labview溫監(jiān)控系統(tǒng)

1、虛擬儀器期末設(shè)計(jì)報(bào)告 課題名稱： 溫度監(jiān)控系統(tǒng) 起訖日期：2012年6月19日- 2012年6月20日 學(xué)生學(xué)號(hào)： XXXXXX 學(xué)生姓名：_ _XXXX_ _ 報(bào)告成績： 中國計(jì)量學(xué)院信息工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)2012年 6 月 20 日 目 錄1、 labVIEW介紹3二、labview溫度監(jiān)控設(shè)計(jì)的介紹3三、labview溫度監(jiān)控程序框圖的設(shè)計(jì)3四、labview溫度監(jiān)控前面板的設(shè)計(jì)6五、DAQ信號(hào)采集的概述和配置7六、labview溫度監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗(yàn)和調(diào)試8七、個(gè)人心得和體會(huì)9八、參考資料10labVIEW介紹LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument

2、 EngineeringWorkbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境)是一個(gè)基于G（Graphic）語言的圖形編程開發(fā)環(huán)境，在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界中廣泛用作開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、儀器控制軟件和分析軟件的標(biāo)準(zhǔn)語言，對(duì)于科學(xué)研究和工程應(yīng)用來說是很理想的語言。它含有種類豐富的函數(shù)庫，科學(xué)家和工程師們利用它可以方便靈活地搭建功能強(qiáng)大的測試系統(tǒng)。LabVIEW編程語言最主要的兩個(gè)特點(diǎn)是圖形化編程和數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)。labview溫度監(jiān)控設(shè)計(jì)的介紹 這個(gè)系統(tǒng)是在硬件溫度傳感器熱敏電阻的基礎(chǔ)上完成對(duì)溫度信號(hào)的采集以得知某段時(shí)間內(nèi)的最高溫度、最低溫度和平均溫度，還可以把測得的攝氏度轉(zhuǎn)換為華氏供一些特殊的需要，在測量之前同時(shí)還可

3、以人為的設(shè)定溫的上限值和下限值當(dāng)溫度超過用戶設(shè)定的溫度上限值或者下限值時(shí)，紅色警示燈會(huì)被點(diǎn)亮并且會(huì)有喇叭警告，但溫度在上下界限內(nèi)時(shí)亮的時(shí)綠色的燈會(huì)亮著表示溫度在用戶設(shè)定的正常范圍內(nèi)。labview溫度監(jiān)控程序框圖的設(shè)計(jì) 首先是要了解怎么用熱敏電阻上采集來的電壓值Ut來轉(zhuǎn)化為我們所需要溫度值。在電路上我們要運(yùn)用一個(gè)固定電阻和熱敏電阻進(jìn)行串聯(lián)接在5伏的電源上，然后再用伏安法求得熱敏電阻的阻值。如圖1所示： 圖1其中R0為固定電阻，Rt為熱敏電阻。通過簡單的計(jì)算可得Rt=(Ut*R0)/(5-Ut);在程序框圖的實(shí)現(xiàn)如圖2所示： 圖2 然后通過熱敏電阻的阻值和它兩端的電壓值來計(jì)算出溫度（開爾文）。取

4、熱敏電阻B=3850，室內(nèi)溫度為25攝氏度。由公式得T=1/(ln(Rt/R0)/3850+1/298.15);如圖3所示： 圖3通過熱敏電阻算出來的開爾文溫度再轉(zhuǎn)化為攝氏度通過將開爾文減去273.15得到想要測得的現(xiàn)在所處環(huán)境的溫度。 再者是對(duì)攝氏度和華氏之間的轉(zhuǎn)換，因?yàn)閿z氏度是已經(jīng)通過熱敏電阻、電壓、溫度之間的轉(zhuǎn)換公式可以計(jì)算出來，所以只要把前面計(jì)算出來的攝氏度用同樣的方法轉(zhuǎn)化為華氏。轉(zhuǎn)換等式為F=1.8T+32華氏和攝氏度之間的轉(zhuǎn)換也通過程序面板實(shí)現(xiàn)，如圖4所示： 圖4在程序框圖中用到了選擇控件和轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)和選擇控件可以在前面板實(shí)現(xiàn)攝氏度和華氏之間的轉(zhuǎn)換。 然后是溫度波形的現(xiàn)

5、實(shí)預(yù)警，波形顯示是把設(shè)定的上限和下限還有正在采集的當(dāng)前溫度都在圖標(biāo)波形顯示屏上顯示，通過把這三個(gè)數(shù)值進(jìn)行捆綁后在輸送給波形顯示器顯示，這樣就可以同時(shí)顯示；顯示燈這是用判定范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換控件實(shí)現(xiàn)。整體的程序框圖如圖5所示： 圖5在紅色警示燈亮的同時(shí)還會(huì)發(fā)出警報(bào)，可以提醒用戶。 最后是對(duì)某段時(shí)間內(nèi)測量溫度的最高溫度、最低溫度和平均溫度的輸出顯示。用到了數(shù)組的最大最小值控件，主要是把在測得的變化的溫度取出最高和最低溫度。還用均值控件來計(jì)算平均溫度，程序框圖如圖6所示： 圖6得到的整體程序框圖如圖7所示： 圖7labview溫度監(jiān)控前面板的設(shè)計(jì) 前面板的整體布局如圖8所示： 圖8 前面板分為用戶控制控

