【正文】 LabVIEW 虛擬儀器設(shè)計(jì)技術(shù) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .2020 年 8 月 . [13]張麗娜 .基于 LabVIEW 的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) [D]:碩士學(xué)位論文 .內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古大學(xué) .2020 [14]王小燕，陳國(guó)凡 .多傳感器數(shù)據(jù)融合算法的 LabVIEW 實(shí)現(xiàn) [J].微計(jì)算機(jī)信息， 2020,26（ 121） . [19]顏圓圓 ,張宏群 .基于 LabVIEW 的溫濕度測(cè)量系統(tǒng) [J].現(xiàn)代電子技術(shù) ,2020,32(1). [20]邵曉娟 .基于 LabVIEW 的檔案庫(kù)房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào) ,2020,30(1). [21]孫二敬 .基于 LabVIEW 的多傳感器信息采集平臺(tái) [D]：碩士學(xué)位論文 .北京：北京交通大學(xué) .2020 年 12 月 . 。 2）通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)報(bào)警情況的記錄以及報(bào)表的打印等功能。并且節(jié)約了人力，提高了效率。一個(gè)中等規(guī)模的博物館或圖書(shū)館溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)與采用單片機(jī)開(kāi)發(fā)相比可節(jié)約成本 3 萬(wàn)元左右，體現(xiàn)了較好的經(jīng) 第五章 總結(jié)與展望 濟(jì)效益。 由此可見(jiàn)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)測(cè)館藏室溫濕度并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)和報(bào)警的功能，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)達(dá)到了對(duì)博物館或圖書(shū) 館的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的目的，實(shí)現(xiàn)了用一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)一個(gè)博物館或圖書(shū)館的多個(gè)館藏室溫濕度的監(jiān)測(cè)，并將虛擬儀器技術(shù)引入了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)登錄、系統(tǒng)自檢、溫濕度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)多樣化顯示、系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄及歷史數(shù)據(jù)回放等功能。 4）第四章著重介紹了 LabVIEW 軟件，以及在這一開(kāi)發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)了 NI 公司的 NI myDAQ 數(shù)據(jù)采集 設(shè)備的使用。通過(guò) Multisim 軟件和 MATLAB 軟件實(shí)現(xiàn)了電路的仿真模擬，確定了電路各元件參數(shù)。 2）第二章在宏觀角度介紹了館藏室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理和參數(shù)設(shè)置要求。 本文主要有以下幾個(gè)內(nèi)容： 1）第一章講述了當(dāng)前溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題。而以單片機(jī)為核心開(kāi)發(fā)的館藏室溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)又存在著硬件結(jié)構(gòu)與軟件編程都很復(fù)雜、可擴(kuò)展性能不強(qiáng)和顯示方式單一等問(wèn)題，并且成本高昂。用戶(hù)可以通過(guò)按下系統(tǒng)操作主面板的“歷史數(shù)據(jù)回讀”按鈕來(lái)啟動(dòng)歷史數(shù)據(jù)回讀操作。通過(guò)按下系統(tǒng)操作主面板上的“數(shù)據(jù)記錄”按鈕來(lái)啟動(dòng)數(shù)據(jù)記錄操作，將測(cè)得的環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)存入 Excel表格中。 LabVIEW 支持多種數(shù)據(jù)格式的文件，用于測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄與歷史數(shù)據(jù)的回讀。在環(huán)境濕度超越所設(shè)定的濕度范圍時(shí)，在圖 顯示面板中會(huì)產(chǎn)生報(bào)警顯示，提醒用戶(hù)采取相應(yīng)措施。 （ 2） 數(shù)字濾波 濕度數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波目的和原理與溫度數(shù)據(jù)一致，這里不再贅述。 再根據(jù)圖 CHR01 濕度 阻抗特性，得出環(huán)境濕度與濕敏電阻阻值的相關(guān)關(guān)系，從而得到環(huán)境濕度與電路輸出電壓的關(guān)系式。 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 圖 溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示界面 濕度監(jiān)測(cè) 軟件的實(shí)現(xiàn) 與系統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)類(lèi)似，系統(tǒng)濕度監(jiān)測(cè)部分也包括濕度數(shù)據(jù)的采集，濕度數(shù)據(jù)的處理和濕度數(shù)據(jù)的顯示三個(gè)主要部分。并且在溫度超越所設(shè)上下限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警顯示，提醒用戶(hù)采取相應(yīng)措施。 多傳感器數(shù)據(jù)融合 [12]：使用 Bayes估計(jì)計(jì)算最佳融合數(shù)據(jù) T， ??????? Lk okoOLk kkQTQTT12221211 （ 45） 其中， L為有效傳感 器數(shù)量， 為第 K個(gè)傳感器的觀測(cè)值， 為第 K個(gè)傳感器的測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差， 為第 L個(gè)傳感器觀測(cè)值的均值， 為第 L個(gè)傳感器測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。將三個(gè)傳感器的相融距離測(cè)度值組成數(shù)據(jù)融合度矩陣 ， ???????????3332312322211312113dddddddddD （ 43） 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 根據(jù)多次試驗(yàn)結(jié)果，給出有界線(xiàn)值 ，根據(jù)規(guī)則 ，得到多傳感器數(shù)據(jù)相融矩陣 ???????????3332312322211312113rrrrrrrrrR （ 44） 若 ，則認(rèn)為第 i個(gè)傳感器與第 j個(gè)傳感器相融性差；若 ，則認(rèn)為第 i個(gè)傳感器與第 j個(gè)傳感器相融性好。 )2( ijiij QTTerfd ?? （ 42） 式中 erf為誤差函數(shù)， 為 的均方差。由于采用了數(shù)據(jù)融合處理，當(dāng)館藏室溫度測(cè)量系統(tǒng)中的某些傳感器失效時(shí)，系統(tǒng)可以依據(jù)其它非失效傳感器提供的信息，通過(guò)數(shù)據(jù)融合獲得各溫區(qū)的準(zhǔn)確溫度。 （ 3）多傳感器溫度數(shù)據(jù)融合 [13] 數(shù)據(jù)融合指模仿人腦的數(shù)據(jù)綜合處理能力，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)按時(shí)序獲得的多傳 感器觀測(cè)信息在一定的準(zhǔn)則下予以分析和綜合，以完成所需要的決策和估計(jì)而進(jìn)行的信息處理過(guò)程。 （ 1）溫度數(shù)據(jù)還原 根據(jù)硬件電路部分電阻分壓原理知溫度傳感器電阻值與輸出電壓值關(guān)系式為 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) CCURR o溫ref溫 UR ?? （ 41） 其中， 為傳感 器當(dāng)前電阻值， 為與傳感器分壓的參考電阻值， 為當(dāng) （ 2）數(shù)字濾波 [13] 為確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，對(duì)輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)序列剔除其最大值和最小值后，采用遞推平均濾波法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。又因設(shè)計(jì)為多點(diǎn)溫度測(cè)量，故需使用多個(gè)溫度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 溫度數(shù)據(jù)的處理 首先 ，因?yàn)闇y(cè)量過(guò)程是利用熱敏電阻的電阻隨溫度變化而變化的原理，將環(huán)境溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)工作的。 溫度監(jiān)測(cè)軟件的實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)軟件部分包括系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)的采集、溫度數(shù)據(jù)的處理和溫度數(shù)據(jù)的顯示三個(gè)主要部分。系統(tǒng)自檢前面板如圖 所示。在軟件報(bào)警程序中加入自檢程序，由軟件生成激勵(lì)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)自檢程序，進(jìn)行軟件自檢，當(dāng)自檢出系統(tǒng)故障時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。 