【文章內(nèi)容簡介】 每通道的費用。labview的分析庫功能強大、應(yīng)用范圍廣，可以和那些專用的分析軟件包相媲美。這分析庫包括了統(tǒng)計、介紹、回歸、線性代數(shù)、信號生成算法、時域和頻域算法和數(shù)字過濾器等。綜上所述，labview是一個高效的圖形化程序設(shè)計環(huán)境，它結(jié)合了簡單易用的圖形式開發(fā)環(huán)境與靈活強大的G編程語言。提供了一個直覺式的環(huán)境，與測量緊密結(jié)合，能讓工程師與科學家們迅速開發(fā)出有關(guān)數(shù)據(jù)采集、分析及顯示的解決方案?，F(xiàn)今數(shù)以萬計的工程師、科學家以及技術(shù)人員在使用labview來構(gòu)建測量與自動化系統(tǒng)。第4章 基于LabVIEW的溫濕度檢測器上位機設(shè)計數(shù)據(jù)采集技術(shù)是微型計算機應(yīng)用技術(shù)的重要分支。外部實現(xiàn)對象通過接口和計算機交換信息，在實現(xiàn)對象中，信息變現(xiàn)為不同的形式并有明確的物理意義，輸入到計算機內(nèi)部后部變成二進制數(shù)，統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機的加工處理再作用到現(xiàn)實對象，又變成具體的物理信號。上述整個過程都可以看成是數(shù)據(jù)采集技術(shù)涵蓋的內(nèi)容。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括模擬信號的輸入輸出通道和數(shù)字信號的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱為數(shù)據(jù)的收集；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱為數(shù)據(jù)的分配。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見的分類方法有以下幾種：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能分類：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分配：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境分類：隔離型和非隔離型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制功能分類：智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，非智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；根據(jù)模擬信號的性質(zhì)分類：電壓信號和電流信號，高電平信號和地電平信號，單端輸入（SE）和差動輸入（DE），單極性和雙極性。根據(jù)信號通道的結(jié)構(gòu)方式分類：單通道方式，多通道方式。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說，就是采集傳感器輸出的模擬新海并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機，根據(jù)不同的需要由計算機進行相應(yīng)的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時，將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示和打印，以便對某些物理量的監(jiān)視。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)可以知道，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾個方面的功能：數(shù)據(jù)采集、模擬信號處理、數(shù)字信號處理、開關(guān)信號處理、二次數(shù)據(jù)計算、屏幕顯示、數(shù)據(jù)儲存、打印輸出、人機聯(lián)系。 對于不同的采集對象系統(tǒng)設(shè)計的具體要求是不相同的。但是，由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成的，因此，系統(tǒng)設(shè)計的一些基本原則是大體相同的。a）經(jīng)濟合理系統(tǒng)硬件設(shè)計中，一定要注意在滿足件能指標的前提下，盡可能地降低價格，以便得到高的性價比，這是硬件設(shè)計中優(yōu)先考慮的一個重要因素，也是一個產(chǎn)品爭取市場的主要因素之一。b）安全可靠選取設(shè)備要考慮環(huán)境的溫度、濕度、壓力、震動、粉塵等要求，以保證在規(guī)定的工作環(huán)境下系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠。要有超量程和過載保護，保證輸入、輸出通道正常工作。