【正文】 化環(huán)境，是目前國(guó)際上唯一的編譯型圖形化編程語(yǔ)言。和傳統(tǒng)的復(fù)雜﹑繁瑣﹑難懂的語(yǔ)言編程相比，這種采用圖標(biāo)提示的方法，選擇所需要功能的圖形，再把各種功能的圖形用線條連接起來(lái)的圖形化匯編語(yǔ)言更為形象易懂。在LabVIEW中進(jìn)行源程序的編寫(xiě)與程序流程框圖十分相似，因此，需要編寫(xiě)程序只要把程序的流程框圖畫(huà)好也就完成了編寫(xiě)過(guò)程。LabVIEW編程語(yǔ)言中的基本編程單元是VI（Virtual Instrument，虛擬儀器），VI包括三個(gè)部分：前面板（Front Panel）、框圖程序（Block Diagram）和圖標(biāo)（Icon）/連接器（Connector）[9]。前面板具有和傳統(tǒng)儀器相似的界面，可以接受鼠標(biāo)和鍵盤(pán)指令，用來(lái)對(duì)輸進(jìn)行設(shè)置入和觀察其輸出。每一個(gè)VI程序的前面板都和一段框圖程序相對(duì)應(yīng)?？驁D程序用G語(yǔ)言編寫(xiě)，可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼，簡(jiǎn)明直觀，易學(xué)易用。在LabVIEW中，VI具有模塊化的結(jié)構(gòu)和層次化的結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)VI都可以進(jìn)行單獨(dú)執(zhí)行，或者作為一個(gè)子VI(SubVI)被其他程序調(diào)用。圖標(biāo)/連接器就是子VI被其它VI調(diào)用的接口，用戶可以使用多個(gè)圖標(biāo)，如旋鈕，開(kāi)換，按鈕，圖表，文本框，圖形等[10]。 LabVIEW特點(diǎn) LabVIEW編寫(xiě)方式非常的直觀而且便捷，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序選擇豐富，有各種各樣分析和表達(dá)功能的支持，因此可以滿足用戶對(duì)于它的不同需求。它是一種圖形化的編程語(yǔ)言，相較于用傳統(tǒng)的編程，這種方法更簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)。LabVIEW雖然是虛擬性的儀表儀器，但是卻具有和他們相同的功能，當(dāng)有數(shù)據(jù)流程序模式的時(shí)候，可以在同一時(shí)間執(zhí)行多個(gè)子程序，每個(gè)子程序又可單獨(dú)執(zhí)行，非常方便。它大量的函數(shù)庫(kù)和專用的各種程序，對(duì)于用戶組建自己的應(yīng)用程序也有很大的幫助，且支持的操作平臺(tái)多種多樣，便用完成用戶在各種情況下的需求。 基于LabVIEW的軟件設(shè)計(jì)本課題中，要求采用LabVIEW作為果園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)終端軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使單片機(jī)與PC機(jī)串行通信，檢測(cè)結(jié)果能夠遠(yuǎn)程顯示。LabVIEW最大的特點(diǎn)就是它的模塊化﹑圖形化，這樣大大降低了設(shè)計(jì)和操作的難度，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的構(gòu)建和代碼的編寫(xiě)也起到了一定的簡(jiǎn)化作用。對(duì)于本課題的要求，可以分成3個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：系統(tǒng)參數(shù)的配置﹑數(shù)據(jù)的采集﹑數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。 串行通信計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間或者計(jì)算機(jī)和終端之間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用串行通訊和并行通訊兩種方式。串行通信技術(shù)就是通過(guò)一條通信線路，一位一位地進(jìn)行信息的傳送，它的特點(diǎn)就是傳輸線少﹑成本較低，又因?yàn)樗€可以借助電話網(wǎng)進(jìn)行信息的傳遞，所以特別適合遠(yuǎn)距離的傳輸，對(duì)于果園生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)這種遠(yuǎn)距離的傳輸，便可以采用串行通信的方式。 本課題中的串行通信，主要依靠RS232通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。在LabVIEW中主要用過(guò)6個(gè)VISA節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)串行通信的這個(gè)功能，可以分別來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的設(shè)置﹑串口讀﹑串口寫(xiě)﹑檢測(cè)串口緩存﹑中斷以及關(guān)閉串口等功能，在進(jìn)行串行通信之前，必須要配置好串口，通過(guò)初始化節(jié)點(diǎn)（VISA Configure Serial ）對(duì)串口進(jìn)行初始化，以便于計(jì)算機(jī)的串口各種參數(shù)的設(shè)置和儀器設(shè)備中的串口的設(shè)置保持一直，使得其能夠正確的進(jìn)行通信，此外還要盡量避免重復(fù)的進(jìn)行串口的初始化這個(gè)步驟，這樣會(huì)降低系統(tǒng)的運(yùn)行速率。 Serial子選板 RS232通信端口介紹在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上RS232作為通信端口是非常必要的，它一般由COM1和COM2兩個(gè)信道組成，通過(guò)連接調(diào)制解調(diào)器來(lái)進(jìn)行通信傳輸。