据显示单元，还提供了数据压缩单元对实时显示数据进行分组,从分组数据中抽选出分组数据的最大值和最小值，并依据所述最大值和最小值以及所述最大值和最小值在分组数据中的排列顺序形成趋势波形数据，进而在压缩数据显示单元上显示。该专利方案中，测量数据压缩显示装置所显示的波形可以准确的反映出每个分组数据中的最大值和最小值之间的前后次序关系，从而准确保持每个分组数据的特征，所形成的趋势波形可以显示从数据采集开始的整体数据变化趋势，方便用户对数据采集的结果进行分析判断，进而对未来的测量结果进行预测，也解决了波形显示设备不能显示采集数据整体变化趋势的问题。但是该专利方案中的趋势波形数据是通过对所有测量数据分组抽取得到的，随着数据采集量的增加，每一分组中包含的数据量也随着增大，从每一分组中获取最大最小值的操作时间就会随着增大，趋势波形数据的显示速度就越来越慢，存储每一分组数据所用的缓存最终也会超过系统内存。

由此可见，现有的波形显示设备在显示采集数据整体变化趋势的同时，往往需要占用大量的系统内存，并且随着采集数据的增加，常会遇到系统内存不够用的问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种波形显示装置及方法，以解决现有的波形显示设备在显示采集数据趋势波形时往往需要占用大量系统内存的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种波形显示装置，包括：数据采集模块、实时数据压缩模块、趋势图数据压缩模块、趋势波形显示模块、实时压缩数据缓存单元、趋势图数据缓存单元、第一计数器、第二计数器、动态压缩比计算模块和趋势波形显示区域；其中，

数据采集模块，用于采集数据，并将采集数据传输给实时数据压缩模块；

第一计数器，用于对所述数据采集模块传输给实时数据压缩模块的采集数据进行计数，获得计数值；

第二计数器，用于计算所述数据采集模块采集的数据总数；

动态压缩比计算模块，用于将所述第二计数器当前计算的结果与设定分组数目的比值确定为当前的动态压缩比；

实时数据压缩模块，用于根据第一数据压缩方法对数据采集模块传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，并利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元；确定所述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元中的数据添加到趋势图数据缓存单元中，清空所述实时压缩数据缓存单元，将所述计数值置为零；

趋势图数据压缩模块，用于确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用所述第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元；

趋势波形显示模块，用于根据趋势图数据缓存单元中的数据在趋势波形显示区域中显示趋势波形。

优选的，所述实时数据压缩模块具体用于：对所述数据采集模块传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元。

优选的，所述趋势图数据压缩模块具体用于：根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元中的数据进行分组；确定每一分组数据中的最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元。

优选的，所述趋势图数据压缩模块具体用于：判断趋势图数据缓存单元中的数据量达到趋势波形显示区域所能显示的最大数据量时，确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限。

优选的，所述波形显示装置还包括：历史数据存储模块、定位命令接收模块、定位命令解析模块、定位模块、定位显示模块和实时波形显示区域；其中，

数据采集模块还用于将采集数据传输给历史数据存储模块；

历史数据存储模块，用于存储数据采集模块传输的所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

定位命令接收模块，用于接收历史数据定位命令；

定位命令解析模块，用于解析所述历史数据定位命令获得定位时间；

定位模块，用于根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据；

定位显示模块，用于在实时波形显示区域显示所述定位时间对应的采集数据。

优选的，所述波形显示装置还包括：实时波形显示模块和裁剪模块；其中，

数据采集模块还用于将采集数据传输给实时波形显示模块；

实时波形显示模块，用于根据数据采集模块传输的采集数据在实时波形显示区域中显示实时波形；

裁剪模块，用于确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

优选的，所述趋势波形显示区域与所述实时波形显示区域为纵向排列关系。

一种波形显示方法，包括：

根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元；对所述采集数据进行计数，获得计数值；

确定所述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元中的数据添加到趋势图数据缓存单元中，清空所述实时压缩数据缓存单元，将所述计数值置为零；所述当前的动态压缩比为当前已采集数据总数与设定分组数目的比值；