要注意對交流市電遺跡電火花等的隔離。要保證連接件的接觸可靠。c）足夠的抗干擾能力有完善的抗干擾措施，是保證系統(tǒng)精度、工作正常和不產(chǎn)生錯誤的必要條件。 軟件設(shè)計的基本原則a）結(jié)構(gòu)合理程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計。這不僅有利于程序的進一步擴充，而且也有利于程序的修改和維護。在程序編序時，要盡量使得程序的層次分明，易于閱讀和理解，同時還可以簡化程序，減少程序?qū)τ趦?nèi)存的使用量。當程序中有經(jīng)常需要加以修改或變化的參數(shù)時，應(yīng)該設(shè)計成獨立的參數(shù)傳遞給群序，避免程序的頻繁修改。b）操作性能好操作件能好是指使用方面。這點對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來說是很重要的。在開發(fā)程序時，應(yīng)該考慮如何降低對操作人員專業(yè)知識的要求。c）提高程序的執(zhí)行速度。 d）給出必要的程序說明。 上位機監(jiān)控界面前面板的設(shè)計 中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應(yīng)的測控軟件。因此，為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學化并提高農(nóng)業(yè)研究的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)高效益的重要環(huán)節(jié)。 在選到這個論文題目的時候，我就確定了我的研究方向，我決定設(shè)計溫室大棚的溫濕度檢測上位機設(shè)計。然后就開始調(diào)研，我調(diào)研了我們當?shù)氐脑S多溫室大棚,了解到溫室大棚根據(jù)生長作物的不同，有不同的溫濕度要求。總的來講，一般的農(nóng)作物在白天的溫度最高不能超過32攝氏度，夜間溫度不能低于12攝氏度。濕度也要控制在50%到70%之間，才是最適宜農(nóng)作物生長的溫濕度，超過或者低于最佳的溫濕度，則會影響農(nóng)作物的生長。 基于預(yù)期的目標，把系統(tǒng)設(shè)為五個模塊，有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、越限報警模塊、報警歷史模塊、系統(tǒng)時間模塊。數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)存儲越限報警報警歷史記錄系統(tǒng)時間圖 （1） 數(shù)據(jù)采集是指從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并進行轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)部的過程，能夠給提供者提供一個功能完整的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對于基于計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來說，所采集的數(shù)據(jù)信號一般為電信號，所能處理的信號一般為數(shù)字信號。本次設(shè)計由于只是上位機的設(shè)計，所以數(shù)據(jù)采集模塊就外接一個VISA，通過串口助手連接，直接輸入需要的數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)存儲是指將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)進行存儲，方便以后查詢。（3）越限報警是指溫濕度超過或者低于限定值的時候，系統(tǒng)自動報警。（4）報警歷史記錄是將報警的數(shù)據(jù)記錄并保存，以便查詢。（5）系統(tǒng)時間是指系統(tǒng)中有日期時間的模塊，使記錄的數(shù)據(jù)更加清晰明了。首先創(chuàng)建一個前面板，然后根據(jù)實際系統(tǒng)時間波形圖表數(shù)據(jù)記錄接受串口數(shù)據(jù)報警燈溫濕度上下限。溫度計圖 ，前面板主要由溫濕度設(shè)定模塊、溫濕度顯示部分、溫濕度預(yù)警模塊、溫濕度報警歷史模塊、系統(tǒng)時間和實時溫度曲線顯示以及一些參數(shù)輸入控件組成。每個控件各司其職，實現(xiàn)本次實驗所需的所有功能，完成對大棚空間內(nèi)部溫度和濕度的實時監(jiān)測和實時控制。完成前面板之后，在程序框圖中進行電路框圖的連接。溫度設(shè)定模塊主要由溫度上限設(shè)定、溫度下限設(shè)定兩部分組成。由于沒有下位機，所以通過下載串口助手模擬信號,: 使用串口助手，實現(xiàn)信號的模擬。信號通過串口將信號發(fā)送到VISA,首先利用“VISA寫入模塊”將溫度設(shè)定值傳給單片機，然后用“VISA 讀取模塊”接收單片機傳遞過來的溫度信息，并將其顯示在波形圖控件和溫度計上，同時存儲在文件中。