【導(dǎo)讀】現(xiàn)代電子檢測技術(shù)正朝著高集成度、低功耗、可編程以及數(shù)字化的。方向發(fā)展，傳統(tǒng)指針式儀器儀表不能進行溫度參數(shù)數(shù)字化處理與分享。本設(shè)計介紹了一種基于LabVIEW編程軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案，作為溫度采集模塊的控制芯片。LabVIEW是一種圖像化的編程語言，在。據(jù)采集系統(tǒng)提供了方便的途徑。軟件平臺，將采集的溫度數(shù)據(jù)進行處理并對處理結(jié)果進行相應(yīng)判斷。共交通和活動場所等領(lǐng)域的溫度數(shù)據(jù)采集工作。用性好、可移植、易于操作、成品低可滿足一部分市場需求。

　　

【正文】 PRO 并保存； 第二歩 在項目中依次新建主函數(shù) main、溫度模塊函數(shù) temp、顯示函數(shù) lcd 并編譯調(diào)試； 第三步 將編譯好生成的 文件放入至硬件仿真電路中，初步驗 22 證編程程序是否和硬件匹配，并進行電路仿真，詳細(xì)的程序代碼見附件； 第四步 編輯好的程序植入溫度采集模塊中，并進行初步調(diào)試； 第五步 驗證溫度采集模塊測試溫度的準(zhǔn)確性，具體方法為采集模塊測試溫度與溫度計測試溫度對比； 第六步 溫度采集模塊與 上位機連接調(diào)試，具體如圖 48 所示。 圖 48 溫度采集模塊程序 上位機程序設(shè)計 上位機程序設(shè)計分為兩部分，前面板設(shè)計和程序框圖設(shè)計。前面板作為用戶圖形界面展現(xiàn)，在系統(tǒng)主頁中設(shè)置掛件菜單選項，分別為主頁、實時數(shù)據(jù)測控、歷史記錄，其中主頁下設(shè)置為用戶登錄界面，用戶可以輸入用戶名、密碼登錄數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)；實時數(shù)據(jù)測控為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)核心模塊，記載溫度采集采集情況；歷史記錄主要負(fù)責(zé)進行數(shù)據(jù)測試記錄的保存。程序框圖設(shè)計主要負(fù)責(zé)上位機程序中算法、邏輯等功能，是程序運行的核心 [19]。 前面板主頁界面 主頁頁面 主要是用戶登錄界面，用戶通過輸入用戶名、密碼進入到溫度測試系統(tǒng)，同時在登錄過程中如果密碼或者用戶名輸入錯誤將不能登錄，系統(tǒng)將阻止非用戶查看溫度數(shù)據(jù)資料信息，登錄界面如圖 49 所示。 圖 49 主頁界面 23 前面板實時數(shù)據(jù)測控 實時數(shù)據(jù)測控界面包括 VISA 設(shè)置、溫度報警限度設(shè)置、溫度數(shù)據(jù)顯示、溫度波形顯示、溫度計顯示、實時溫度數(shù)據(jù)顯示、溫度采集等。在進行系統(tǒng)調(diào)試前需要將波特率設(shè)置為 4800,溫度報警限度根據(jù)對被測環(huán)境溫度要求進行設(shè)置，當(dāng)被測溫度超過限度范圍，報警指示燈會變亮。實時溫度數(shù)據(jù)顯示主要是對溫度采集 模塊進行實時溫度顯示，與溫度數(shù)據(jù)顯示一致。溫度采集主要用保存采集溫度數(shù)據(jù)，在 VI 模塊中自動生成相應(yīng)的溫度記錄文件，如圖 410 實時數(shù)據(jù)測控界面所示 [20]。 圖 410 實時數(shù)據(jù)測控界面 前面板歷史記錄 歷史記錄界面主要有回放按鈕，溫度采集記錄表和溫度采集波形圖，在進行溫度采集完成后，系統(tǒng)會保存溫度采集記錄，通過回放功能可以實現(xiàn)對溫度采集記錄的回放，有利于追溯被測環(huán)境溫度變化情況，如圖 411歷史記錄界面所示。 圖 411 歷史記錄界面 用戶登錄界面程序框圖 用戶登錄程序框圖主要負(fù)責(zé)進行用戶名和 密碼記錄，在用戶登錄時與用戶輸入的用戶名和密碼進行對比，登錄系統(tǒng)后會顯示登錄成功和歡迎 24 您，否則將不能進入系統(tǒng)，具體如圖 412 所示。 圖 412 用戶登錄界面 串口通訊程序框圖 串口通訊設(shè)置主要配置 VISA 串口函數(shù)、 VISA 讀寫串口函數(shù)、 VISA關(guān)閉串口函數(shù)。 VISA 讀取函數(shù)從 VISA 資源名稱指定的設(shè)備或接口中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并使數(shù)據(jù)返回至讀取緩沖區(qū)。 VISA 配置串口 VI 主要有 VISA 資源名稱確認(rèn)、波特率設(shè)置為 4800,、數(shù)據(jù)比特（ 8）以及奇偶（ 0）等，使 VISA 資源名稱指定的串口按特定設(shè)置 初始化，通過連線數(shù)據(jù)至 VISA 資源名稱輸入端口可確定要使用的多態(tài)實例。