基于虛擬儀器的溫濕度測控系統(tǒng)設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 02:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和計算機技術的發(fā)展與普及，科學和工業(yè)生產(chǎn)等領域也開始對測控系統(tǒng)的技術要求越來越高，基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)在實現(xiàn)系統(tǒng)自動化以及網(wǎng)絡化方面與傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)相比有著突出的優(yōu)勢。溫濕度測量、控制、監(jiān)測、分析已經(jīng)成為比較普遍的技術要求，溫度、濕度是現(xiàn)代生活、農(nóng)業(yè)研究等領域中的十分重要的參數(shù)。由于傳統(tǒng)測量儀器在測量方面有著不足與缺陷，為了更好的實現(xiàn)對所測系統(tǒng)的溫度、濕度的準確測定與控制，故以目前先進的測控技術虛擬儀器技術，開發(fā)一套溫濕度測控系統(tǒng)，實現(xiàn)利用計算機實時與遠程測量與控制所測系統(tǒng)的溫度與濕度，實現(xiàn)智能化。本論文以選擇合適的傳感器進行溫度和濕度參數(shù)的檢測，進行傳感器相關電路的設計，并將檢測到的信號送到計算機，在計算機上將此信號進行顯示，通過參數(shù)整定使其正確反映所測溫度值和濕度值，利用LABVIEW軟件在PC上設計溫濕度采集的監(jiān)控界面, 能實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚、糧食倉庫、培養(yǎng)箱等模型環(huán)境中的溫度濕度參數(shù)進行測量和控制。第2章 虛擬儀器LabVIEW 虛擬儀器這一名詞最早出現(xiàn)在美國，是美國的國家儀器公司于1986年率先提出，這標志著虛擬儀器這門技術開始進入人們的應用中，人們開始接觸虛擬儀器這門技術，應用虛擬儀器技術設計產(chǎn)品從此開始邁入人們的視眼中。 由于虛擬儀器的歷程不是很久，人們對虛擬儀器這門技術有著不同的見識，從而導致了虛擬儀器技術至今還得不到完整的一個定義。在虛擬儀器這門技術中，操作人員通過虛擬儀器的軟件將計算機中的微處理器、內(nèi)存、顯示器等相關硬件部分與儀器硬件資源相結合起來，從而實現(xiàn)在計算機中通過虛擬儀器中的軟件平臺編輯語言控制系統(tǒng)對儀器的運行進行控制，達到對被測量對象的采集、分析、判斷、顯示、存儲以及數(shù)據(jù)生成等目的。 虛擬儀器系統(tǒng)一般由被測對象、傳感器、硬件接口、計算機、網(wǎng)絡這五點構成。其基本框圖如下所示： 總 線 儀 器網(wǎng)絡網(wǎng)絡 接 口 儀 器GPIB總線儀器GPIB電纜GPIB接口卡VXI總線儀器VXI電纜VXI接口卡PXI總線儀器PXI電纜PXI接口卡被測量對象被測對象傳感器傳感器計算機及其軟件信號調(diào)理數(shù)據(jù)采集卡 虛擬儀器系統(tǒng)的構成 虛擬儀器由于使用圖形化的編輯語言，所以其操作簡單，用戶可以根據(jù)自己的需要來設計產(chǎn)品。由于采用的是軟件來實現(xiàn)測量功能，故其技術更新的周期較短，開發(fā)維護費用較低，系統(tǒng)升級比較方便。兩者的區(qū)別如下圖所示： 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的特點傳統(tǒng)儀器虛擬儀器儀器功能由廠商定義儀器功能由用戶定義硬件是核心軟件是核心開發(fā)以及維護的費用高開發(fā)以及維護的費用低封閉、發(fā)展滯后開放、靈活，發(fā)展迅速技術更新的周期長技術更新的周期短（1到2年）功能有限功能不受限制價格昂貴價格便宜，可復用，可重配置性強 LabVIEW概述 虛擬儀器LabVIEW是虛擬儀器技術中的一款設計軟件，在虛擬儀器技術中，測控系統(tǒng)的設計都是在這款軟件中完成。