因為串行通信中傳遞的是字符串類型的數(shù)據(jù)，因此需要將以數(shù)字量形式存在的溫度設(shè)定值轉(zhuǎn)化為字符串格式，才能寫入“VISA寫入模塊”，在這里采用“數(shù)字至十進制字符轉(zhuǎn)換”功能模塊就是實現(xiàn)這一功能的。同樣的，需要將從“VISA 讀取”的字符串信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后才能在波形圖控件上顯示，在這里采用“十進制字符串至數(shù)值轉(zhuǎn)換”功能模塊實現(xiàn)這一功能。實時溫濕度需要根據(jù)預(yù)設(shè)的溫濕度上下限做比較，當實時溫濕度超過預(yù)設(shè)的溫濕度上限時，控制串口發(fā)送99H消息；當實時溫濕度低于預(yù)設(shè)的溫濕度下限時，控制串口發(fā)送33H消息；當實時溫濕度在預(yù)設(shè)的溫濕度范圍內(nèi)時，控制串口發(fā)送11H消息。同時可以在實時檢測的前面板，可以觀察多個通道的運行狀態(tài)。，溫度預(yù)警模塊由兩個布爾元件組成，在正常情況下，它們都顯示為黑色；當溫度或者濕度超過所設(shè)定的溫濕度上限后，高溫預(yù)警燈會顯示綠色，同樣當溫度或者濕度低于所設(shè)定的溫濕度下限后，低溫預(yù)警燈會顯示綠色。 ，溫度顯示部分由一個溫度計和一個顯示控件構(gòu)成，用來顯示實時溫度,它可以測量14到40攝氏度的溫度，: ，實時溫濕度曲線模塊由波形圖表控件組成，它用來根據(jù)所測的溫濕度值來繪制溫濕度變化的曲線，從而對溫濕度的走勢一目了然。共由兩條曲線組成，分別是溫度曲線、濕度曲線。 實時溫度曲線模塊，溫室度報警歷史模塊由兩個Excel表格組成，分別用來顯示溫度和濕度的報警類型、時間、報警數(shù)和報警值。濕度報警 溫濕度報警歷史模塊 程序后面板的介紹LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering）是一種開放型的通用程序開發(fā)系統(tǒng)，具有強大的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和控制功能。程序開始首先利用VISA 配置串口模塊對串行口進行初始化，然后判斷開始/暫停采集按鈕是否按下，如果處于按下狀態(tài)，則執(zhí)行Case語句的True分支程序；否則執(zhí)行Case語句的False分支程序。在True分支程序里，首先利用“VISA寫入模塊”將溫度設(shè)定值傳給單片機，然后用“VISA 讀取模塊”接收單片機傳遞過來的溫度信息，并將其顯示在波形圖控件和溫度計上，同時存儲在文件中。在Fasle分支程序中，則不進行任何操作。 因為串行通信中傳遞的是字符串類型的數(shù)據(jù)，因此需要將以數(shù)字量形式存在的溫度設(shè)定值轉(zhuǎn)化為字符串格式，才能寫入“VISA寫入模塊”，在這里采用“數(shù)字至十進制字符轉(zhuǎn)換”功能模塊實現(xiàn)這一功能。同樣的，需要將從“VISA 讀取”的字符串信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后才能在波形圖控件上顯示，在這里采用“十進制字符串至數(shù)值轉(zhuǎn)換”功能模塊實現(xiàn)這一功能。基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集程序框圖，顯示界面如圖 數(shù)據(jù)采集程序框圖。數(shù)據(jù)存儲的功能是利用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的，運行系統(tǒng)。如果想要查看某段時間的溫濕度情況，單擊，便在Microsoft Excel下打開。與同類的存儲系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)可以自動生成保存文件，這樣既可以節(jié)省用戶的時間，也減少了系統(tǒng)繁瑣的操作步驟及一些不必要的麻煩。 數(shù)據(jù)自動存儲模塊實現(xiàn)報警歷史記錄的程序框圖。本塊程序主要是對報警信號的記錄，方便相關(guān)人員對報警數(shù)據(jù)分析。具體實現(xiàn)過程如下：將溫度、濕度兩路已報警的信號引出來，分別接入注冊事件，構(gòu)成兩個用戶事件。并將輸出接到事件結(jié)構(gòu)上，當有報警的信號時，事件結(jié)構(gòu)執(zhí)行，將此報警信號記錄下來。 越限報警模塊 基于虛擬儀器的溫濕度控制是由采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、報警歷史重現(xiàn)模塊組成的。也就是說，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)這些模塊所能實現(xiàn)的所有功能，必將這些功能組合在了一起。在熟悉前幾章的準備工作后，就可以著手設(shè)計該系統(tǒng)。首先利用選項卡功能使實現(xiàn)采集，然后就是核心程序，利用VISA實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將數(shù)據(jù)自動儲存到模塊，再利用實現(xiàn)報警歷史的保存。