【正文】 電路接口、LCD顯示模塊的驅(qū)動(dòng)電路接口、兩路AD以及兩路溫濕度、兩路溫度、串口發(fā)送模塊。HDL有以下特點(diǎn)：(1)支持從系統(tǒng)級(jí)到門級(jí)電路的描述，同時(shí)也支持多層次的混合描述；描述形式可以是結(jié)構(gòu)描述，也可以是行為描述，或者二者兼而有之；(2)既支持同步電路，也支持異步電路；支持傳輸延遲，也支持慣性延遲，可以更準(zhǔn)確地建立復(fù)雜的電路硬件模型；(3)支持過程與函數(shù)的概念，有助于設(shè)計(jì)者組織描述，對(duì)行為功能進(jìn)一步分類。HDL不僅簡(jiǎn)單、規(guī)范，而且容易學(xué)習(xí)和掌握。HDL)是在應(yīng)用最為廣泛的C語(yǔ)言基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種硬件描述語(yǔ)言。本論文的主要內(nèi)容包括：熟悉并應(yīng)用硬件描述語(yǔ)言Verilog進(jìn)行設(shè)計(jì)；監(jiān)測(cè)病房的溫度、相對(duì)濕度和光照等；串口通信模塊的設(shè)計(jì)、上位機(jī)的設(shè)計(jì)。早期對(duì)于病房環(huán)境的檢測(cè)的方法比較簡(jiǎn)單，而且不便于統(tǒng)計(jì)、分析。%，總體滿意評(píng)價(jià)對(duì)病人病情轉(zhuǎn)歸的影響無顯著性差異。s hardware design process and the software design flow in detail, finally has given system39。關(guān)鍵字：FPGA；病房環(huán)境；溫度、濕度、光照監(jiān)測(cè)；LabVIEWThe hospital ward environmental monitoring system Based on FPGAAbstractThe hospital ward environment fort level is one of modern hospital whole grade of service important evaluating indicators, but hospital ward environment parameter effective survey, is appraises the hospital ward environment the prerequisite. The early time is quite simple regarding the hospital ward environmental monitoring39。本地檢測(cè)終端采用Actel公司的Fusion系列FPGA作為控制核心，外圍選用先進(jìn)的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度、光照等室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。早期對(duì)于病房環(huán)境監(jiān)測(cè)的方式比較簡(jiǎn)單，檢測(cè)的方法主要是對(duì)室內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)的單一測(cè)量，數(shù)據(jù)記錄也僅限于手工抄寫，這種方式不便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等）。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）題 目：基于FPGA的病房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)65畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。本文提出了一種基于FPGA病房環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)病房環(huán)境多種參數(shù)的有效監(jiān)測(cè)。本地系統(tǒng)功能還包括數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)通信、超限報(bào)警以及病人呼叫服務(wù)等。s way, the examination method is mainly to environment parameter and so on indoor temperature, humidity sole surveys, the data record also is only restricted in the manual transcription, this way is not advantageous for the data the statistics and the analysis. This article proposed one kind based on the FPGA hospital ward environment examination system, realizes to the hospital ward environment many kinds of parameter effective monitors. The system may enhance the hospital ward environmental monitoring effectively the efficiency, to enhance the modern hospital the grade of service and the level provides one kind effectively to realize the way. this system design divides into local examines the terminal and the longdistance superior machine information management two major parts. This locality examines the terminal to use Actel Corporation39。