6、件和顯示控件兩部分；控制控件主要是設(shè)定固定電阻的阻值；對(duì)上限溫度值的設(shè)定和對(duì)下限溫度的設(shè)定；還有采集信號(hào)的周期設(shè)定以及一個(gè)停止運(yùn)行的stop按鈕。顯示控件比較多分別是對(duì)采集來的熱敏電阻兩端的電壓值的顯示，通過公式求得的熱敏電阻的阻值的顯示；計(jì)算后得到的當(dāng)前的溫度顯示；溫度正常和當(dāng)超過設(shè)定界限后的警示燈；對(duì)當(dāng)前溫度、上限溫度值和下限溫度值進(jìn)行波形的顯示；某段時(shí)間內(nèi)的最高溫度、最低溫度和平均溫度的顯示；最后是時(shí)間的顯示。DAQ信號(hào)采集的概述和配置 用Labview軟件做好的系統(tǒng)想要獲取外界的信號(hào)和信息就要通過DAQ模塊，連接上面包板來獲取想要的信息。 在LabVIEW中，數(shù)據(jù)采集VI主要位于NI

7、Measurments子模板，其到達(dá)途徑為All functionNI Measurments。在這個(gè)子模板中，又包括Data Acquisition和DAQMX-Data Acquisition兩個(gè)子模板提供不同的數(shù)據(jù)采集VI。其中，Data Acquisition子模板中是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集VI，面向單個(gè)的數(shù)據(jù)采集卡直接采進(jìn)信號(hào)的電壓值，其操作對(duì)象是單個(gè)的數(shù)據(jù)采集卡；而DAQMX-Data Acquisition子模板中的是數(shù)據(jù)采集DAQMX類型的數(shù)據(jù)采集VI，可以面向多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，其操作對(duì)象是信號(hào)輸入或輸出通道，并且采進(jìn)來的電壓值可以根據(jù)預(yù)先給定的規(guī)則變換成實(shí)際的物理量值。LabVIEW中

8、的數(shù)據(jù)采集實(shí)際上包含了模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入/輸出和計(jì)數(shù)器四種信號(hào)輸入輸出方式。在設(shè)計(jì)溫度監(jiān)控系統(tǒng)是DAQ的設(shè)定如下圖9.1和9.2所示： 圖9.1 圖9.2labview溫度監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗(yàn)和調(diào)試 通過數(shù)據(jù)線把電腦連接到面包板，設(shè)定好DAQ配置并在面包板上接好連線，開始通過面包板上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕或者用IN-ELVISmx中的vps改變電壓值給溫度監(jiān)控系統(tǒng)，觀察該系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，并進(jìn)行必要的修改和調(diào)試。如圖10和圖11所示： 圖10 圖11圖9所示為溫度在正常范圍內(nèi)的情況；圖10為溫度超過設(shè)定的上限和下限值時(shí)的情況。當(dāng)按stop停止運(yùn)行時(shí)就可以得到在采集溫度的最高、最低和平均值。個(gè)人心得

9、和體會(huì)通過這次的對(duì)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是自己明白了在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)之前一定要首先要明確自己想要設(shè)計(jì)一個(gè)具有什么樣功能的系統(tǒng)；然后就是查閱相關(guān)資料資料了解相關(guān)的信息比如計(jì)算公式、一些控件的用法和咱們?nèi)フ{(diào)試最后做好的系統(tǒng)；再者就是程序框圖的連接，雖然找到了需要的控件和這個(gè)控件的用法，但有些控件在使用的時(shí)候還要對(duì)其進(jìn)行必要的設(shè)置，不然會(huì)得不到自己想要的結(jié)果，甚至還會(huì)出現(xiàn)對(duì)其連接線時(shí)出錯(cuò)這些一些列問題?？偟膩碚f，通過這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，自己在對(duì)labview這個(gè)軟件的應(yīng)用上得到了進(jìn)一步的熟悉，也被它強(qiáng)大的功能所折服，還有一點(diǎn)是自己認(rèn)為對(duì)自己以后學(xué)習(xí)有著很大幫助的認(rèn)識(shí)，就是懂得了要學(xué)習(xí)到真正地知識(shí)，不是僅僅在書本上看懂了就了事了，更多的是需要我們自己去運(yùn)用書本上的知識(shí)去實(shí)踐它，那樣就會(huì)明白有時(shí)候光靠理解是不夠，通過動(dòng)手去實(shí)踐學(xué)到的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出書本上那塊的知識(shí)的。參考資料 1Jeffey Travis ,Jim Kring,喬瑞平（譯），labview大學(xué)生實(shí)用教程 第三版 M.電子工業(yè)出本社，201109