【正文】 號處理子模板，按照一定的功能控制算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)融合等處理，并通過圖形化的編程方式編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)記錄、系統(tǒng)報警、系統(tǒng)自檢以及歷史數(shù)據(jù)回讀等功能，從而達到監(jiān)測庫房溫濕度的目的。當產(chǎn)生處理錯誤時，相應(yīng)的故障指示燈也將點亮。 4） 多形式顯示功能： 系統(tǒng)設(shè)計采用的多形式顯示功能。1℃ ；又如：藍黑墨水標準 (QB 551—81)中貯存溫度為 2～ 37℃ 。如果總線保持低電平的時間超過 480μs以上的，總線上所有的器件將復(fù)位。讀 /寫時隙如圖所示。將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法：一是將該濕敏電容置于運放與阻容組成 的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號。 系 統(tǒng) 前 面 板數(shù) 據(jù) 處 理系 統(tǒng) 程 序 曲 線 實 時 顯 示系 統(tǒng) 報 警系 統(tǒng) 自 檢歷 史 數(shù) 據(jù) 回 讀用 戶 登 陸 界 面數(shù) 據(jù) 采 集數(shù) 據(jù) 記 錄 圖 系統(tǒng) 功能框圖 LabVIEW 簡介 LabVIEW[9]（ Laboratory Virtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。前面板包含旋鈕、按鈕、圖形和其他的控制與顯示對象。 在輸入的用戶名與密碼和配置文件中的注冊信息一致時，系統(tǒng)彈出“登陸成功，歡迎您！”對話框，完成登陸。由于采用了數(shù)據(jù)融合處理，當館藏室溫度測量系統(tǒng)中的某些傳感器失效時，系統(tǒng)可以依據(jù)其它非失效傳感器提供的信息，通過數(shù)據(jù)融合獲得各溫區(qū)的準確溫度。在環(huán)境濕度超越所設(shè)定的濕度范圍時， 在圖 顯示面板中 會產(chǎn)生報警顯示，提醒用戶采取相應(yīng)措施。學習了 NI 公司的 NI myDAQ 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的使用。 2） 通過編程 實現(xiàn)報警情況的記錄以及報表的打印等功能。 2） 第二章在宏觀角度介紹 了館藏室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理和參數(shù)設(shè)置要求。 再根據(jù)圖 CHR01 濕度 阻抗特性，得出環(huán)境濕度與濕敏電阻 阻值的相關(guān)關(guān)系，從而得到環(huán)境濕度與 電路輸出電壓的關(guān)系式。 （ 1） 溫度 數(shù)據(jù)還原 根據(jù)硬件電路部分電阻分壓原理知 溫度傳感器電阻值與輸出電壓值關(guān)系式為 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 CCURR o溫ref溫 UR ?? （ 41） 其中， ??溫 為傳感器當前電阻值， ??ref為與傳感器分壓的參考電阻值， ????為當 （ 2） 數(shù)字濾波 [13] 為確保系統(tǒng)的可靠運行，對輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)序列剔除其最大值和最小值后，采用遞推平均濾波法進行數(shù)據(jù)處理。若要使用該系統(tǒng)進行溫濕度監(jiān)測觀察，用戶必須先進行系統(tǒng)注冊，然后在登陸界面輸入正確的用戶名和密碼后 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 方可進入系統(tǒng)。 LabVIEW 與虛擬儀器有著密切的聯(lián)系，在 LabVIEW 中開發(fā)的程序都被稱為VI（虛擬儀器），其擴展名默認為 .vi。 控制信號負邏輯傳輸 系統(tǒng)控制信號采用負邏輯方式進行傳輸。3％ RH(10％～ 97％ RH，直線擬合線性度 )?？偩€上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)的低位在前。 ℃；增量值最小可為 0． 0625℃。 二、參考依據(jù) ： 1）現(xiàn)行測定紙張物理強度的標準溫度為 20177。按下系統(tǒng)操作主面板的數(shù)據(jù)記錄按鈕，可以啟動數(shù)據(jù)記錄子程序。 4）系統(tǒng)自檢： 系統(tǒng)自檢部分包括系統(tǒng)硬件自檢和系統(tǒng)軟件自檢。 