在輸入的用戶(hù)名與密碼和配置文件中的注冊(cè)信息一致時(shí)，系統(tǒng)彈出“登陸成功，歡迎您！”對(duì)話(huà)框，完成登陸。 圖 館藏室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)登錄界面 系統(tǒng)用戶(hù)注冊(cè)程序框圖如圖 所示。若要使用該系統(tǒng)進(jìn)行溫濕度監(jiān) 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 測(cè)觀察，用戶(hù)必須先進(jìn)行系統(tǒng)注冊(cè)，然后在登陸界面輸入正確的用戶(hù)名和密碼后方可進(jìn)入系統(tǒng)?？刂颇０濉⒐δ苣０宥加蓄A(yù)留端，用戶(hù)可將自己制作的子儀器圖標(biāo)放入其中，便于以后調(diào)用?？刂颇０鍎t提供所有用于前面板編輯的控制和顯示對(duì)象的圖標(biāo)及一些特殊的圖形。 LabVIEW 提供了 3 個(gè)模板來(lái)編輯虛擬儀器：工具模板（ Tools Palettes）、控制模板（ Controls Palettes）和功能模 板（ Functions Palettes）。 一個(gè)虛擬儀器的圖標(biāo)和連接器窗格就像一個(gè)圖形的參數(shù)列表，這樣，其他的虛擬儀器才能將數(shù)據(jù)傳輸給子儀器。前面板主要完成顯示和控制功能。前面板包含旋鈕、按鈕、圖形和其他的控制與顯示對(duì)象。 LabVIEW 程序設(shè)計(jì)在前面板開(kāi)發(fā)窗口和流程圖編輯窗口中完成。 LabVIEW 與虛擬儀器有著密切的聯(lián)系，在 LabVIEW 中開(kāi)發(fā)的程序都被稱(chēng)為 VI（虛擬儀器），其擴(kuò)展名默認(rèn)為 .vi。 利用 LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的 32 位編譯器。它可以增強(qiáng) 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用 這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫(xiě)程序代碼，取而代之的是流程圖。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 TCP/IP、 ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。 系 統(tǒng) 前 面 板數(shù) 據(jù) 處 理系 統(tǒng) 程 序 曲 線(xiàn) 實(shí) 時(shí) 顯 示系 統(tǒng) 報(bào) 警系 統(tǒng) 自 檢歷 史 數(shù) 據(jù) 回 讀用 戶(hù) 登 陸 界 面數(shù) 據(jù) 采 集數(shù) 據(jù) 記 錄 圖 系統(tǒng)功能框圖 簡(jiǎn)介 LabVIEW[9]（ Laboratory Virtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語(yǔ)言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件部分是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，該部分主要利用以 PC 機(jī)為平臺(tái)的LabVIEW 圖形化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)及儀器用戶(hù)操作面板的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的登陸，數(shù)據(jù)的采集、處理以及數(shù)據(jù)的顯示、記錄和躍限報(bào)警等功能。 控制信號(hào)負(fù)邏輯傳輸 系統(tǒng)控制信號(hào)采用負(fù)邏輯方式進(jìn)行傳輸。 傳輸線(xiàn)的屏蔽技術(shù) 在使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，使用屏蔽電纜線(xiàn)。 第三章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì) 單片機(jī)數(shù)字輸入／輸出信號(hào)時(shí)，在數(shù)字信號(hào)接口部分是外界干擾竄入系統(tǒng)的主要渠道之一。 而系統(tǒng)為溫濕度測(cè)量，對(duì)系統(tǒng)的測(cè)控頻率要求不高，因此系統(tǒng)采用 AT90S8515單片機(jī)接收溫、濕度數(shù)據(jù)，并由 RS232 口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。 當(dāng)頻率信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)后，采用多項(xiàng)式插值 (內(nèi)插法 )的方式將頻率值轉(zhuǎn)換為濕度值。 濕度測(cè)量的原理框圖如圖所示。將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常用兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直