最后實現(xiàn)全部功能。第五章 程序的調(diào)試 程序的運行 當編寫完成一個虛擬儀器VI程序后，若想檢驗程序是否正確，在前面板和程序框圖工具條上找到運行按鈕，單擊該按鈕運行，使程序運行一次，程序運行后該按鈕變成形狀。如果想讓程序連續(xù)運行，單擊連續(xù)運行按鈕，程序即可連續(xù)運行。停止按鈕用于在程序運行中非正常的停止程序運行，在程序運行后該按鈕由暗變亮。暫停按鈕用于在程序運行時讓程序暫停，單擊該按鈕，程序暫停，停止當前執(zhí)行到的地方，停止單擊，程序繼續(xù)運行。 若一個VI程序不能執(zhí)行，運行按鈕會變成一個折斷的箭頭，這表示該VI存在錯誤。單擊該折斷的箭頭或使用菜單命令WindowsShow Error List，則LabVIEW彈出錯誤清單窗口，雙擊其中任何一個列出的錯誤，則出錯的對象或端口都就會變成高亮。 單擊程序框圖工具條上的高亮執(zhí)行按鈕，則它變成高亮的形式，單機運行按鈕，VI程序就以較慢的速度運行，并在程序運行中用氣泡顯示數(shù)據(jù)沿著連線從一個節(jié)點流向另一個節(jié)點的情況。這樣就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行，再次按下高亮執(zhí)行按鈕，程序回復(fù)正常運行。 為查找程序中的邏輯錯誤，可以讓程序框圖一個節(jié)點一個節(jié)點地執(zhí)行，這就是單步執(zhí)行。單擊工具條的單步執(zhí)行按鈕或，激活單步執(zhí)行，閃爍的節(jié)點表示該節(jié)點準備執(zhí)行。激活單步執(zhí)行后，按鈕稱作單步進入，按鈕乘坐單步跨越。再次按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點被執(zhí)行，下一個將要執(zhí)行節(jié)點變?yōu)殚W爍。單擊按鈕，結(jié)束正在執(zhí)行的節(jié)點。 斷點工具用于使程序在某處暫停執(zhí)行，以便使用探針或單步方式觀察中間結(jié)果。用該工具單擊希望設(shè)置或清除斷點的地方，則斷點被設(shè)置或清除。斷點的顯示對于節(jié)點或者圖框表示為紅框，對于連線表示為紅點。當VI程序運行到斷點處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點處，以閃爍表示。按下單步按鈕，進入單步狀態(tài)。 探針工具用于程序執(zhí)行時顯示流經(jīng)某一連接線的數(shù)據(jù)值。用該工具單擊希望放置探針的連接線，這時會彈出一個探針顯示窗口。通過該窗口，觀察流過數(shù)據(jù)的詳細信息。探針結(jié)合高亮執(zhí)行、單步執(zhí)行和斷點等工具可以使程序調(diào)試相當迅速、有效。第六章 總結(jié)及展望 經(jīng)過半年多的努力我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了,但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，酸甜苦辣，都在其中，經(jīng)歷了很多，頗有心得。通過本次畢業(yè)設(shè)計，沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，經(jīng)歷了畢業(yè)設(shè)計后，我發(fā)現(xiàn)我的能力得到了檢驗，知識得到了重新的整合。 這次畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一個基于Labview的溫濕度檢測系統(tǒng)，自行設(shè)計這一系統(tǒng)是對我的一大挑戰(zhàn)，需要學習的東西也很多。本次設(shè)計過程中我完全按照軟件設(shè)計步驟的要求來進行，從課題準備開始，到查資料、再進到調(diào)研、再到硬件設(shè)計、再到軟件詳細設(shè)計,最后到系統(tǒng)實現(xiàn)。每一步都讓我將理論學習的知識應(yīng)用到實踐中去。也使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計操作流程。 在課題分析階段，由于本次是設(shè)計一個基于labview的溫濕度檢測系統(tǒng)，在總體設(shè)計階段，由于課題分析做的比較全面，很快就對系統(tǒng)的功能，檢測機制有了充分的認識，為接下來設(shè)計的進行打下了基礎(chǔ)。接下來就是硬件階段，通過比對選擇合適的器件，進行硬件的配置，為軟件設(shè)計的部分做準備。 最后是軟件設(shè)計的部分，利用labview設(shè)計上位機界面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲等功能，我在labview的使用方面有提高了一大塊。 下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進行選題。在接到畢設(shè)任務(wù)后，我就選擇了相對感興趣的基于labview方面的題目。 第二，