【正文】 用While循環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移寄存器(Shift Register)來記錄每一次的采樣值，循環(huán)結(jié)束，以一維數(shù)組的形式輸出，波形顯示在Graph控件上。本文的參數(shù)采集包括三部分：AI系列儀表、遠(yuǎn)方功率計和NIDAQ板卡。分別用于溫度和壓力的初步采集及數(shù)據(jù)顯示，整個系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集以及溫度和壓力的精確采集。 AI儀表采集處理 在前面通訊完成的基礎(chǔ)上對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并完成整個程序的功能。串口初始化完成之后發(fā)送讀取型號特征命令，接著讀取AI儀表傳回的10字節(jié)數(shù)據(jù)(AI的固定格式)。10字節(jié)數(shù)據(jù)格式為：測量值PV+給定值SV+輸出值MV及報警狀態(tài)+所讀/寫參數(shù)值+CRC校驗碼其中PV、SV及所讀參數(shù)值均為整數(shù)格式，各占2個字節(jié)，MV占一個字節(jié)，數(shù)值范圍0220，報警狀態(tài)占一個字節(jié)，CRC校驗碼占2個字節(jié)，共10個字節(jié)。調(diào)用String Subset函數(shù)取出第第2字節(jié)。再調(diào)用String To Byte Array函數(shù)使第第2字節(jié)轉(zhuǎn)換成Byte Array的第0、第1元素。最后調(diào)用Index Array函數(shù)把兩元素提取出來成為單獨的10進(jìn)制數(shù)。設(shè)置的溫度為1位小數(shù)，所以正確的溫度是10進(jìn)制情況下PV=（第一字節(jié)+第二字節(jié)*256）/10。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，輸出到前面板相應(yīng)的顯示件，同時與設(shè)定的參數(shù)的上下限進(jìn)行比較并輸出上/下限報警。以上是一塊儀表的處理，其它儀表除讀命令不同外，代碼一致，直接拷貝即可。顯示和報警的下一步是將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，首先使用合并信號(Merge Signals)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為動態(tài)數(shù)據(jù)連接波形圖表()顯示，同時將動態(tài)數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換為數(shù)組格式，然后使用數(shù)值至小數(shù)字符串轉(zhuǎn)換(Number To Fractional String)轉(zhuǎn)換為字符串，再與“格式化日期/時間字符串”一起組成數(shù)組，最后用寫入電子表格文件VI存儲到設(shè)定的Excel表格里面。 AI儀表數(shù)據(jù)存儲程序 至此，AI儀表的數(shù)據(jù)處理基本結(jié)束。 功率計采集處理數(shù)據(jù)處理主要涉及到讀取的數(shù)據(jù)為擴(kuò)展ASCII碼，需要轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼進(jìn)行處理，因為LabVIEW中不能直接顯示擴(kuò)展ASCII碼，轉(zhuǎn)換完成之后再把整個字符串分成各個單元進(jìn)行顯示處理。首先是進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼到標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過串口測試，數(shù)據(jù)分析得到結(jié)果：直接讀回的二進(jìn)制數(shù)據(jù)超過128(十進(jìn)制)時直接減去128(十進(jìn)制)后即為所需的字符標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼。具體操作是：選出超過128的字節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后再組合在一起向后輸出。