s debugging result, and to some question solution which and the experience often meets in the design realized that has carried on the summary.Key words: FPGA；hospital ward environment ；Humiture、Light monitor ；LabVIEW目錄摘要 IAbstract II第一章 引言 1 1 1 Verilog語(yǔ)言的特點(diǎn) 1 EDA工具的選擇及實(shí)現(xiàn)手段 2 LabVIEW的特點(diǎn) 2 3第二章 測(cè)量原理 4 光照度的測(cè)量方法 4 4 5 5 6第三章 FPGA的設(shè)計(jì)流程 7 設(shè)計(jì)輸入 7 設(shè)計(jì)綜合 8 仿真驗(yàn)證 9 布局布線 9 下載驗(yàn)證 10 本章小結(jié) 10第四章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 設(shè)計(jì)思想 11 設(shè)計(jì)過程 12 FPGA開發(fā)板簡(jiǎn)介 12 傳感器的選型 13 傳感器的電路設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)時(shí)鐘芯片 20 請(qǐng)求信息 24 信息存儲(chǔ) 26 液晶顯示 26 通信傳輸 28 30第五章 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 31 系統(tǒng)的總體程序設(shè)計(jì) 31 溫度傳感器DS18B20的程序設(shè)計(jì) 31 濕度傳感器DHT11的程序設(shè)計(jì) 32 AD模塊的程序設(shè)計(jì) 33 時(shí)鐘芯片DS1302的程序設(shè)計(jì) 34 LCD顯示程序設(shè)計(jì) 35 請(qǐng)求信息的程序設(shè)計(jì) 35 串口發(fā)送程序設(shè)計(jì) 36 本章小結(jié) 37第六章 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 38 虛擬儀器概述 38 數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介 38 數(shù)據(jù)庫(kù)的連接 39 利用DSN連接數(shù)據(jù)庫(kù) 40 利用UDL連接數(shù)據(jù)庫(kù) 41 系統(tǒng)程序的實(shí)現(xiàn) 42 串口采集程序 42 系統(tǒng)登錄 44 帳戶管理 44 數(shù)據(jù)查詢 44 報(bào)表輸出 45 UDP發(fā)送 46 程序的運(yùn)行 47 用戶登錄 47 帳戶管理 48 采集系統(tǒng) 48 查詢系統(tǒng) 49 報(bào)表輸出 50 UDP輸出 51 幫助文件 52 本章小結(jié) 53參考文獻(xiàn) 54附錄 55致謝 64第一章 引言 隨著醫(yī)療服務(wù)的發(fā)展，“以病人為中心”的醫(yī)療服務(wù)模式已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)院改革與發(fā)展的主題。結(jié)論是建議從住院病人的需求角度出發(fā)，包括物質(zhì)環(huán)境的需求及患者的心理需求，探討影響住院病人對(duì)醫(yī)院、病房適度感評(píng)價(jià)的因素,以及提高住院病人對(duì)醫(yī)療服務(wù)的滿意程度。檢測(cè)的方法主要是單個(gè)的溫度、濕度、光照等檢測(cè)設(shè)備，再由人手動(dòng)抄寫。下位機(jī)設(shè)計(jì)使用EDA工具，上位機(jī)的設(shè)計(jì)使用LabVIEW。Verilog HDL簡(jiǎn)單而優(yōu)美，描述硬件單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易讀。它非常類似于C語(yǔ)言編程。 EDA工具的選擇及實(shí)現(xiàn)手段在設(shè)計(jì)中，AD模塊采用了Actel公司的analog模塊IP(Intellectual Property)。設(shè)計(jì)中用到的EDA工具包括Actel的libreo IDE 、Synplify公司的Synplify 。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序(子VI)的結(jié)果、單步執(zhí)行等。 本章對(duì)設(shè)計(jì)的目的和意義進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后敘述了設(shè)計(jì)中要使用的Verilog它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測(cè)量溫度的基本單位?？諝獾母蓾癯潭冉凶觥皾穸取?。相對(duì)濕度就是單位體積空氣中實(shí)際所含水蒸汽的質(zhì)量和同溫度下飽和狀態(tài)時(shí)所含水蒸汽的質(zhì)量百分比。光照度可用照度計(jì)直接測(cè)量。