6 溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 第二章 館藏室 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的 總體 設(shè)計 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測溫濕度的方法 因其低效率低精度已不能再滿足人們的需求，而 簡單 基于單片機的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)又存在著軟硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可擴展性不強等弊端。 LabVIEW 具有信號采集、測量分析與數(shù)據(jù)顯示功能，集開發(fā)、調(diào)試、運行于一體，而且 LabVIEW 虛擬儀器可以非常容易地無縫集成各種數(shù)據(jù)采集硬件和以太網(wǎng)系統(tǒng)，鏈接各種主流的現(xiàn) 場總線 通信機 和 大多數(shù)通用數(shù)據(jù)庫。虛擬儀器通過低層設(shè)備驅(qū)動軟件與真實的儀器系統(tǒng)進行直接通信，并通過虛擬儀器面板的形式在計算機屏幕上顯示與真實儀器操作元素相對應(yīng)的各種控件虛擬儀器面板。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的測試理論、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。 隨著計算機和現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)也得到了迅速發(fā) 展．并在諸多的工程實踐領(lǐng)域得到了很好地應(yīng)用。 系統(tǒng) 硬件電路 的設(shè)計 采用 數(shù)字 溫度傳感器 DS18B20 和 濕度傳感器HS1101 進行環(huán)境 溫濕度 數(shù)據(jù)的采集 ；數(shù)據(jù)傳輸采用串行方式 ，使用 AT89S51 單片機 完成環(huán)境數(shù)據(jù)向 PC 上位機的傳送， 然后 ， 在 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境下， 用 LabVIEW這一圖形化設(shè)計語 言來完成數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)融合等數(shù)據(jù) 優(yōu)化 處理，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回讀及 越 限報警等功能。虛擬儀器主要是指這種方式。 國內(nèi)虛擬儀器研究的起步較晚，最早的研究也是從引進消化 NI的產(chǎn)品開始。虛擬儀器則打破了傳統(tǒng)儀器中其功能由廠家定義且用戶無法改變的模式，使得用戶可以根據(jù)自己的需求，設(shè)計自己的儀器系統(tǒng)，并可通過修改軟件來改變或增減儀器的功能，真正體現(xiàn)了 “軟件就是儀器 ”這一新概念。 論文整體結(jié)構(gòu) 首章主要介紹了論文的背景 以及論文中所涉及到的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，梳理論文脈絡(luò)。 2） 計算機 I/O接口： 計算機 I/O接口為計算機與外部電路的連接提供硬件支持?！? 25℃ ～ 10℃ 準確度 177。 除了以上各大功能， 系統(tǒng) 還具有 控制可靠；界面更加人性化，便于使用；所有10 溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 操作均通過鍵盤和鼠標實現(xiàn) ；溫濕度測控曲線實時顯示； 高精確度、高穩(wěn)定性；節(jié)約成本，提高效率等特點。 為了達到以上溫濕度參數(shù)的控制要求，需選擇相應(yīng) 的硬件。 ROM 命令： ROM 命令通過器件的 64bit ROM 碼使主機指定某一特定器件 (如有多個器件掛在總線上 )與之進行通信。溫度數(shù)據(jù)是以帶符號位的 16bit 補碼存儲在溫度寄存器中。 數(shù)據(jù)采集 電路的設(shè)計 系統(tǒng)使用 DSl8820 進行溫度測量，而所有 1Wire 總線的基本要求為：微處理器的通信端口必須是雙向的，其輸出為漏極開路，且線上具有弱上拉；微處理器必須能產(chǎn)生標準速度 1Wire 通信所需的精確 l u s 延時；通信過程不能被中斷。 圖形化的程序語言，又稱為 “ G” 語言。圖標和連接器窗格允許將此儀器作為最高級的程序，也可以作為 其他程序或子程序的子程序（子儀器）。 22 溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 圖 館藏室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)自檢面板 自檢過程 中，由系統(tǒng)提供一個數(shù)值常量，在經(jīng)過程序運算后，通過將所得值與理論值的對比實現(xiàn)軟件自檢功能。如果一個傳感器只與少數(shù)傳感器相融性好，則這個傳感器的數(shù)據(jù)為失效數(shù)據(jù)， 若這個傳感器的讀數(shù)長期失效，則輸出傳感器故障報警信號。 