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元；

根据趋势图数据缓存单元中的数据显示趋势波形。

优选的，所述波形显示方法中，根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元，具体包括：

对所述采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；

将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元。

优选的，所述波形显示方法中，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元，具体包括：

根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元中的数据进行分组；

确定每一分组数据中的最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；

将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；

将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元。

优选的，所述波形显示方法中，确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限，具体为：

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到趋势波形显示区域所能显示的最大数据量。

优选的，所述波形显示方法还包括：

在数据采集过程中，存储所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

接收到历史数据定位命令时，解析所述历史数据定位命令获得定位时间，根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据；

显示所述定位时间对应的采集数据。

优选的，所述波形显示方法还包括：

根据采集数据显示实时波形；

确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

借助于上述技术方案，本发明利用实时压缩数据缓存单元和趋势图数据缓存单元实现了显示采集数据趋势波形的目的，并且由于实时压缩数据缓存单元和趋势图数据缓存单元的存储空间大小都是固定的，因此本发明不需要占用大量系统内存，节省了数据存储空间；本发明还提供了历史数据定位功能，给用户详细观测历史采集数据提供了方便；本发明将实时波形显示区域与趋势波形显示区域纵向排列设置，避免了在数据采集速率较快或数据采集刚开始时，趋势波形与实时波形连在一起造成视觉混乱的现象，给用户提供更好的趋势波形和实时波形观测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种波形显示装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的另一种波形显示装置结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种波形显示装置屏幕示意图；

图4是本发明实施例一提供的再一种波形显示装置结构示意图；

图5是本发明实施例三提供的一种波形显示装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于现有的波形显示设备在显示采集数据趋势波形时往往需要占用大量系统内存，本发明实施例提供了一种波形显示方法及装置，以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

本实施例提供一种波形显示装置，如图1所示，该装置包括：数据采集模块101、实时数据压缩模块102、趋势图数据压缩模块103、趋势波形显示模块104、实时压缩数据缓存单元105、趋势图数据缓存单元106、第一计数器107、第二计数器108、动态压缩比计算模块109和趋势波形显示区域110；其中，

数据采集模块101，用于采集数据，并将采集数据传输给实时数据压缩模块102；

第一计数器107，用于对所述数据采集模块101传输给实时数据压缩模块102的采集数据进行计数，获得计数值；

第二计数器108，用于计算所述数据采集模块101采集的数据总数；

动态压缩比计算模块，用于将所述第二计数器108当前计算的结果与设定分组数目的比值确定为当前的动态压缩比；

实时数据压缩模块102，用于根据第一数据压缩方法对数据采集模块101传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，并利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元105；确定上述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元105中的数据添加到趋势图数据缓存单元106中，清空所述实时压缩数据缓存单元105，将上述计数值置为零；

趋势图数据压缩模块103，用于确定趋势图数据缓存单元106中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元106中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用所述第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元106；

趋势波形显示模块104，用于根据趋势图数据缓存单元106中的数据在趋势波形显示区域110中显示趋势波形。

具体的，由数据采集模块101采集的数据获得趋势波形的过程是指：对数据采集模块101采集的一定数量数据进行压缩得到组成趋势波形的一个数据（以下简称趋势波形数据），随着数据采集模块101采集数据量的增加，不断对采集数据进行压缩获得趋势波形数据，从而逐渐形成趋势波形的过程。而随着采集数据总数的增加，要达到在显示面积固定的趋势波形显示区域110中显示越来越多采集数据整体变化趋势波形的目的，得到趋势波形数据所需的采集数据量就会不断增多，例如由10个采集数据压缩得到1个趋势波形数据，变为由20个采集数据压缩得到1个趋势波形数据。本实施例中，动态压缩比的含义为对多少采集数据进行压缩得到1个趋势波形数据，为了实现上述目的，本实施例通过实时增大动态压缩比来对采集数据进行压缩，在设定分组数目固定的情况下，动态压缩比随着数据采集模块101采集数据总数的增大而增大。