在虛擬儀器提供的環(huán)境中，設計者可以設計自己想要的產(chǎn)品。由于虛擬儀器中的LabVIEW采用的是圖形化編程語言，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇相應的圖形化程序，再結合一定的函數(shù)、輸入控件、顯示控件來實現(xiàn)組建測控系統(tǒng)的目的。LabVIEW的編程由前面板、程序圖組成。前面板是圖形化的設計界面，類似傳統(tǒng)儀器的儀器面板，與傳統(tǒng)儀器的面板的功能相同，傳統(tǒng)儀器的面板通過上面的按鈕來實現(xiàn)測量功能，LabVIEW設計的前面板通過鍵盤、鼠標來實現(xiàn)測量功能。程序框圖是虛擬儀器設計的核心部分，在這程序圖中，測控功能的設計都是在這上面完成，選擇好相應的程序后，通過連線將這些不同的程序連接起來，完成測控系統(tǒng)的軟件設計，程序圖上的有些部分不在前面板上顯示，只能在程序圖中來進行選擇與設計。第3章 測控系統(tǒng)的總體設計有兩個以上的溫度檢測點；2；溫度超限報警范圍：10攝氏度至70攝氏度；超限報警指示；程序運行中設置超限報警上、下限值；溫度信息的實時采集和溫度的實時、遠程控制；對所采集的溫度值進行測量和實時顯示；對溫度值進行連續(xù)讀取以及繪制溫度實時變化曲線；統(tǒng)計3個溫度采集點的溫度的最大值、最小值、平均值。有兩個以上的濕度檢測點；檢測誤差為正負3%RH；濕度超限報警范圍：5%RH至98%RH；具備濕度超限報警指示功能；能在程序運行中設置濕度超限報警上、下限值；濕度信息采集以及實時、遠程控制；能對所采集的濕度進行實時測量顯示；對濕度值連續(xù)讀取以及繪制濕度實時變化曲線；對3個濕度檢測點的濕度的最大值、最小值、平均值進行統(tǒng)計。 溫濕度傳感器將測控系統(tǒng)的物理信號轉換為相應的電信號，電信號則傳送給信號調(diào)理電路，信號調(diào)理電路對信號進行放大、調(diào)理等處理，經(jīng)過處理的信號則通過數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡對接收到的的數(shù)據(jù)進行采集，通過相應的總線與計算機相聯(lián)系，在計算機上面的圖形溫濕度監(jiān)控界面上，實現(xiàn)對溫濕度數(shù)據(jù)的測量顯示以及溫濕度實時曲線的繪制，計算機與單片機系統(tǒng)相聯(lián)系，發(fā)出相應的指令傳送給單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)則執(zhí)行相應的指令功能，實現(xiàn)溫濕度超限報警指示以及外部存儲等功能。 溫度傳感器：在測控系統(tǒng)中，對環(huán)境中的溫度信號進行接收，將其物理轉換為電信號的形式輸出。濕度傳感器：在測控系統(tǒng)中，對環(huán)境中的濕度信號進行接收，將其物理信號轉換為電信號的形式輸出。信號調(diào)理電路：對傳感器傳來的電信號進行放大、斬波等處理，使其信號適用于數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集，便于實現(xiàn)測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集卡：通過LabVIEW軟件，在計算機上安裝相應的DAQ硬件驅動，實現(xiàn)計算機通過數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)對測量環(huán)境中的溫度、濕度的數(shù)據(jù)采集。計算機（LabVIEW）軟件：在LabVIEW軟件開發(fā)的平臺下，設計溫濕度采集監(jiān)控界面，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚、培養(yǎng)箱等模擬環(huán)境中的溫度參數(shù)和濕度參數(shù)的測量與控制。測控對象中的溫度傳感器、
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