最初RS232是為了遠(yuǎn)程通訊連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備而制定的，采用的是25針連接器，現(xiàn)在的微型計(jì)算機(jī)通信中，最經(jīng)常使用的是其中的9個(gè)通道，這9個(gè)通信信號(hào)分為兩類：一類是基本數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)，另一類是調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)。RS232標(biāo)準(zhǔn)使用的是177。15V電源，采用的是負(fù)邏輯。邏輯“1”電平在3V到15V的范圍內(nèi)，邏輯“0”在+3V到+15V的范圍內(nèi)，傳輸?shù)木嚯x在15米之內(nèi)[9]。在現(xiàn)實(shí)生活中，短距離的儀器設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的通信常常不是使用Modem來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是直接連接兩個(gè)設(shè)備。串行通信中最簡(jiǎn)單的方法也是最常應(yīng)用到的方法就是使用3根基本數(shù)據(jù)傳輸線，將其中的TXD和RXD交叉連接在一起，GND和GND相互連接，這樣就可以完成數(shù)據(jù)的傳輸功能。 RS232 引腳說(shuō)明引腳定義符號(hào)1載波檢測(cè)DCD2接收數(shù)據(jù)RXD3發(fā)送數(shù)據(jù)TXD4數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR5信號(hào)地GND6數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好DSR7請(qǐng)求發(fā)送RTS8清除發(fā)送CTS9振鈴提示RI 串口的配置和讀取在LabVIEW中設(shè)計(jì)的主程序中，首先要對(duì)串口資源進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置的內(nèi)容包括波特率﹑數(shù)據(jù)位﹑停止位﹑奇偶校驗(yàn)位﹑流方式等。“VISA配置串口”節(jié)點(diǎn)用于初始化串口，當(dāng)計(jì)算機(jī)對(duì)串口儀器設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，首先要把串口配置好，即將串口初始化，將計(jì)算的串口的各種參數(shù)的設(shè)置和與其連接的儀器設(shè)備的串口設(shè)置保持一致，只有這樣，我們才能準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行串行通信?！癡ISA配置串口”節(jié)點(diǎn)。 VISA配置串口節(jié)點(diǎn)從硬件電路中進(jìn)行環(huán)境因素的讀取，就需要用到“VISA讀取”，它從VISA資源名稱所指定的設(shè)備或接口中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并將數(shù)據(jù)返回至讀取緩存區(qū)，因?yàn)閺挠布娐分凶x取的數(shù)據(jù)為字符串，應(yīng)該將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)組，然后通過(guò)數(shù)組的有序?qū)С鲎x出溫度﹑濕度﹑光照的數(shù)值。 串口讀取及字符轉(zhuǎn)換程序框圖 串行通信顯示數(shù)據(jù)總框圖在對(duì)串口進(jìn)行正確的配置和串口的讀取之后，通過(guò)一個(gè)While循環(huán)條件將字符串轉(zhuǎn)化成數(shù)組，然后對(duì)數(shù)組的索引，分別讀出從前端采集電路中所采集到的溫度﹑濕度﹑光照的數(shù)值，最后將讀取的數(shù)字信息通過(guò)虛擬儀器的前面板進(jìn)行顯示。 串行通信總程序框圖6 系統(tǒng)的調(diào)試6. 1 前端采集裝置設(shè)計(jì)的調(diào)試在proteus軟件中設(shè)計(jì)的硬件電路，以DS18B20為例，使其通過(guò)LCD1602顯示采集到的溫度數(shù)值。，對(duì)于KEIL編寫(xiě)的通過(guò)DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)，再在LCD1602上進(jìn)行顯示已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，℃的前端采集裝置電路顯示。 溫度為16176。C是前端采集裝置電路顯示 因?yàn)長(zhǎng)CD的顯示溫度數(shù)值是隨著DS18B20的改變而改變的，因此，℃時(shí)前端采集裝置電路顯示。 溫度為46176。C是前端采集裝置電路顯示6. 2 PC終端軟件設(shè)計(jì)的調(diào)試對(duì)于軟件部分的調(diào)試，與上面硬件部分調(diào)試相對(duì)應(yīng)，通過(guò)串行通信，分別接收到溫度傳感器采集到的溫度，當(dāng)前端采集裝置電路采集溫度為16176。C和46176。C時(shí)，虛擬儀器LabVIEW的前面板上讀出溫度數(shù)值?！鏁r(shí)虛擬儀器前面板的顯示圖，℃時(shí)虛擬儀器前面板顯示圖。 溫度為16176。C時(shí)虛擬儀器前面板顯示 溫度為46176。C時(shí)虛擬儀器前面板顯示結(jié) 論虛擬儀器技術(shù)是一門(mén)新興學(xué)科，LabVIEW作為一種圖形化的編程語(yǔ)言，有著多種函數(shù)庫(kù)﹑工具箱，也因此使得它成為一種最常用的工具軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬儀器。本課題中基于虛擬儀器，以LabVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái)完成了對(duì)于果園中溫度﹑濕度﹑光照的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效的利用到計(jì)算機(jī)這個(gè)資源環(huán)境，整個(gè)系統(tǒng)因此變得非常的靈活，操作也非常的方便，適合一般的用戶進(jìn)行使用。