本实施例提供的波形显示装置的具体工作原理如下：

数据采集模块101刚开始采集数据时，实时压缩数据缓存单元105的存储空间为空，实时数据压缩模块102根据第一数据压缩方法将最初数据采集模块101发送来的采集数据进行压缩得到第一压缩数据，并存储至实时压缩数据缓存单元105中；随着数据采集模块101不断地发送采集数据，实时数据压缩模块102根据第一数据压缩方法对新接收的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已存储的数据进行压缩，得到新的第一压缩数据，并更新至实时压缩数据缓存单元105中；该过程中，实时数据压缩模块102采用第一数据压缩方法对已接收的采集数据进行压缩并得到第一压缩数据，再对新接收的采集数据和已有的第一压缩数据进行压缩，得到新的第一压缩数据，因此，实时压缩数据缓存单元105中存储的数据是实时数据压缩模块102对接收的若干采集数据进行压缩后的总压缩值；

在实时数据压缩模块102开始接收采集数据的同时，第一计数器107开始计数；在数据采集模块101开始采集数据的同时，第二计数器108开始计算已采集的数据总数；随着第二计数器108计算结果的增大，动态压缩比计算模块计算得到的动态压缩比也不断增大；

当第一计数器107获得的计数值达到当前的动态压缩比时，表示实时数据压缩模块102要获得1个趋势波形数据所需的采集数据量已达到，此时实时压缩数据缓存单元105中存储的数据即为实时数据压缩模块102对已接收的若干个采集数据（数量等于所述计数值）进行压缩而得到的1个趋势波形数据，将该趋势波形数据（当前实时压缩数据缓存单元105中存储的数据）存储到趋势图数据缓存单元106中，由于趋势波形显示模块104实时根据趋势图数据缓存单元106中的数据去显示趋势波形，因此，显示效果即为趋势波形增加了一个新的波形数据点；此后，第一计数器107复位，重新开始计数，并且实时压缩数据缓存单元105清空，重新存储下一轮实时数据压缩模块102对采集数据进行压缩得到的第一压缩数据；

随着采集数据量的增加，实时数据压缩模块102不断对采集数据进行压缩，并向趋势图数据缓存单元106中不断添加新的趋势波形数据，同时趋势波形显示模块104根据趋势图数据缓存单元106中的数据在趋势波形显示区域110中显示趋势波形，其显示效果即为趋势波形的数据量不断增加，波形不断变长，直到占满整个趋势波形显示区域110；此时，需要对已有的趋势波形进行压缩，该过程为趋势图数据压缩模块103根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元106中的所有数据进行分组，并根据第二数据压缩方法对每一分组数据进行压缩，得到第二压缩数据，并将第二压缩数据区存储至趋势图数据缓存单元106中，该过程也可以理解为根据固定压缩比对已有的趋势波形进行分段，并根据第二数据压缩方法对每一段进行压缩，得到压缩后的趋势波形，趋势波形显示区域110中即变为压缩后的趋势波形；此后，随着实时数据压缩模块102不断向趋势图数据缓存单元106中添加新的趋势波形数据，趋势波形显示区域110所显示趋势波形又慢慢增长，直到再次占满整个趋势波形显示区域110时，再由趋势图数据压缩模块103进行上述趋势波形压缩过程。

本实施例中，实时压缩数据缓存单元105总是用于存储数据量大小固定的第一压缩数据，因此实时压缩数据缓存单元105的存储空间大小固定，而趋势图数据缓存单元106中存储的数据量总是小于或等于趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量，因此趋势图数据缓存单元106的存储空间大小也是固定的，即，本实施例利用存储空间大小固定的实时压缩数据缓存单元105和趋势图数据缓存单元106实现了显示采集数据趋势波形的目的，相比于现有技术，本实施例不需要占用大量系统内存，节省了数据存储空间。

本实施例中，数据采集模块101、实时数据压缩模块102、趋势图数据压缩模块103和趋势波形显示模块104必须处于并行工作状态，这样趋势波形显示区域110中显示的趋势波形才能实时表现所采集数据的整体变化趋势。

本实施例中，数据采集模块101根据用户设置的采样间隔、扫描次数、触发条件、扫描通道等参数在指定的扫描通道上进行数据采集，并将采集数据发送给实时数据压缩模块102；