歷史數(shù)據(jù)回讀 為了使用戶能更直觀的了解館藏室溫濕度的變化波動情況， 系統(tǒng)設(shè)計使用波形顯示的方式對存入 Excel 表格中的歷史數(shù)據(jù)進行回讀 。在數(shù)據(jù)處理階段，使用了數(shù)據(jù)濾波及多傳感器數(shù)據(jù)融合的方法 ，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的精確度 。開發(fā)的虛擬儀器面板使得館藏室溫濕度的顯示及相關(guān)的報警更加直觀實用。 圖 歷史數(shù)據(jù) 回讀窗口 第五章 總結(jié)與展望 第五章 總結(jié)與展望 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測館藏室溫濕度的方法浪費了大量的人才資源，而且精確度 較低， 難以適應(yīng) 館藏室溫濕度監(jiān)測的要求。 溫度數(shù)據(jù)的顯示 與報警 為了讓用戶更直觀的觀測溫度值以及它的變化，本設(shè)計采用了數(shù)值顯示、波形圖表顯示和溫度計顯示三種顯示方式。 下面分別進行介紹。工具模板提供用于圖形操作的各種工具，諸如移動，選取，設(shè)置卷標、斷點，文字輸入等。它盡可能利用了技術(shù)人員 、科學家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標和概念，因此， LabVIEW 是一個面向最終用戶的工具。即采用串行通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)采用 3 個 DSl8820 進行測溫。 功能命令：主機通過功能命令對 DSl8820 進行讀／寫 Scratchpad 存儲器，或者啟動溫度轉(zhuǎn)換。 溫度監(jiān)測 電路的設(shè)計 考慮到館藏室空間較大，為了保證測得數(shù)據(jù)的準確性，系統(tǒng)采用多點測量的方法對館藏室溫度進行監(jiān)測。 一 、溫濕度參數(shù)制定原則 ： 1）有利 于 檔案制成材料的保存。5%RH 3） 使用環(huán)境溫度濕度范圍： 25℃ ～ 60℃ ； 0%RH～ 100%RH 4）顯示方式： 溫度：四位 數(shù)值 顯示 、波形顯示 濕度：四位 數(shù)值 顯示 、波形顯示 5）報警方式： 指示燈報警 館藏室 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)功能特點 館藏室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動記錄、自動保存、自動報警、對監(jiān)測的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了自動上傳、多形式查詢、數(shù)據(jù)回放等功能。 3） 系統(tǒng)控制： 8 溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 系統(tǒng)控制部分主要實現(xiàn)在 LabVIEW軟件 平臺上 ，進行數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的處理，以及數(shù)據(jù)的記錄、越限報警和歷史數(shù)據(jù)回讀等功能。 全 文主要章節(jié)的主要內(nèi)容如下： 第二章 從總 體上介紹溫濕度測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，以及整個系統(tǒng)的工作原理，使讀者對本設(shè)計 先 有一個宏觀上的認識。 2） 提供傳統(tǒng)的 數(shù)據(jù)調(diào)試手段，例如，設(shè)置斷點、單步運行；提供獨具特色的執(zhí)行工具，使程序動畫式進行，便于設(shè)計者觀察到程序運行的細節(jié) 使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷。我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，加快了企業(yè)的技術(shù)升級步伐，先進儀器設(shè)備的需求更加強勁； 虛擬儀器賴以生存的個人計算機最近幾年以極高的速 度在中國發(fā)展，這些都為虛擬 第一章 緒 論 儀器在我國的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。 虛擬儀器技術(shù) 測量儀器發(fā)展至今，大體經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程，即模擬儀器、分立元件式儀器、數(shù)字化儀器和智能儀器。測試表明，設(shè)計 開發(fā)的館藏室 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，可 實現(xiàn)精確地溫濕度監(jiān)測與報警， 且 智能化的系統(tǒng)設(shè)計達到了節(jié)省人力和提高效率的目的。 科學研究表明，館藏室 的溫度和濕度直接影響著珍貴的書籍、文物和文獻資料的保存時間，