【正文】 一個或幾個測量數(shù)據(jù)，而且新接受數(shù)據(jù)點要接在原有波形的后面連續(xù)顯示。 （ 1）、溫度實時圖 在虛擬儀器中，波形顯示控件主要分成兩大類，一類為事后記錄圖，或事后記錄波形控件；另一類稱為實時趨勢圖，或?qū)崟r趨勢波形控件。 單個大棚的溫度測控系統(tǒng) 單個大棚的溫度測控系統(tǒng)前面板如圖 2— 7 所示。 在 VI 處于編輯狀態(tài)時，用鼠標（對象操作工具狀態(tài)）單擊遞增 /遞減按鈕可將當前的選擇框架切換到前一個或后一個選擇框架；用鼠標單擊選擇器標簽，可在下拉 選單中選擇切換到任一個選擇框架。 但是，在使用選擇結(jié)構(gòu)時候，控制條件的數(shù)據(jù)類型必須與選擇器標簽中的數(shù)據(jù)類型一致。 當控制條件為數(shù)字型時，選擇結(jié)構(gòu)的選擇器的選擇器標簽的 值為整數(shù) 0、 2 等，選擇框架的個數(shù)可根據(jù)實際需要確定，在選擇框架的右鍵彈出選單可天家選擇框架。選擇結(jié)構(gòu)比較靈活，輸入選擇端口中的外部控制條件的數(shù)據(jù)類型有 3 種可選：布爾型、數(shù)字型和字符串型。在本框圖中， False 框架內(nèi)的內(nèi)容為空，忽略不計，所以沒有顯示?？驁D為 選擇結(jié)構(gòu)的一種，其輸入為“ Ture”和“ False”兩種，當輸入為 Ture 時，為真，顯示 Ture 框架里的內(nèi)容，當為“ False”時，顯示 False 內(nèi)的 圖 2— 5 溫室大棚的前面板 Fig25 Board in the front in the large canopy of the greenhouse 圖 2— 6 1 號大棚的子程序框圖 Fig26Subprogram block diagram of the large canopy of the 1st 內(nèi)容。 9 1 號大棚的程序框圖如圖 2— 6 所示，“ OK”為布爾按鈕，其值為 1 和 0， 1 為真， 0 為假。 當大棚內(nèi)溫度過高或過低時，大棚號會顯示出紅色，并出現(xiàn)“溫度報警”的字樣，這是，點擊 1 號大棚，會出現(xiàn) 1 號大棚內(nèi)的子程序前面板，顯示溫度值等數(shù)據(jù)，具體介紹在后面給出。 圖 23 登陸框圖程序 — 確定的框圖程序 Fig23 Land the block diagram procedure Procedure of block diagram confirmed 圖 2— 4 登陸框圖的取消程序框圖 Fig 24 Land the cancellation procedure block diagram of the block diagram 溫室大棚界面 其大棚界面前面板如圖 2— 5 所示。 事件結(jié)構(gòu)只響應(yīng)用戶交互操作引發(fā)的事件。 使用事件結(jié)構(gòu)處理用于循環(huán)控制的布爾控件。 使用一個事件結(jié)構(gòu)子框架處理多個通告事件。 圖 2— 2 登陸面板 Fig22 Land the panel 事件結(jié)構(gòu)的特點如下： 使用 Mechanical Action 屬性為 Latch 的布爾控件來觸發(fā)事件。過濾事件用來控制用戶界面的操作。 事件結(jié)構(gòu)能夠響應(yīng)的事件有兩種類型：通告事件和過濾事件。這給用戶的編程帶來了很大的方便。 其框圖程序分為兩部分，結(jié)構(gòu)為事件 結(jié)構(gòu)，當程序運行時，點擊確定或取消，就能進 7 入或退出系統(tǒng)。 如圖所示，如果輸入正確的用戶名和密碼，點確定，將進入虛擬儀器溫室大棚溫度測控系統(tǒng)；如果輸入的用戶名和密碼錯誤，將無法登陸虛擬儀器溫室大棚溫度測控系統(tǒng)。下面分別敘述其功能。 由于虛擬儀器具有以上優(yōu)點，所以，溫室大棚的溫度控制系統(tǒng)采用了 虛擬儀器語言來設(shè)計系統(tǒng)的前面板。虛擬儀器棉班空間對應(yīng)著軟件程序，這些軟件已經(jīng)設(shè)計好了，使用時用戶只需將代表該種軟件程序的圖形控件防在窗口中相應(yīng)的位置，然后把所有的圖標連起來，就組成了一個虛擬儀器系統(tǒng)。 