作为举例说明，数据采集模块101可以采集一台仪器或多台仪器的单通道数据，也可以采集一台仪器或多台仪器的多通道数据；

作为举例说明，数据采集模块101采集的数据可以为数字信号数据，也可以为模拟信号数据；

作为举例说明，数据采集模块101可以具有设置采集开始、停止时间的功能；

作为举例说明，数据采集模块101可以具有使用外部触发、报警信号启动采集过程的功能；

作为举例说明，数据采集模块101一次采集的数据可以为单个数据或多个数据。

本实施例中，动态压缩比计算模块所采用的设定分组数目可以为任意的数值；

作为举例说明，设定分组数目可以为100。

本实施例中，实时数据压缩模块102所采用的第一数据压缩方法可以为任意的数据压缩方法；

作为举例说明，第一数据压缩方法可以为最大最小值抽取法，即：选取所有被压缩数据中的最大值和最小值作为所有被压缩数据的压缩结果，较佳的，压缩结果中最大值和最小值的排列顺序与其在被压缩数据中的排列顺序一致；

作为举例说明，第一数据压缩方法可以为最大值抽取法，即：选取所有被压缩数据中的最大值作为压缩结果；

作为举例说明，第一数据压缩方法可以为最小值抽取法，即：选取所有被压缩数据中的最小值作为压缩结果；

作为举例说明，第一数据压缩方法可以为平均值抽取法，即：将所有被压缩数据的平均值作为压缩结果。

本实施例中，实时压缩数据缓存单元105用于存放实时数据压缩模块102根据第一数据压缩方法对采集数据进行压缩后的压缩结果，其存储空间大小直接取决于第一数据压缩方法；例如，当第一数据压缩方法为最大最小值抽取法时，实时压缩数据缓存单元105的存储空间固定为存储两个数据的大小；当第一数据压缩方法为最大值抽取法或最小值抽取法或平均值抽取法时，实时压缩数据缓存单元105的存储空间固定为存储一个数据的大小；

本实施例中，趋势图数据压缩模块103所采用的固定压缩比可以为任意固定比值；

作为举例说明，固定压缩比可以为2:1，此时，趋势图数据压缩模块103对已有的趋势波形进行压缩后得到的压缩趋势波形，其长度为原来趋势波形长度的一半。

本实施例中，趋势图数据压缩模块103所采用的第二数据压缩方法应与实时数据压缩模块102所采用的第一数据压缩方法一致；

作为举例说明，第二数据压缩方法可以为最大值抽取法，即：选取所有被压缩数据中的最大值作为压缩结果；

作为举例说明，第二数据压缩方法可以为最小值抽取法，即：选取所有被压缩数据中的最小值作为压缩结果；

作为举例说明，第二数据压缩方法可以为平均值抽取法，即：将所有被压缩数据的平均值作为压缩结果。

优选的，所述实时数据压缩模块102具体用于：对所述数据采集模块101传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元105。

具体的，所述第一数据压缩方法为最大最小值抽取法，即选取数据采集模块101传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已有数据中的最大值和最小值作为压缩结果，并且压缩结果中最大值和最小值的排列顺序与其对应的采集时间顺序一致，相比最大值抽取法、最小值抽取法以及平均值抽取法，本方法得到的压缩结果不仅包含了数据采集模块101传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已有数据的最大值和最小值，还保持了最大值和最小值的采集时间顺序，能更好的反应数据采集模块101传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元105中已有数据的特征。

优选的，所述趋势图数据压缩模块103具体用于：根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元106中的数据进行分组；确定每一分组数据中的最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元106。

具体的，所述第二数据压缩方法为最大最小值抽取法，即选取对趋势图数据缓存单元106中数据分组后每一分组数据中的最大值和最小值作为压缩结果，并且压缩结果中最大值和最小值的排列顺序与其对应的采集时间顺序一致，相比最大值抽取法、最小值抽取法以及平均值抽取法，本方法得到的压缩结果不仅包含了每一分组数据的最大值和最小值，还保持了最大值和最小值的采集时间顺序，能更好的反应每一分组数据的特征。

优选的，所述趋势图数据压缩模块103具体用于：判断趋势图数据缓存单元106中的数据量达到趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量时，确定趋势图数据缓存单元106中的数据量达到设定上限。

