一種基于LabView的環(huán)境監(jiān)測與預警系統(tǒng)設計

1、    一種基于labview的環(huán)境監(jiān)測與預警系統(tǒng)設計    李澤安 曲立國黃少肅摘要：本項目是以labview為開發(fā)平臺的環(huán)境監(jiān)控與預警系統(tǒng)，實現(xiàn)了對溫度，煙霧和電壓電流等信號的實時采集、記錄、存儲和回放等功能程序的模塊化設計，從而達到環(huán)境監(jiān)控的目的。關鍵詞labview環(huán)境監(jiān)測預警數(shù)據(jù)采集國外很早就形成了比較健全的環(huán)境監(jiān)控技術而國內開展環(huán)境監(jiān)控工作相對較晚，并且由于監(jiān)控環(huán)境因子的多樣性和復雜性，傳統(tǒng)的固定專一的檢測儀器不能滿足現(xiàn)今高檢測速度、高精度等的要求，因此，我們設計了一種基于labview的環(huán)境監(jiān)測與預警系統(tǒng)，在對環(huán)境進行實時監(jiān)控的同時能對異常

2、情況做出反應，從而達到預警目的。1系統(tǒng)方案的設計方案一：采用硬件和軟件兩部分共同完成，pci-6251數(shù)據(jù)采集卡進行采集并且轉換為數(shù)字信號，通過labview軟件部分實現(xiàn)溫度、煙霧等的實時采集與處理，從而達到室內環(huán)境監(jiān)控的目的。該方法使測量數(shù)據(jù)更加真實，結果更加準確。方案二：通過在labview內部安裝ni公司提供的虛擬daq，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的模擬采集，該方法更加便捷。由于方案二采集的數(shù)據(jù)不具有真實性，綜合考慮采用方案一”。2系統(tǒng)硬件設計2.1數(shù)據(jù)采集方案一：pci-6221ni-pci6221是一款低價位多功能m系列數(shù)據(jù)采集板卡，具有單端16路1差分8路模擬輸入，分辨率高達16bit，采樣速率

3、為250ks/s，輸入最小電壓范圍為+200mv，最大電壓范圍為+10v，板上自帶4095字節(jié)內存。方案二：pci-6251pci-6251是一種高精度數(shù)據(jù)采集卡。具有16個模擬信號輸入道，采樣頻率1.25ms/s，最小輸入電壓范圍+0.1v最高為+10v;2個模擬信號輸出通道，16位分辨率;24個數(shù)字io通道，（8路高速可達10mhz）;過載保護電壓+25v，過載電流。綜合考慮采用方案二。3軟件設計該部分主要包含開始與登陸界面，主界面（包含數(shù)據(jù)采集與歷史數(shù)據(jù)查詢）等界面，系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。3.1開始與登陸界面該部分通過編程設定若干用戶名與密碼同時有效，只有正確輸入用戶名才能進入系統(tǒng)，提

4、高了用戶數(shù)據(jù)的安全性。3.2主界面設計當?shù)顷懴到y(tǒng)后進入主界面，該部分可供用戶實現(xiàn)實時采集，歷史數(shù)據(jù)查詢以及退出三個功能的選擇。3.2.1實時采集模塊設計該部分是系統(tǒng)的核心模塊，該部分包含daq設置區(qū)（用于設置數(shù)據(jù)的，上下限以及物理通道的選擇），不同環(huán)境因子的監(jiān)測選擇，預警指示，數(shù)據(jù)監(jiān)測的實時波形圖（用不同顏色的曲線代表不同環(huán)境因子的變化趨勢），采樣速率，以及是否選擇保存當前監(jiān)測的數(shù)據(jù)等功能，具體界面設計如圖2。3.2.2歷史數(shù)據(jù)查詢模塊設計該部分主要實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)及圖形曲線的查詢，同時能返回主界面，方便用戶使用，具體界面設計如圖3。4軟硬件測試4.1實驗步驟（1）將系統(tǒng)硬件接上電源，指示燈正常工

5、作后通過usb與計算機連接。（2）打開labview進入軟件監(jiān)控界面。（3）點擊數(shù)據(jù)采集，設定好數(shù)據(jù)上下限值，并選擇采集通道進行采集數(shù)據(jù)。（4）軟硬件聯(lián)和進行，實驗結果由軟件實時顯示。4.2實驗結果實驗結果分為數(shù)據(jù)采集與實時數(shù)據(jù)曲線兩部分，分別如圖4和圖5所示。5結論通過限定采集數(shù)據(jù)的上下限以及各環(huán)境因子安全區(qū)間，并以不同的顏色曲線以圖形的形式顯示數(shù)據(jù)的變化趨勢，當某一環(huán)境因子的采集數(shù)據(jù)超出安全范圍時，相應的預警指示燈以紅色顯示，提醒用戶。經測試，各項指數(shù)符合要求。.本設計完成后，能通過做出實際產品，能通過對溫度，煙霧和電壓電流的采集，經過labview進行數(shù)據(jù)融合處理達到對多種環(huán)境因子的同時監(jiān)測。在運用到宿舍環(huán)境監(jiān)控中去后能將通過labview處理后的數(shù)據(jù)與設定的閾值相比較，判斷是否需要告警，從而達到對火災的預警，減少損失的目的。參考文獻1李琳芳，賈蕓芳，李國厚。基于labview的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)設計j.河南科技學院學報，2015，43（02）.2鄭立君，劉桂禮.基于labview和多傳感器融合技術的數(shù)據(jù)中心溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)a，傳感器世界，2015，01（006）.3吳建，裴峰，王珺楠，李曉紅，基于labview的多通道數(shù)據(jù)