接著是將標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼的字符串分解成各個所需的參數(shù)，功率計傳回的數(shù)據(jù)格式較為復(fù)雜：“U：XXXXXXV，I：XXXXXXA，P：XXXXXXXW，PF：XXXXX，F(xiàn)：XXXXXHz，E：XXXXXXkWh，T：XX：XX：XX，”里面既有字母，標(biāo)點又有數(shù)字，較難處理。本文采用了搜索拆分字符串的方法逐步將數(shù)據(jù)分離出來。以每個參數(shù)的名稱為標(biāo)志(如U：)找到相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示。下一個環(huán)節(jié)是電能積分，此部分采用的是用三個CASE循環(huán)進(jìn)行判斷，打開電能積分，停止電能積分，復(fù)位電能積分三個按鈕是否按下，條件為假的時候什么也不做，條件為真的時候通過串口向功率計發(fā)送相應(yīng)的命令。最后就是循環(huán)結(jié)束的時候關(guān)閉串口。、。 功率計ASCII碼轉(zhuǎn)換程序 功率計字符串處理程序 功率計電能積分程序至此，功率計的處理基本結(jié)束。 NI板卡采集處理此部分的數(shù)據(jù)處理主要包括以下幾個部分：電壓至壓力的轉(zhuǎn)換，壓力波形上下限的獲取及比較，壓力波形之間的相位差的處理，溫度數(shù)據(jù)的現(xiàn)實，以及所有數(shù)據(jù)的存儲。由于NI9201采集的是壓力傳感器傳回的電壓信號，因此要對電壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)傳感器的分度表利用擬合公式得出二者的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行處理。接著是將壓力信號輸出波形圖表顯示，同時利用幅值和電平(Amplitude and )子VI將波峰波谷值向后輸出，再用公式41。 （41）計算出壓比，其中U為壓比，Pm為峰峰值(波峰波谷)，P0為平均壓力。接著還要對有需要的波形利用提取單頻信息(Extract Single Tone )子VI取出相位進(jìn)行比較得出相位差。溫度的數(shù)據(jù)處理相對簡單，因為NIDAQ助手直接輸出的就是對應(yīng)熱電偶采集的溫度，可以直接顯示，轉(zhuǎn)換存儲。最后對各個數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換用于存儲。、。 NI板卡電壓轉(zhuǎn)換 NI板卡壓比計算 NI板卡相位差計算 NI板卡溫度顯示處理 NI板卡數(shù)據(jù)存儲至此，NI板卡的處理基本結(jié)束。將電源單獨介紹的原因是：前面三個都是數(shù)據(jù)的采集處理，而電源則除此之外還為系統(tǒng)提供能源。電源的軟件設(shè)計包括兩個方面：一是將電源的信息采集回來，而是控制電源的參數(shù)改變輸出。 電源信息采集處理、頻率、功率和功率因數(shù)等參數(shù)讀回來，進(jìn)行顯示、處理。重點在讀取測試子VI。子VI與文本語言中的子函數(shù)類似，專門處理一定的問題，設(shè)置傳遞的參數(shù)調(diào)用即可，LabVIEW中的子VI更加方便建立完成之后調(diào)用時和普通的模塊一樣可以直接連線。先建立完整功能的VI，先發(fā)送讀回參數(shù)的命令再讀取格式固定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為：XXX．XHzXXX．XVX．XXXAXXX．XW?；刈x數(shù)據(jù)為10進(jìn)制，依次是輸出頻率，輸出電壓輸出電流和輸出有功功率例如回讀數(shù)據(jù)是50Hz， 。則回讀數(shù)據(jù)為： “”對與這種固定格式的數(shù)據(jù)可以直接截取某一段的數(shù)據(jù)輸出顯示，至此，電源信息采集中的讀取測試子VI的功能已經(jīng)完成。接著就是將該VI打包成子VI，具體步驟為：(1)在前面板右上角圖標(biāo)處右擊選擇顯示連線板，再次右擊選擇對應(yīng)的模式 主要根據(jù)子VI的輸入和輸出的個數(shù)，選擇模式，然后將對應(yīng)的輸入輸出和相關(guān)的小方塊連上。(2)編輯圖標(biāo) 再次右擊右上角的圖標(biāo)，選擇編輯圖標(biāo)，保存即可，需要調(diào)用時，直接在程序框圖界面空白處右擊，選擇“選擇VI”在相應(yīng)路徑選擇子VI即可，： 電源輸出控制電源輸出控制主要完成電源參數(shù)設(shè)置，軟啟動和軟停止等任務(wù)。