具体的，趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量可以大于、等于或小于趋势波形显示区域110的像素点数，当趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量取不同值时，趋势波形的分辨率也不同，例如，若趋势波形显示区域110的像素点数为2000，当趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量等于或小于2000时，趋势波形图清晰度较好，当趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量大于2000时，趋势波形图清晰度降低；此外，也可跟随趋势波形显示区域110像素数的变化而自动调整趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量，例如当用户选择以最大化窗口显示趋势波形时，趋势波形显示区域110所包含的像素数增加，则趋势波形显示区域110所能显示的最大数据量也变大。

优选的，如图2所示，本实施例提供的波形显示装置还包括：历史数据存储模块201、定位命令接收模块202、定位命令解析模块203、定位模块204、定位显示模块205和实时波形显示区域206；其中，

数据采集模块101还用于将采集数据传输给历史数据存储模块201；

历史数据存储模块201，用于存储数据采集模块101传输的所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

定位命令接收模块202，用于接收历史数据定位命令；

定位命令解析模块203，用于解析所述历史数据定位命令获得定位时间；

定位模块204，用于根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据

定位显示模块205，用于在实时波形显示区域206显示所述定位时间对应的采集数据。

具体的，在整个数据采集过程中，历史数据存储模块201都存储数据采集模块101采集的所有数据及对应的采集时间，最终历史数据库中包含的数据为未被压缩的原始采集数据；当数据采集过程结束后，用户可通过趋势波形显示区域110查看所有采集数据的整体变化趋势，当用户希望对某一时间段采集的数据进行仔细观测时，可通过鼠标、键盘、触摸屏等外部输入设备拖拽趋势波形以生成历史数据定位命令，该历史数据定位命令包含了用户希望仔细观测的时间段信息，定位模块204就可通过历史数据库查询到相应时间段内的采集数据信息，并通过实时波形显示区域206显示给用户；

例如，如图3所示，趋势波形显示区域的上部设置一条数据定位滑杆，其长度与趋势波形显示区域的长度相同，数据定位滑杆上设置一定位按钮与数据定位框的左端对齐，趋势波形显示区域中部有一半透明数据定位框（图3中虚线框），用于定位需要详细查看的历史数据，该区域内的趋势波形数据对应的实际采集数据将显示在实时波形显示区域，方便用户查看详细数据；当用户用鼠标点击定位按钮，可以拖动定位按钮在数据定位滑杆上左右移动，数据定位框将跟随定位按钮移动，选中趋势波形的不同区域，从而实现历史数据定位的功能；当用户拖动定位按钮移动数据定位框时，实时数据显示区域中的波形数据将不断刷新，以显示数据定位框中趋势波形对应的实际采集数据；

数据定位框的长度由实时波形显示区域所能显示的数据总数、历史数据库包含的采集数据总数和趋势波形显示区域的长度共同决定，例如：历史数据库包含的采集数据总数为500，实时波形显示区域所能显示的数据总数为100，趋势波形显示区域的长度为L，则数据定位框的长度=(100÷500)×L，即为趋势波形显示区域长度的1/5。

优选的，如图4所示，本实施例提供的波形显示装置还包括：实时波形显示模块401和裁剪模块402；其中，

数据采集模块101还用于将采集数据传输给实时波形显示模块401；

实时波形显示模块401，用于根据数据采集模块101传输的采集数据在实时波形显示区域206中显示实时波形；

裁剪模块402，用于确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域206所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

具体的，本实施例提供的波形显示装置还可以通过实时波形显示模块401提供采集数据的实时波形显示功能；由于实时波形显示区域206的面积有限，随着采集数据的不断增加，实时波形包含的数据量也不断增加，直到超出实时波形显示区域206所能显示的最大数据量；此时，通过裁剪模块402对实时波形中的一部分历史数据进行裁剪，以保证最新采集的数据能显示在实时波形中；裁剪模块402的具体工作原理为：当前采集数据总数N减去实时波形显示区域206所能显示的最大数据量M，得到数值C，则从当前采集数据的第一个数据开始，删除C个数据，顺序显示剩余的采集数据，从实时波形显示区域206上看到的显示效果就是：实时波形显示区域206左端的历史数据不断被挤出显示区域，实时波形的波形数据量保持不变；