虛擬儀器：由用戶自己定義、軟件是關(guān)鍵、價格低、可重復(fù)使用、技術(shù)更新快（ 1— 2年）、開放系統(tǒng)，可方便的同外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)等連接、規(guī)模、功能可任意修改、增減、開發(fā)維護費用低、智能化、多功能、遠距離傳輸 [7]。 具有強大的 Inter 功能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)遠程測控儀器的開發(fā) [3]。 囊括了 PCI、 GPIB、 PXI、 VXI、 RS232/48 USB 等各種儀器通信總線標準的所 6 有功能函數(shù)，使得不懂得總線標準的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標準接口設(shè)備和儀器。 提供傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點、單步運行，同時提供獨具特色的執(zhí)行工具，是程序動畫式運行，利于設(shè)計者觀察到程序運行的細節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷。 LabVIEW 軟件的特點如下： 具有圖形化的編程方式，設(shè)計者無需寫任何文本格式的代碼，是真正的工 程師語言。起軟件為控制、分析、處理程序。這部分的軟件稱為儀器（或設(shè)備）驅(qū)動器。由于被測對象是各種各樣的，有點或非電的物理量、化學(xué)量、生物量等，由于這些被測對象千差萬別，因此，在采集前通常要進行非電量到電量的變換（各式傳感器）、幅度（放大、衰減）、頻率（混頻、檢波、濾波）、阻抗（高阻、低阻、匹配）、隔離、激勵（交直流源、恒壓恒流源）等各種調(diào)理，使其到采集板時為歸一化的模擬電信號，最后再由采集板進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 信號（機 機）接口部分 此部分完成信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集功能。因此，虛擬儀器的基本組成應(yīng)包括： 用戶（人 機）接口部分 此部分完成參數(shù)設(shè)置和結(jié)果顯示等人 機對話功能。 虛擬儀器的基本工作原理 虛擬儀器完成上述三大功能的原理框圖如圖 21 所示 圖 21 虛擬儀器原理功能圖 Fig21 Principle functional diagram of VI 工作構(gòu)成如下：首先，用戶通過虛擬儀器面板設(shè)置好儀器功能，量程，頻段等工作參被測對象 調(diào)理、采集 激勵 檢測 軟件 計算機 及附件 （控制、處理） 用戶 鍵盤 顯示 讀出 鍵入 用戶接口 （人 機接口） 儀器驅(qū)動程序 （機 機接口） 5 數(shù)后，啟動儀器進行測量。 虛擬儀器開放、靈活、可與計算機同步發(fā)展，與網(wǎng)絡(luò)及其他周圍設(shè)備互聯(lián) [2]。 儀器性能的改進和功能的擴展只需更新 相關(guān)的軟件設(shè)計，而不需要購買新的儀器。 在通過硬件平臺確定后，由軟件取代傳統(tǒng)儀器中的硬件來完趁一起的功能。這樣，在每個分面板上就可以實現(xiàn)功能操作的單純化與面板布置的簡捷化，從而提高操作的正確性和便捷性。 虛擬儀器的特點 傳統(tǒng)的面板只有一個，其上布置著種類繁多的顯示和操作元件，易導(dǎo)致許 多識別與操作錯誤。 虛擬儀器是在一 PC 為核心組成的硬件平臺支持下，通過軟件編程來實現(xiàn)儀器功能的。因此，設(shè)計虛擬儀器前面板就是在前面板設(shè)計窗口中擺放所需的圖標，然后對圖標的屬性進行設(shè)置。 虛擬儀器面板上的各種“圖標”與傳統(tǒng)儀器面板上的各種“器件”所完成的功能是相同的。 虛擬儀器的“虛擬”兩字主要包含以下兩方面的含義。 、虛擬儀器 所謂虛擬儀器技術(shù)，就是用戶在通用的計算機平臺上，根據(jù)測試任務(wù)的需要來定義和設(shè)計儀器的測試功能，其實只是充分利用計算機來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器功能。計算機軟件技術(shù)和測試系統(tǒng)更加緊密的結(jié)合趁一個有機整體，導(dǎo)致儀器的結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計觀點的也發(fā)生突破性的變化。