虛擬儀器在自動(dòng)測(cè)量與控制系統(tǒng)領(lǐng)域存在著非常大的潛力，因此也會(huì)具有非常好的發(fā)展前景，在不久的將來(lái)，虛擬儀器技術(shù)必將更加廣泛的被人們所熟知而且應(yīng)用于更多的領(lǐng)域中。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于虛擬儀器的果園生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)軟件LabVIEW為核心，外部的硬件電路通過(guò)AT89C51控制并處理分析由溫度傳感器DS18B20，濕度傳感器HS1101,光敏電阻來(lái)采集數(shù)值，并通過(guò)串行通信在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間和設(shè)備的限制，本論文中對(duì)虛擬儀器技術(shù)的研究?jī)H限于實(shí)驗(yàn)室和電腦仿真中，對(duì)于LabVIEW可以在實(shí)際生活中的使用優(yōu)勢(shì)沒(méi)有很好的體現(xiàn)出來(lái)，在今后的學(xué)習(xí)和研究中，應(yīng)該要更深入的探討LabVIEW在其他方面的應(yīng)用。因?yàn)閰⒖假Y料有限，加上時(shí)間和自身水平等因素，論文還有以下一些地方不盡人意：硬件電路功能的實(shí)現(xiàn)不完全，而且采集數(shù)據(jù)的方式也比較簡(jiǎn)單，如若想要應(yīng)用于實(shí)際工程中，則還需要進(jìn)一步的進(jìn)行功能的改善。軟件部分的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，它可以實(shí)現(xiàn)更多例如雨量的監(jiān)測(cè)，對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化后可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的及時(shí)分享等功能，這些在應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，都可以進(jìn)行拓展去實(shí)現(xiàn)更多更完善的功能顯示。本系統(tǒng)是用于對(duì)果園生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，如果能將本系統(tǒng)與果園栽培技術(shù)的專家分析系統(tǒng)相結(jié)合，除了能更快速的掌握果園實(shí)時(shí)的環(huán)境狀況外，還能根據(jù)專家分析系統(tǒng)來(lái)完善管理和預(yù)防病蟲(chóng)災(zāi)害，或者能實(shí)現(xiàn)在線分析果園環(huán)境是否有助于果樹(shù)生長(zhǎng)和病蟲(chóng)災(zāi)害情況，這將會(huì)對(duì)于指導(dǎo)果園的生產(chǎn)管理具有更深遠(yuǎn)的意義。致 謝本課題從選題開(kāi)始到撰寫(xiě)完成的過(guò)程之中，我要特別感謝張重雄老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)和幫助。在老師耐心講解下，我才能及時(shí)的獲得設(shè)計(jì)的思路，修改錯(cuò)誤的地方，老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，讓我在完成選題的過(guò)程中獲得很大的幫助，受益匪淺，可以說(shuō)沒(méi)有老師的指導(dǎo)就沒(méi)有這篇論文的順利完成。在此我要對(duì)我的導(dǎo)師張重雄老師表示我最衷心的感謝和崇高的敬意。感謝給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，感謝關(guān)心我支持我的朋友們，感謝學(xué)校四年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)，我真誠(chéng)的對(duì)老師﹑同學(xué)和朋友說(shuō)一聲“謝謝”。參 考 文 獻(xiàn)[1] [J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,(7):156~158[2] 吳杰，侯媛彬 .基于虛擬儀器技術(shù)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化，2005，zl：214～216[3] (第四版)[M].[4] 劉小成,吳清,[M].上海: 華東理工大學(xué)出版[5] 蔣輝平，[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，[6] 徐愛(ài)鈞，彭秀華. 單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51 Windows環(huán)境編程與應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，[7] 劉媛，基于虛擬儀器技術(shù)的果園生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D]，合肥，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006[8] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2005[9] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2007[10] [M].北京：[11] 陳富安 .單片機(jī)與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2006[12] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007[13] [M].北京：國(guó)防工業(yè)出報(bào)社，2004[14] [M].北京: 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