例如：实时波形显示区域206所能显示的最大数据量为500；当数据采集模块101采集的数据不足500时，实时波形显示区域206的左端保持显示从第一个采集数据开始的历史数据，在这种模式下，随着采集数据量的增加，实时波形显示区域206显示的实时波形数据量一直在增加；当数据采集模块101采集的数据多于500时，新采集数据始终显示在实时波形显示区域206最右端，实时波形显示区域206最左端的历史数据不断被挤出显示区域，在这种模式下，实时波形显示区域206显示的实时波形数据量保持不变，即为所能显示的最大数据量500。

作为举例说明，实时波形显示模块401可以具有数据格式转换的功能，将数据采集模块101传输来的采集数据转换为实时波形区域可以接受的格式；

作为举例说明，实时波形显示模块401可以对数据采集模块101传输来的采集数据进行一些数学运算，以满足实时波形区域的各种显示需求。

优选的，本实施例提供的波形显示装置中，趋势波形显示区域110与实时波形显示区域206为纵向排列关系。

具体的，本实施例中，纵向排列趋势波形显示区域110和实时波形显示区域206设置，其目的是为了避免在数据采集速率较快或数据采集刚开始时，趋势波形与实时波形连在一起造成视觉混乱的现象，给用户提供更好的趋势波形和实时波形观测效果；

作为举例说明，如图3所示，可将实时波形显示区域206设置于趋势波形显示区域110的正上方。

本实施例中，实时波形显示区域206和趋势波形显示区域110为液晶显示屏、CRT显示屏或触摸显示屏等能够显示数据波形的屏幕。

实施例二

本实施例提供一种波形显示方法，包括：

根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元；对所述采集数据进行计数，获得计数值；

确定所述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元中的数据添加到趋势图数据缓存单元中，清空所述实时压缩数据缓存单元，将所述计数值置为零；所述当前的动态压缩比为当前已采集数据总数与设定分组数目的比值；

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元；

根据趋势图数据缓存单元中的数据显示趋势波形。

优选的，本实施例提供的波形显示方法中，根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元，具体包括：

对所述采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；

将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元。

优选的，本实施例提供的波形显示方法中，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元，具体包括：

根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元中的数据进行分组；

确定每一分组数据中的最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；

将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；

将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元。

优选的，本实施例提供的波形显示方法中，确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限，具体为：

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到趋势波形显示区域所能显示的最大数据量。

优选的，本实施例提供的波形显示方法还包括：

在数据采集过程中，存储所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

接收到历史数据定位命令时，解析所述历史数据定位命令获得定位时间，根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据；

显示所述定位时间对应的采集数据。

优选的，本实施例提供的波形显示方法还包括：

根据采集数据显示实时波形；

确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

本实施例提供的波形显示方法的具体实施方式可参见实施例一，此处不再赘述。

实施例三

本实施例提供一波形显示装置，如图5所示，该波形显示装置包括：数据采集模块501、实时数据压缩模块502、趋势图数据压缩模块503、趋势波形显示模块504、实时压缩数据缓存单元505、趋势图数据缓存单元506、第一计数器507、第二计数器508、动态压缩比计算模块509、历史数据存储模块510、定位命令接收模块511、定位命令解析模块512、定位模块513、定位显示模块514、实时波形显示模块515、裁剪模块516、实时波形显示区域517和趋势波形显示区域518；其中，实时波形显示区域517和趋势波形显示区域518纵向设置，且实时波形显示区域517位于上方，趋势波形显示区域518位于下方；

本实施例提供的波形显示装置，其实时波形显示的具体工作流程如下：

步骤601：数据采集模块501根据用户设置的采样间隔、扫描次数、触发条件、扫描通道等参数在指定的扫描通道上进行数据采集，并将采集数据发送给实时波形显示模块515；

