半导体薄膜缺陷智能化测量分析系统

项目背景
1.1电脑与测量设备建立通讯
在现代科学实验中，数据的采集、传输和分析是非常重要的环节。它们直接影响着实验的效率和质量，甚至决定着实验的成功与否。为了完成这些环节，我们需要使用一些专业的仪器和设备，例如B1530A和9812E等。这些仪器和设备都具有高精度和高稳定性的特点，可以对实验对象进行精确的测量和控制。它们还可以通过数据通讯协议和接口，与其他仪器或计算机进行数据交换，实现数据的共享和处理。   
然而，这些仪器和设备的控制端并不完美，存在一些问题和不足，比如体积庞大、性能落后、价格昂贵等。例如，B1500仪器就是一个典型的例子。它是一个专门用于与B1530A进行通讯的控制端，但它本身有很多缺点。如果它出现故障或损坏，我们将面临高昂的维修费用，甚至可能无法找到合适的维修人员或配件；如果它因为体积过大而不便于操作或观察，我们将影响实验效率，无法及时调整参数或查看结果；如果它因为功能单一而只能与B1530A进行通讯，我们将无法与更多的测量设备进行通信，无法实现多维度的数据分析；如果它因为存储空间有限而无法保存更多的采集数据，我们将损失宝贵的实验资料，无法进行深入的数据挖掘。面对这些问题，我们是否有更好的替代方案呢？ 答案是肯定的。我们可以利用PC电脑与B1530A和9812E建立通讯链接，让电脑代替B1500完成原有的数据通讯功能。这样做有很多好处。 例如：电脑相比B1500具有更低的购买成本和维修成本，更高的模块化程度，以及更快的更新速度。电脑是一种普遍且便宜的设备，市场上有很多品牌和型号可供选择。即使出现故障或损坏，也可以很容易地找到维修人员或配件进行修复或更换。电脑也具有很高的模块化程度，可以根据需要更换或升级各个部件，如内存、硬盘、显卡等。电脑还可以随着技术的发展而不断更新软件和硬件，保持最新的性能和功能。这些都可以弥补B1500随着时间推移而变得稀缺和昂贵的问题。
电脑相比B1500具有更小的占地面积和更高的扩展性，通过电脑与B1530A进行直接通讯可以方便地将显示屏放置在更适合实验研究的位置，甚至可以多屏扩展以便同时查看更多的数据分析，从而提高实验效率。电脑是一种轻便且紧凑的设备，可以放置在任何合适的位置，不会占用过多的空间。电脑还可以通过各种接口和线缆，与B1530A进行直接通讯，无需通过B1500作为中介。这样可以减少通讯的延迟和干扰，提高通讯的稳定性和速度。电脑还可以通过多屏扩展，将不同的数据分析显示在不同的屏幕上，方便实验人员同时观察和比较，提高实验效率。
电脑相比B1500具有更多的扩展接口，只要建立了通讯通道就可以与多个设备进行数据通讯，通过软件内置的切换功能就可以实现一个控制端控制多个终端，不再需要为每个终端配备一个控制端。这样可以减少实验设备在物理空间上切换所需的时间，节省实验中不必要的时间浪费。电脑是一种多功能且兼容性强的设备，它有很多种类的接口，如USB、串口、网口等，可以与不同类型的设备进行连接和通讯。只要建立了通讯通道，电脑就可以与多个设备进行数据交换，无论是B1530A还是9812E，或者其他的测量设备。电脑还可以通过软件内置的切换功能，实现一个控制端控制多个终端的功能。这样就不需要为每个终端配备一个控制端，也不需要在物理空间上频繁地切换设备，节省了实验中不必要的时间浪费。
电脑相比B1500具有更大的存储空间，可以存储更多的实验数据，同时也具有更强的数据找回能力。即使电脑硬盘因为不可控因素导致数据损坏，也可以通过专业的数据找回人员进行数据恢复。这样可以大大提高数据的安全性和存储性，也为大数据分析留下更多的素材。电脑是一种存储能力强且可扩展的设备，它有很大的硬盘空间，可以存储海量的实验数据。即使硬盘空间不够用，也可以通过外接硬盘等方式进行扩展。电脑还具有很强的数据找回能力，即使因为意外或故障导致数据损坏或丢失，也可以通过专业的数据找回人员或软件进行数据恢复。这样可以大大提高数据的安全性和存储性，也为大数据分析留下更多的素材。 
综上所述，使用电脑与B1530A和9812E建立通讯链接，是一种非常实用和有效的方案。它可以帮助我们解决一些实际问题，提高我们的实验效率和质量。它也为我们打开了一个新的视野和可能性，让我们能够利用电脑强大的功能和灵活性，进行更多样化和深入化的实验研究。
1.1.1设计开发GUI