關(guān)閉 VISA 資源名稱指定的設(shè)備會話句柄或者事件對象。如圖 413 串口通訊程序框圖所示。 圖 413 串口通訊程序框圖 溫度顯示和波形顯示模塊 溫度顯示和波形顯示模塊程序框圖主要是溫度記錄的顯示和波形顯示，記錄顯示主要包括實時顯示，數(shù)據(jù)記錄顯示、溫度計顯示，波形顯示主要實時顯示溫度變化波形，具體如圖 414 所示。 圖 414 溫度顯示和波形顯示框圖 25 本章小結(jié) 本章主要進行系統(tǒng)軟件程序設(shè)計，包括上位機和下位機程序編寫。 下位機程序由主函數(shù)、溫集采集函數(shù)， LCD 顯示函數(shù)組成，上位機主要基于LabVIEW 進行系統(tǒng)設(shè)計，包括通訊模塊和系統(tǒng)控制。 26 第 5章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)設(shè)計程序和仿真結(jié)果進行系統(tǒng)調(diào)試，具體調(diào)試步驟如下： LabVIEW 軟件和 VISA 驅(qū)動，在電腦桌面生成圖標(biāo) ； USB 串口連接到電腦，并安裝驅(qū)動程序，在電腦設(shè)備管理器中出現(xiàn)顯示 ； OK 后，打開 LabVIEW 應(yīng)用軟件并開啟數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)，同時打開溫度模塊進行溫度測試； 設(shè)置好波特率4800 然后進行數(shù)據(jù)溫度采集； ，測試記錄如下圖 51 所示。 圖 51 一次測試記錄 ，將傳感器放置于電腦散熱風(fēng)口并記錄參數(shù) 測試準(zhǔn)確性驗證，具體如圖 52 所示。 圖 52 二次測試記錄 27 實時性驗證，具體如圖 53 所示。 圖 53 實時驗證 性 ，具體如圖 54 所示。 圖 54 測試一致性驗證 ，驗證數(shù)據(jù)保存歷史記錄功能，具體如圖 55。 圖 55 歷史記錄回放 綜上所述，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)具有實時性，數(shù)據(jù)記錄可以進行保存、調(diào)用，可以實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)記錄追溯，系統(tǒng)溫度采集與實際環(huán)境溫度有一定偏差，主要受到溫度采集模塊精度限制，偏差范圍在 177?！?左右，基本可以實現(xiàn)溫度采集、波形顯示、數(shù)據(jù)處理等功能。但是此系統(tǒng)不能進行溫度調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)生活中進 行溫度監(jiān)控的目的是保持溫度在一定限度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度超出限度范圍需要進行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，保持溫度維持在限度范圍內(nèi)。 28 系統(tǒng)評估升級 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要面向?qū)ο笫菧囟龋谙到y(tǒng)調(diào)試過過程中還面臨以下問題點： ，不能適應(yīng)對溫度要求變化小的測試場所。 ，只能進行溫度顯示和超限度報警，不能勝任對溫度敏感工藝場所，無法完成溫度維持在某個限度范圍內(nèi)。 ，容易造成溫度測試參數(shù)被無關(guān)用戶刪除。 ，可靠性需要進一步驗證， 測試環(huán)境有溫度要求。 在后續(xù)進行數(shù)據(jù)系統(tǒng)升級過程中需重點完成登錄界面功能，優(yōu)化測量程序和溫度采集模塊，減小溫度測量誤差。設(shè)置溫度補償功能，當(dāng)溫度高出預(yù)警值時候進行溫度降溫處理，溫度低于預(yù)警值時候進行升溫處理，具體做法可以通過設(shè)置電機控制模塊，溫度高時進行驅(qū)動電機進行制冷處理，溫度低時驅(qū)動電機進行加熱處理維持溫度在限度范圍內(nèi)。 本章小結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試主要是對周圍環(huán)境進行數(shù)據(jù)采集，將溫度信號通過采集模塊傳輸至單片機，單片機將采集的數(shù)據(jù)通過通訊線路上傳至上位機系統(tǒng)，根據(jù) 系 統(tǒng) 設(shè) 計 任 務(wù) 不 斷 優(yōu) 化 系 統(tǒng) 設(shè) 計 。 