開始的時候，用CASE循環(huán)判斷有沒有修改參數(shù)的需求，沒有則什么都不做，若有則進(jìn)入循環(huán)設(shè)置參數(shù)。： 判斷是否設(shè)置參數(shù)而在設(shè)置參數(shù)是又用到一個子VI——，因為設(shè)置的時候命令里是以字符串形式發(fā)送，并且精確到小數(shù)點后一位，前面還要補零，即你要設(shè)置電壓50V時，你發(fā)的命令里則為“0500”。將要設(shè)置的參數(shù)乘以十傳給子VI，子VI判斷要設(shè)置的參數(shù)是否大于1000，否則補一個零，再判斷是否大于100，否則補兩個零，依次補三個零或全零，組合成字符串。設(shè)置參數(shù)之后就是判斷是否軟起，或者軟停，設(shè)好步長、幅值、時間間隔后按下相關(guān)的按鈕，進(jìn)行相關(guān)操作。、。檢測到軟起或軟停按下之后，程序根據(jù)用戶設(shè)置的幅值、步長和等待時間，逐次向電源發(fā)送設(shè)置參數(shù)的命令，實現(xiàn)軟起或者軟停。軟起軟停完成之后，電源控制輸出部分基本結(jié)束。5 運行測試 本系統(tǒng)完成之后，在中科院某所低溫實驗室進(jìn)行了測試，通過測試改進(jìn)了一些部分，也充分體現(xiàn)了LabVIEW相對于的VB等語言的優(yōu)勢，從來沒有學(xué)過LabVIEW的人，也能很快掌握系統(tǒng)的使用，還能做簡單的修改。 AI儀表采集測試最先進(jìn)行的是AI儀表的測試，由于AI儀表通訊、采集等比較簡單，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，： AI儀表運行測試測試結(jié)果：程序運行良好。 功率計采集測試對于功率計的測試，測試過程中發(fā)現(xiàn)采集回來的數(shù)據(jù)里面直接顯示的時候有一部分是亂碼，但是數(shù)據(jù)部分是正確的，經(jīng)過對采集字符幾次分析，得知該功率計發(fā)回的不是標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，而是與擴(kuò)展ASCII碼類似的編碼，但是根本不是擴(kuò)展ASCII碼，而是標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，不過有的在原來的編碼基礎(chǔ)上加了80H，而LabVIEW則直接按照擴(kuò)展ASCII進(jìn)行顯示形成亂碼，于是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼之后就能正確顯示了，下面是其中一組數(shù)據(jù)：8155 3AA0 A030 2E30 56AC C93A 302E 3030 3041 AC50 3AA0 A0A0 A030 2E30 D7AC 50C6 3AA0 302E 3030 30AC C63A A030 2E30 3048 FAAC C53A A030 2E30 3030 30EB D7E8 ACD4 3A30 303A B2B4 3A30 B1AC 8D數(shù)據(jù)是用十六進(jìn)制表示的，每兩位表示一個字節(jié)對應(yīng)一個字符，這組數(shù)據(jù)對應(yīng)的字符為： 功率計字符處理對照表81553AA0A0302E3056ACC93A302E3030220。 U：225。225。 0.0V amp。frac14。╔：0.0001 553A2020302E30562C493A302E3030_U： 0.0V，I：0.003041AC 503AA0A0A0A0302E30D7AC50C60Aamp。frac14。P：225。225。225。225。0.0╫amp。frac14。P╞30412C503A20202020302E30572C50460A，P： 0.0W，PF3AA0302E303030ACC63AA0302E303048：225。0.000amp。frac14。╞：225。0.00H3A20302E3030302C463A20302E303048： 0.000F： 0.00HFAACC53AA0302E30303030EBD7E8ACD4amp。frac14。┼：225。0.0000δ╫Φamp。frac14。 212。7A2C453A20302E303030306B57682C54z，E： 0.0000kWh，T3A30303AB2B43A30B1AC8D：00▓┤：0?amp。frac14。236。3A30303A32343A30312C0D：00：24:01回車其中01H為空字符，20H為空格，0D為回車，字符串如下：“U ： 0 .0 V， I： 0. 