【文章內(nèi)容簡介】 ...............................................................14 、濕度最大值、最小值、平均值的統(tǒng)計 .....................................................................14 、濕度的超限報警及上、下限值的設(shè)置 .....................................................................15 結(jié)論 ..................................................................................................................................................................19 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................................20 致謝 ..................................................................................................................................................................21 1 第 1 章 緒論 選題的背景與意義 選題的背景 伴隨著現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展，以虛擬儀器軟件 LabVIEW 為平臺的測控技術(shù)也在檢測技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位。因此基于虛擬儀器的溫濕度測控系統(tǒng)成為了測控系統(tǒng)的一大新課題。以前的測控系統(tǒng)的實現(xiàn)大都是采用儀器儀表來實現(xiàn)的，將軟件應(yīng)用到測試領(lǐng)域中還不是很多，并且所用到的軟件大部分是固化的，一般由廠家來定義、設(shè)置，其功能和功能用戶是無法更改的，所以早已不能滿足有些檢測技術(shù)領(lǐng)域的要求。然而基于虛擬儀器的測控系統(tǒng)不但滿足傳 統(tǒng)儀器所不能達(dá)到的要求外，還能在檢測方面提高了效率與精確度，不僅易于實現(xiàn)，還便于硬件維修、功能擴(kuò)展、軟件升級。 選題的意義 日常生活中的很多方面都與濕度和溫度息息相關(guān)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，農(nóng)作物的生長需要適宜的溫度與濕度；貴重書籍的存放不但需要適宜的溫度，還也不能處于一定的濕度之中；煙花鞭炮倉庫中的成品既不能受潮，也不能太干燥，受潮后影響產(chǎn)品的質(zhì)量，太干燥則會引發(fā)爆炸，造成嚴(yán)重的后果；科研領(lǐng)域中的培養(yǎng)箱也離不開溫度與濕度這些參數(shù)。溫度和濕度在社會的方方面面中都是不可或缺的技術(shù)參數(shù)。因此，對溫濕度的測控顯 得十分重要。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 基于虛擬儀器的測控技術(shù)最早來源于國外，因此國外對這門技術(shù)的研究早已成熟。該技術(shù)最早形成于 20 世紀(jì) 70 年代，原先測量采用的是模擬式的組合儀表，利用收集到的現(xiàn)場信息來實現(xiàn)指示、記錄、控制。后來隨著技術(shù)的發(fā)展，在這基礎(chǔ)上出現(xiàn)了由計算機(jī)技術(shù)與多種基礎(chǔ)學(xué)科緊密結(jié)合的現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)，這些技術(shù)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用更是發(fā)生了質(zhì)的變化，正是在這種背景下美國國家儀器公司提出了虛擬儀器這一名詞。美國作為虛擬儀器的誕生國家， 也是全球最大的虛擬儀器制造國，在國際市場上競爭優(yōu)勢是十分明 2 顯的，其生產(chǎn)研發(fā)的虛擬儀器設(shè)備種類豐富，技術(shù)上達(dá)到前所未有的水平。隨著社會發(fā)展的需要，這種技術(shù)在全球也跟著得以發(fā)展，并逐漸達(dá)到成熟，形成一種新的產(chǎn)業(yè)。我國虛擬儀器技術(shù)是從外國引進(jìn)，在這方面的研究稍微晚些，通過多年的學(xué)習(xí)與研究，我國的虛擬儀器技術(shù)也逐漸成熟，開始形成了我們自己國家特色的產(chǎn)品，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的提高，虛擬儀器技術(shù)也正朝著滿足社會需要的方向發(fā)展，開始形成具備多種測控功能的測控技術(shù)。伴隨著計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，虛擬儀器也正快 步發(fā)展著，逐漸進(jìn)入廣大人們的視眼中，在人們的生產(chǎn)生活著扮演著重要角色。我國的虛擬儀器技術(shù)還有很大的研發(fā)潛力與廣闊的市場空間。 發(fā)展趨勢 溫濕度測控系統(tǒng)主要用于檢測和監(jiān)督相應(yīng)測控環(huán)境的的溫度和濕度。