它的測(cè)定是采用間接的手段，通過觀察另一種物質(zhì)一即所謂測(cè)溫介質(zhì)的物理特性變化的方法來確定。例如，熱膨脹是溫度計(jì)、熱電偶、輻射溫度計(jì)、光高溫計(jì)等。工程技術(shù)中常采用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度和露點(diǎn)溫度表示法和相應(yīng)的測(cè)量技。相對(duì)濕度測(cè)量：空氣的相對(duì)濕度所表達(dá)的是其中水氣接近飽和的程度，是指力為P，溫度為T時(shí)空氣中水氣的摩爾分?jǐn)?shù)與相同條件下純水表面的飽和水氣的摩爾分?jǐn)?shù)之比表示為%RH。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。本章首先介紹了一些與測(cè)量相關(guān)的知識(shí)，然后給出了溫度、濕度、光照的測(cè)量方法。設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言HDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。軟IP用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的形式描述功能塊的行為，但是并不涉及用什么電路和電路元件實(shí)現(xiàn)這些行為。如果客戶與固IP使用同一個(gè)生產(chǎn)線的單元庫(kù)，IP的成功率會(huì)比較高。合理的使用這些IP核可以降低設(shè)計(jì)的難度、縮短設(shè)計(jì)周期。常用方式是以HDL語(yǔ)言為主，原理圖為輔，進(jìn)行混合設(shè)計(jì)以發(fā)揮二者各自特色。本論文中采用了硬件描述語(yǔ)言HDL輸入與IP核復(fù)用相結(jié)合的方式完成了設(shè)計(jì)輸入。對(duì)于綜合來說，滿足要求的方案可能有多個(gè)，綜合器將產(chǎn)生一個(gè)最優(yōu)的或接近最優(yōu)的結(jié)果。Synplify對(duì)電路的綜合包括三個(gè)步驟表示如下： pilation：把HDL的描述編譯成已知的結(jié)構(gòu)元素。 仿真驗(yàn)證從廣義上講，設(shè)計(jì)驗(yàn)證包括功能與時(shí)序仿真和電路驗(yàn)證。將FPGA設(shè)計(jì)(以HDL方式)輸入后進(jìn)行編譯即可進(jìn)行前仿真。此網(wǎng)表是由針對(duì)特定FPGA器件的基本單元組成的。所謂的布局布線也是指把綜合得到的網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為要實(shí)現(xiàn)的具體電路布線結(jié)構(gòu)。在布局布線過程中，可同時(shí)提取時(shí)序信息形成報(bào)靠。libero將綜合網(wǎng)表和Fusion FPGA內(nèi)部邏輯很好地對(duì)應(yīng)起來，使得FPGA內(nèi)部資源分配更加合理。下載硬件上使用計(jì)算機(jī)的并口，軟件選用FlshPro。第四章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想本系統(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)。光照測(cè)量使用光敏二極管，系統(tǒng)時(shí)鐘使用專門的時(shí)鐘芯片DS1302。下位機(jī)的開發(fā)平臺(tái)選用了Actel的Fusion FPGA。時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)提供完整的時(shí)間內(nèi)容。上位機(jī)可將接收的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、存入數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)警值設(shè)定、歷史數(shù)據(jù)瀏覽、網(wǎng)絡(luò)查看等功能。病房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)多路溫度、濕度、光照數(shù)據(jù)，并且還得實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳、顯示，人機(jī)交互等。 芯片資源Fusion FPGA是基于ProASIC3/E的系列芯片，所以具有Flash架構(gòu)的FPGA所有特點(diǎn)(安全性、可靠性、單芯片、上電即行、非易失性、低功耗等)?？商峁﹥?nèi)核電壓，實(shí)現(xiàn)睡眠和待機(jī)的低功耗模式。 芯片特點(diǎn)：以Flash為基礎(chǔ)的FPGA將配置信息儲(chǔ)存在片上Flash單元中，一旦完成編程后，配置數(shù)據(jù)就會(huì)成為FPGA結(jié)構(gòu)的固有部分，在系統(tǒng)上電時(shí)并無需載入外部配置數(shù)據(jù)。：以Flash為基礎(chǔ)的Fusion器件具有上電即行(LAPU)特性，一旦施加正常運(yùn)作規(guī)格內(nèi)的系統(tǒng)功率，F(xiàn)usion器件即可工作。：Fusion器件包含了Actel FlashLock174。 傳感器的選型 溫度傳感器的選型傳統(tǒng)的熱敏電阻、RTD(電阻溫度檢測(cè)器)、熱電偶等溫度傳感器測(cè)量范圍有限，一般需要補(bǔ)償電路來克服非線性誤差，且精度和穩(wěn)定度要求高、電路復(fù)雜、成本高、占用硬件資源多、調(diào)試過程復(fù)雜。2℃，F(xiàn)PGA有較多的I/O口，所以設(shè)計(jì)使用數(shù)字式的溫度傳感器，充分使用了Fusion