为了实现与仪器和设备的数据通讯，我们已经使用电脑端作为控制端，代替了传统的B1500仪器。这样做的一个重要前提，就是我们需要开发一个图形用户界面（GUI），让我们能够方便地对设备进行操作和控制。GUI是一种基于图形元素的界面，它可以通过图标、按钮、菜单等元素，来展示设备的状态和参数，也可以通过鼠标或键盘等输入设备，来对设备进行设置和调节。同时，在GUI上进行操作，相比于在B1500上也有很多优势，例如：GUI可以提供更多的自定义选项，让我们可以自行设计页面样式，使人机交互更加符合我们自身的使用习惯。我们可以根据不同的实验需求和场景，来调整界面的布局、颜色、字体等细节，让界面更加清晰、简洁、美观。我们也可以根据自己的操作习惯，添加额外的功能，如数据读取、导出、分析等，让操作更加便捷、灵活、高效。这样可以提高我们的操作效率和准确性，也可以增强我们的操作体验和舒适度。
GUI可以提供更好的视觉效果，让我们可以拥有更好看的页面，更高的流畅度。我们可以利用电脑强大的图形处理能力，来实现更多的图表效果，让界面更加生动、有趣、专业。我们也可以利用电脑高速的运算能力，来实现一些实时的数据显示、分析、处理等功能，让界面更加稳定、快速、准确。这样可以让我们更直观地看到设备的反馈和结果，也可以让我们更深入地进行数据挖掘和优化。
为了保证我们的操作安全性，我们不需要将电脑连接到互联网，避免一些网络安全问题，如数据泄露、拦截、篡改等。同时，为了防止一些网络服务因自身漏洞而引发的安全问题，如病毒、木马、黑客攻击等，我们也不考虑采用浏览器形式的GUI。我们仅考虑基于EXE可执行程序运行的GUI程序，它们可以在本地运行，无需依赖于网络或浏览器，更加安全、稳定、专业。
综上所述，我们需要几个基于电脑端本地运行的GUI程序，从而提高我们的实验质量和效率，并根据实验中的需求可以进一步添加额外的功能。这些程序可以使对设备的操作更加人性化、高效化、舒适化和专业化。它们也为我们打开了一个新的视野和可能性，让我们能够利用电脑强大的功能和灵活性，进行更多样化和深入化的实验研究。
1.1.2通过GUI控制测量设备并采集数据
现在我们的电脑与测量设备已经建立了通讯，同时拥有了GUI界面，我们需要操控GUI界面对测量设备下达一些指令。
1.验证链接状态：这个模块可以让我们检查电脑端与测量设
备之间的通讯是否正常，是否有数据丢失或延迟等问题。
A)通道设置：这个模块可以让我们对测量设备的各个通道进
行设置，以实现不同的测量目的和效果。
1）来源选择：这个功能可以让我们选择不同的数据来源，来对应B1530A上的两个数据来源通道。
2）是否开启测量模式：这个功能可以让我们选择是否将该通道作为测量通道。
3）通道选择：这个功能可以让我们选择数据来源的通道。
4）操作模式：这个功能可以让我们选择该通道所采用的操作模式。
5）电压范围：这个功能可以让我们设置该通道发送的电压范围。
6）初始测量范围：这个功能可以让我们设置该通道接收电压范围。
B)偏转设置：这个功能可以让我们设置该通道的偏转参数，
以实现对测量信号的放大或缩小。
1）模块类型：这个参数可以让我们设置来源的偏转电压。
2）通道ID：这个参数可以选择通道的ID值。
3）电压偏转：这个参数可以设置电压的偏转值。
4）顺应范围：这个参数可以设置电流的顺应范围。
2.测量设置：这个模块可以让我们对测量设备的整体测量参
数进行设置，以实现不同的测量目的和效果。
C)定时功能：这个功能可以让我们设置测量设备的定时参数，
以实现定时采样和测量。
1）采样率：这个参数可以让我们设置测量设备每秒钟采样的次数。
2）测量时间：这个参数可以让我们设置测量设备每次测量的时间长度。
3）测量延迟：这个参数可以让我们设置测量设备在开始测量前的延迟时间。
4）持续时间：这个参数可以让我们设置测量设备持续测量的时间长度。
5）采样点：这个参数可以让我们设置测量设备每次测量所采样的点数。
6）平均时间：这个参数可以让我们设置测量设备对每次测量所采样的点数进行平均处理的时间长度。
D)偏转功能：这个功能可以让我们设置测量设备对测量电压进行偏转。
1.来源偏转电压：这个参数可以让我们设置来源的偏转电压。
2.保存设置文件：这个功能可以让我们把测量设备的各项设置参数，保存到一个文件中，并存储到我们指定的位置。当我们点击保存按钮时，会弹出一个对话框，让我们输入一个文件名，并选择一个保存位置。我们可以根据自己的喜好和习惯，来命名和归类文件。
3.加载设置文件：这个功能可以让我们从一个已保存的文件中，加载测量设备的各项设置参数，并应用到当前的测量设备上。当我们点击加载按钮时，会弹出一个对话框，让我们选择一个已保存的文件，并确认。我们可以根据自己的需求和场景，来选择合适的文件。
4.自动保存采集文件：为了方便我们记录和分析测量后的数据，我们可以开启自动保存采集文件功能。这个功能可以让测量设备在每次测量结束后，自动把数据写入到一个文件中。