對于溫度傳感器，早期的溫度檢測主要采用儀器儀表來實現(xiàn)檢測功能，傳統(tǒng)的儀器儀表檢測裝置僅滿足于相應(yīng)的檢測對象，測控范圍不是很廣泛，大部分是以溫度計、接觸器控制儀表等形式出現(xiàn)，其測量誤差大，測控效果不是很理想，隨著計算機(jī)技術(shù)以及工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，開始出現(xiàn) PID 控制、模糊控制等先進(jìn)的溫度測控方式，打 破了傳統(tǒng)測量裝置的低精確度、低速度的缺陷；對于濕度傳感器，初期的測量僅限滿足于工作的需要，出現(xiàn)了諸如毛發(fā)濕度計，干濕球濕度計等測量儀表，隨著高空探測技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)和科研對濕度測量要求的提高，特別是微型電子計算機(jī)在各種自動控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，濕度的測量也逐漸實現(xiàn)了自動化和智能化。目前基于虛擬儀器的溫濕度測控方面的發(fā)展是十分迅速的，在國內(nèi)外也已得到廣泛應(yīng)用，基本技術(shù)也已經(jīng)成熟，逐漸替換傳統(tǒng)的測量技術(shù)。伴隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于虛擬儀器的溫濕度測控系統(tǒng)也會越來越受行業(yè)的歡迎，在測量領(lǐng)域中占有重要的一席之 地。 選題的目的 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及，科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域也開始對測控系統(tǒng)的技術(shù)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(luò)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(shù)要求，溫度、濕度是現(xiàn)代生活、農(nóng)業(yè)研究等領(lǐng)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 3 實現(xiàn)對所測系統(tǒng)的溫度、濕度的準(zhǔn)確測定與控制，故以目前先進(jìn)的測控技術(shù) 虛擬儀器技術(shù)，開發(fā)一套溫濕度測控系統(tǒng)，實現(xiàn)利用計算機(jī)實時與遠(yuǎn)程測 量與控制所測系統(tǒng)的溫度與濕度，實現(xiàn)智能化。 本設(shè)計的研究內(nèi)容 本論文以選擇合適的傳感器進(jìn)行溫度和濕度參數(shù)的檢測，進(jìn)行傳感器相關(guān)電路的設(shè)計，并將檢測到的信號送到計算機(jī)，在計算機(jī)上將此信號進(jìn)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(shè)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(jìn)行測量和控制。 4 第 2 章 虛擬儀器 LabVIEW 虛擬儀器的概念 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(biāo)志著虛擬儀器這門技術(shù)開始進(jìn)入人們的應(yīng)用中，人們開始接觸虛擬儀器這門技術(shù)，應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)設(shè)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(shù)有著不同的見識，從而導(dǎo)致了虛擬儀器技術(shù)至今還得不到完整的一個定義。在虛擬儀器這門技術(shù)中，操作人員通過虛擬儀器的軟件將計算機(jī)中的微處理器、內(nèi)存、顯示器等相關(guān)硬件部分與儀器硬件資源相結(jié)合起來，從而實現(xiàn)在計算機(jī)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(jìn)行 控制，達(dá)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)的構(gòu)成與特點 虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成 虛擬儀器系統(tǒng)一般由被測對象、傳感器、硬件接口、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)這五點構(gòu)成。其基本框圖如下所示： 圖 虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成 總 線 儀 器 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng) 絡(luò) 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(jī)及其軟件 信號調(diào)理 數(shù)據(jù)采集卡 5 虛擬儀器的特點 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(shè)計產(chǎn)品。由于采用的是軟件來實現(xiàn)測量功能，故其技術(shù)更新的周期較短，開發(fā)維護(hù)費用較低，系統(tǒng)升級比較方便。兩者的區(qū)別 如下圖所示： 表 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(hù)的費用高 開發(fā)以及維護(hù)的費用低 封閉、發(fā)展滯后 開放、靈活，發(fā)展迅速 技術(shù)更新的周期長 技術(shù)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(fù)用，可重配置性強(qiáng) LabVIEW 概述 虛擬儀器 LabVIEW 是虛擬儀器技術(shù)中的一款設(shè)計軟件，在虛擬儀器技術(shù)中，測控系統(tǒng)的設(shè)計都是在這款軟件中完成。在虛擬儀器提供的環(huán)境中 ，設(shè)計者可以設(shè)計自己想要的產(chǎn)品。由于虛擬儀器中的 LabVI