步骤602：实时波形显示模块515接收采集数据并缓存，然后把缓存数据发送给实时波形显示区域517并清空缓存，准备接收新的采集数据；

步骤603：裁剪模块516判断实时波形包含的数据量是否达到实时波形显示区域517所能显示的最大数据量；若是，将执行步骤604；否则，返回执行步骤602；

步骤604：裁剪模块516删除实时波形中的部分历史数据，以使最新的采集数据显示于实时波形显示区域517的最右端。

本实施例提供的波形显示装置，其趋势波形显示的具体工作流程如下：

步骤701：数据采集模块501根据用户设置的采样间隔、扫描次数、触发条件、扫描通道等参数在指定的扫描通道上进行数据采集，将采集数据发送给实时数据压缩模块502；第二计数器508对数据采集模块501采集的数据进行计数；动态压缩比计算模块509根据当前第二计数器508的技术结果与设定的分组数目确定当前的动态压缩比；

步骤702：实时数据压缩模块502对接收到的采集数据和实时压缩数据缓存单元505中已存储的数据进行比较，得到最大值和最小值，按照采集时间顺序排列该最大值和最小值，并利用排列后的数据更新实时压缩数据缓存单元505；第一计数器507对实时数据压缩模块502接收到的采集数据进行计数，得到计数值；

步骤703：判断第一计数器507的计数值是否小于当前的动态压缩比，若是，则返回执行步骤702，否则执行步骤704；

步骤704，第一计数器507的计数值大于或等于当前的动态压缩比，实时数据压缩模块502将当前实时压缩数据缓存单元505中已存储的数据添加至趋势图数据缓存单元506中，并且清空实时压缩数据缓存单元505，令第一计数器507复位，重新开始计数；

步骤705，趋势波形显示模块504根据趋势图数据缓存单元506中的数据在趋势波形显示区域518中显示趋势波形；

步骤706，趋势图数据压缩模块503判断趋势图数据缓存单元506中的数据量是否达到趋势波形显示区域518所能显示的最大数据量，若是，则执行步骤707；否则重复执行步骤706；

步骤707，趋势图数据压缩模块503根据固定压缩比将趋势图数据缓存单元506中的数据进行分组，选出每一分组数据的最大值和最小值，按照采集时间顺序排列该最大值和最小值，得到每一分组数据的压缩值对，将所述分组；数据的压缩值对组合成第二压缩数据，利用该第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元506；

步骤708，趋势波形显示模块504根据趋势图数据缓存单元506中的数据在趋势波形显示区域518中显示被压缩后的趋势波形。

本实施例提供的波形显示装置，其历史数据定位功能的具体工作流程如下：

步骤801，数据采集模块501采集数据的整个过程中，历史数据存储模块510将所有采集数据及其对应的采集时间记录至历史数据库中；

步骤802，数据采集过程结束后，用户通过鼠标、键盘、触摸屏等拖动趋势波形显示区域518上的数据定位框，定位于希望详细观测的采集时间段，定位命令接收模块511接收到历史数据定位命令；

步骤803，定位命令解析模块512对所述历史数据定位命令进行解析，得到定位时间；

步骤804，定位模块513根据历史数据库获取该定位时间对应的采集数据；

步骤805，定位显示模块514将该定位时间对应的采集数据显示在实时波形显示区域517中。

综上所述，本发明实施例提供的波形显示方法及装置具有以下有益效果：

（1）利用存储空间大小固定的实时压缩数据缓存单元和趋势图数据缓存单元实现了显示采集数据趋势波形的目的，不需要占用大量系统内存，节省了数据存储空间；

（2）提供了历史数据定位功能，给用户详细观测历史采集数据提供了方便；

（3）将实时波形显示区域与趋势波形显示区域纵向排列设置，避免了在数据采集速率较快或数据采集刚开始时，趋势波形与实时波形连在一起造成视觉混乱的现象，给用户提供更好的趋势波形和实时波形观测效果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种波形显示装置，其特征在于，包括：数据采集模块、实时数据压缩模块、趋势图数据压缩模块、趋势波形显示模块、实时压缩数据缓存单元、趋势图数据缓存单元、第一计数器、第二计数器、动态压缩比计算模块和趋势波形显示区域；其中，

数据采集模块，用于采集数据，并将采集数据传输给实时数据压缩模块；

第一计数器，用于对所述数据采集模块传输给实时数据压缩模块的采集数据进行计数，获得计数值；

第二计数器，用于计算所述数据采集模块采集的数据总数；

动态压缩比计算模块，用于将所述第二计数器当前计算的结果与设定分组数目的比值确定为当前的动态压缩比；

实时数据压缩模块，用于根据第一数据压缩方法对数据采集模块传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，并利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元；确定所述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元中的数据添加到趋势图数据缓存单元中，清空所述实时压缩数据缓存单元，将所述计数值置为零；