29 結(jié)論 基于 LabVIEW 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 可以進行溫度數(shù)據(jù)采集、處理、分析、顯示等。下位機主要通過單片機作為數(shù)據(jù)采集模塊， 采集來自單片機獲得的數(shù)據(jù)采集信號，并在 LabVIEW 上實時繪圖顯示，并通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集信號數(shù)值上下限，當(dāng)采集信號高出或者低于預(yù)警線時，界面會出現(xiàn)相應(yīng)的提示，同時能夠?qū)Σ杉男盘栠M行存儲，在進行歷史記錄調(diào)用時候可以顯示出原始數(shù)據(jù)采集記錄。為了提高系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用能力，在設(shè)計過程中將采集信號設(shè)置為溫度。在設(shè)計溫度采集模塊這一方面，剛開始我是通過以前買的面包板和散裝的電子元器件進行模塊制造，但是最終沒能成 功。于是我通過網(wǎng)上資料查詢最終決定買單片機開發(fā)板作為溫度采集模塊硬件部分，對于開發(fā)板其他模塊也可以用于我日后在工作之余進行學(xué)習(xí)探究。 經(jīng)過一段時間學(xué)習(xí)和交流，我根據(jù)一些設(shè)計案例，慢慢模仿一些簡單的設(shè)計例子，在技術(shù)論壇中我認(rèn)識一位熟悉 LabVIEW 編程的前輩，她對我進行了很多輔導(dǎo)，導(dǎo)致最終系統(tǒng)設(shè)計模塊確定下來。后期經(jīng)過調(diào)試改善，設(shè)計的系統(tǒng)基本可達到設(shè)計任務(wù)要求，主要成果如下： (1)實現(xiàn)了用 STC89C52 通過 DS18B20 測量周圍環(huán)境的溫度 ,通過串口將測試溫度值發(fā)送到上位機； (2)學(xué)會了 LabVIEW 的初 級使用方法； (3)用 LabVIEW 編寫了一串口通信程序，可以將下位機發(fā)送上來的溫度數(shù)據(jù)送往顯示控件顯示。 30 致謝 該設(shè)計及學(xué)位論文是在孫克偉老師的帶領(lǐng)和悉心指導(dǎo)下完成的。他專注教學(xué)重視學(xué)生實踐動手能力，務(wù)實拘謹(jǐn)不浮躁勇于創(chuàng)新，不拘泥于簡單的產(chǎn)品設(shè)計功能，重視產(chǎn)品設(shè)計的適應(yīng)能力，精益求精重視使用者用戶體驗。從課題的選擇到項目的最終完成，孫老師給我提出了許多建議，特別是在系統(tǒng)功能方面，孫老師更是孜孜不倦。孫老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我方向性引導(dǎo)，在此謹(jǐn) 向我的指導(dǎo)老師孫老師表達最崇高的敬意。此外，我也感謝電子發(fā)燒友這個平臺，為我提供了大量的資料，論壇里面的前輩們更是對我悉心指導(dǎo)，讓我獲益匪淺，讓我想起一句話 “努力是自己的，成績是大家的 ”。 經(jīng)過半年的查資料、系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)調(diào)試、整理材料、論文寫作、今天論文終于完成得以呈現(xiàn)。時光匆匆飛逝，大學(xué)的努力與付出，隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，給我的大學(xué)生涯劃下一個完美的句號。 畢業(yè)設(shè)計的順利完成，離不開其它各位老師、同學(xué)的關(guān)心和幫助。在整個的設(shè)計中，許多老師、同學(xué)也參與其中，為我的系統(tǒng)設(shè)計提供了許多指導(dǎo)性建議和意見。另外 ，我也要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我擁有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。最后要感謝的就是我的工作領(lǐng)導(dǎo)和同事，感謝在我做畢業(yè)設(shè)計時候給我提供時間，為我分擔(dān)工作任務(wù)。最終匯聚成一句話：感謝你們一直支持我，不離不棄。 現(xiàn)在即將揮別我的學(xué)校、老師、同學(xué)，還有我的大學(xué)生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識我和我認(rèn)識的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活豐富多彩，絢麗多姿的篇章！ 31 參考文獻 [1] 王磊，陶梅 .精通 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