000A ，P ： 0 .0 W， PF： 0. 00 0 F： 0 .0 0Hz， E： 0 .0 00 0k Wh ，T：0 0： 24 :0 1 回車”即為所需的字符串，直接進(jìn)行處理。： 功率計運行測試測試結(jié)果：程序運行良好，可以正常顯示與控制。 NI板卡采集測試本程序由于采用了NIDAQ助手，所以省去了很多麻煩，只要關(guān)心上位機(jī)數(shù)據(jù)處理即可，沒有其他問題。：測試時接入兩個傳感器，采集波形基本良好，數(shù)據(jù)顯示等都沒有問題。 NI采集程序運行截圖 智能程控電源監(jiān)控測試本程序涉及到對低溫系統(tǒng)的供電，較為重要，進(jìn)行了多次、多種操作的測試。、：運行結(jié)果：程序運行良好，軟起和軟停都能正常使用。 電源監(jiān)控程序運行截圖01 電源監(jiān)控程序運行截圖02結(jié) 論本文在對LabVIEW進(jìn)行長期研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的理解與觀點，為中科院某所低溫試驗組設(shè)計完成了基于LabVIEW的低溫監(jiān)控系統(tǒng)，對低溫監(jiān)控系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究和設(shè)計。通過相關(guān)現(xiàn)場試驗對系統(tǒng)進(jìn)行了驗證。論文的主要研究內(nèi)容與結(jié)論歸納如下：(1)介紹了系統(tǒng)的硬件組成。(2)設(shè)計了系統(tǒng)的采集軟件和控制軟件。(3)進(jìn)行了現(xiàn)場測試。完成了以上工作之后得出結(jié)論如下：結(jié)論：本系統(tǒng)完成了系統(tǒng)的所有要求并有所超越。展望：由于當(dāng)前水平、時間所限，本課題完成的低溫監(jiān)控系統(tǒng)仍有繼續(xù)提高的地方。因此，在本論文研究的基礎(chǔ)上，作者認(rèn)為進(jìn)一步的研究重點應(yīng)在以下幾個方面：，本文采用的直接存儲到Excel表格的方法，雖然便于數(shù)據(jù)分析，但是對于其他需要及時對比數(shù)據(jù)的場合就有些不足，可以加入實時數(shù)據(jù)庫便于對數(shù)據(jù)的及時存取。，并沒有設(shè)計用戶登錄界面、用戶數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容，后續(xù)可以加入，使其更加完善。，可以進(jìn)一步優(yōu)化，減少程序運行對系統(tǒng)的占用。致 謝時光荏苒，歲月如梭，隨著畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束，我的大學(xué)生涯也將畫上圓滿的句號。在這四年中我不僅學(xué)會了很多的專業(yè)基礎(chǔ)知識，更重要的是培養(yǎng)了很好的自學(xué)能力，為以后的工作和繼續(xù)深造打下了堅實的基礎(chǔ)。值此論文完成之際，謹(jǐn)向給予我悉心指導(dǎo)、熱情關(guān)懷和誠摯鼓勵的馬淑華老師，宋愛娟老師等眾多老師致以衷心的感謝!一年來，無論是收集資料還是啟發(fā)思維，我的每一步進(jìn)展，一點一滴的收獲都傾注著導(dǎo)師的大量心血。馬淑華老師為我提供了在中科院某所的實踐機(jī)會，大大提高了我的技術(shù)水平和學(xué)習(xí)水平。導(dǎo)師活躍而開闊的思想，豐富而扎實的專業(yè)知識，寬廣而博大的襟懷，給我留下了深刻的印象。導(dǎo)師一絲不茍的治學(xué)態(tài)度以及生活上寬以待人的作風(fēng)深深影響著我，必將成為我今后學(xué)習(xí)和工作的力量源泉。特別感謝中科院低溫實驗組的老師同學(xué)。同時感謝一起陪我走過大學(xué)四年時光的同學(xué)們，正是有了你們關(guān)心和幫助，四年里我才不感到孤獨和寂寞。感謝學(xué)校給了學(xué)習(xí)的機(jī)會，讓我在大學(xué)四年里學(xué)到了很多有用的知識。最后，再次向所有支持、幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們表示衷心的感謝！ 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 80頁參考文獻(xiàn)[1] Jeffrey Travis,Jim Kring著，喬瑞萍等譯．LabVIEW大學(xué)實用教程(第三版)[M].北京：電子工業(yè)出版社，．