趋势图数据压缩模块，用于确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用所述第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元；

趋势波形显示模块，用于根据趋势图数据缓存单元中的数据在趋势波形显示区域中显示趋势波形。

2.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，所述实时数据压缩模块具体用于：对所述数据采集模块传输的采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元。

3.根据权利要求2所述的波形显示装置，其特征在于，所述趋势图数据压缩模块具体用于：根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元中的数据进行分组；确定每一分组数据中的最大值和最小值；按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元。

4.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，所述趋势图数据压缩模块具体用于：判断趋势图数据缓存单元中的数据量达到趋势波形显示区域所能显示的最大数据量时，确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限。

5.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，还包括：历史数据存储模块、定位命令接收模块、定位命令解析模块、定位模块、定位显示模块和实时波形显示区域；其中，

数据采集模块还用于将采集数据传输给历史数据存储模块；

历史数据存储模块，用于存储数据采集模块传输的所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

定位命令接收模块，用于接收历史数据定位命令；

定位命令解析模块，用于解析所述历史数据定位命令获得定位时间；

定位模块，用于根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据；

定位显示模块，用于在实时波形显示区域显示所述定位时间对应的采集数据。

6.根据权利要求1所述的波形显示装置，其特征在于，还包括：实时波形显示模块和裁剪模块；其中，

数据采集模块还用于将采集数据传输给实时波形显示模块；

实时波形显示模块，用于根据数据采集模块传输的采集数据在实时波形显示区域中显示实时波形；

裁剪模块，用于确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

7.根据权利要求5或6所述的波形显示装置，其特征在于，所述趋势波形显示区域与所述实时波形显示区域为纵向排列关系。

8.一种波形显示方法，其特征在于，包括：

根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元；对所述采集数据进行计数，获得计数值；

确定所述计数值达到当前的动态压缩比时，将实时压缩数据缓存单元中的数据添加到趋势图数据缓存单元中，清空所述实时压缩数据缓存单元，将所述计数值置为零；所述当前的动态压缩比为当前已采集数据总数与设定分组数目的比值；

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限时，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元；

根据趋势图数据缓存单元中的数据显示趋势波形。

9.根据权利要求8所述的波形显示方法，其特征在于，根据第一数据压缩方法对采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行压缩，获得第一压缩数据，利用第一压缩数据更新实时压缩数据缓存单元，具体包括：

对所述采集数据和实时压缩数据缓存单元中已有的数据进行比较，确定最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述最大值和最小值；

将排列后的最大值和最小值存储至实时压缩数据缓存单元。

10.根据权利要求9所述的波形显示方法，其特征在于，根据固定压缩比和第二数据压缩方法对趋势图数据缓存单元中的数据进行压缩，获得第二压缩数据，利用第二压缩数据更新趋势图数据缓存单元，具体包括：

根据固定压缩比对趋势图数据缓存单元中的数据进行分组；

确定每一分组数据中的最大值和最小值；

按照采集时间顺序排列所述每一分组数据中的最大值和最小值，得到所述每一分组数据的压缩值对；

将所有分组数据的压缩值对组合成第二压缩数据；

将所述第二压缩数据存储至趋势图数据缓存单元。

11.根据权利要求8所述的波形显示方法，其特征在于，确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到设定上限，具体为：

确定趋势图数据缓存单元中的数据量达到趋势波形显示区域所能显示的最大数据量。

12.根据权利要求8所述的波形显示方法，其特征在于，还包括：

在数据采集过程中，存储所有采集数据及其对应的采集时间，得到历史数据库；

接收到历史数据定位命令时，解析所述历史数据定位命令获得定位时间，根据所述历史数据库获取所述定位时间对应的采集数据；

显示所述定位时间对应的采集数据。

13.根据权利要求8所述的波形显示方法，其特征在于，还包括：

根据采集数据显示实时波形；

确定实时波形的数据量达到实时波形显示区域所能显示的最大数据量时，删除实时波形中设定数目的历史数据。

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