電子測量儀器發(fā)展至今，經(jīng)歷了指針式儀表、模擬器件儀器、數(shù)字器件儀器、智能儀器、個人儀器、虛擬儀器的發(fā)展階段。 在涉及本系統(tǒng)中，需要對 LabVIEW 進行學(xué)習(xí)，然后設(shè)計系統(tǒng)的前面板，對溫度傳感器進行選擇，對單片機和通信標準進行選擇和設(shè)計，由于本系統(tǒng)側(cè)重軟件部分，所以，硬件部分的程序忽略不寫。 2 圖 1 溫室大棚溫度控制系統(tǒng) Temperature control system of large canopy of greenhouse 本系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進行采集，然后再進行比較，通過比較對大棚內(nèi)的溫度是否超過溫度限制進行分析，如果超過溫度限制，溫度 報警系統(tǒng)將進行報警，來通知管理人員大棚內(nèi)的溫度超過限制，大棚內(nèi)的溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而有利于農(nóng)作物的生長，提高產(chǎn)量。其原理圖如圖 1— 1 所示。本系統(tǒng)有單片機，溫度傳感器，串口通信，和計算機組成。 改進辦法 虛擬儀器技術(shù)越來越完善，所以，選用虛擬儀器來改善大棚的溫度控制系統(tǒng)。這些操作都是在人工情況下進行的，這些都浪費了大量的人力物力，對于大棚數(shù)量很多來說，是面臨的一個難題。 現(xiàn)有溫室大棚的缺點 隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫度控制成為一個難題。由于溫室大棚能帶來可觀的經(jīng)濟效益，溫室大棚技術(shù)越來越普 及。 溫室大棚就是建立一個模擬適合生物生長的氣候條件，創(chuàng)造一個人工氣象環(huán)境，來消除溫度對生物生長的限制。 1 新式溫室大棚畢業(yè)設(shè)計論文 概述 現(xiàn)狀 我國人多地少，人均占有耕地面積少。因此，要改變這種局面，只靠增加耕地面積是不可能的，要用新的方法來提高單位畝產(chǎn)量，溫室大棚技術(shù)就是其中的一個好的方法。而且，溫室大棚能克服環(huán)境對生物生長的限制，能使不同的農(nóng)作物在不適合生長的季節(jié)產(chǎn)出，使季節(jié)對農(nóng)作物的生長影響不大，部分或完全擺脫了農(nóng)作物對自然條件的依賴。成為農(nóng)民增收的主要手段。傳統(tǒng)的溫度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計，通過讀取溫度值來知道大棚內(nèi)的實際溫度，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度與額定溫度進行比較，看溫度是否過高或過低，如果過高，就對大棚進行降溫處理，如果過低就升溫，就對大棚進行升溫?，F(xiàn)在，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品在大棚中培育的品種越來越多，對于數(shù)量較 多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局限性。 本系統(tǒng) LabVIEW 虛擬儀器編程，通過對前面板的設(shè)置來顯示溫室大棚內(nèi)的溫度，并進行報警，進而對大棚內(nèi)溫度進行控制。計算機主要是進行編程，對溫度進行顯示、報警和控制等；溫度傳感器是對大棚內(nèi)溫度進行測量，顯示；單片機是對溫度傳感進行編程，讀去溫度傳感器的溫度值，并半溫度值通過串口通信送入計算機；串口通信作用是把單片機送來的數(shù) 據(jù)送到計算機里，起到傳輸作用。 需要做的工作就是進行計算機編程，和單片機編程，使傳感器工作，并進行溫度控制。本系統(tǒng)最大的優(yōu)點是在一臺電腦上可以監(jiān)測到多個大棚內(nèi)的溫度情況，從而進行控制。 大棚 溫度傳感器 單片機 計算機 RS485 通信 3 虛擬儀器程序設(shè)計 虛擬儀器介紹 儀器的發(fā)展概況 儀器是人類認識世界的基本工具，也是信息社會人 們獲取信息的主要手段之一。 由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器領(lǐng)域中的應(yīng)用，新的測試理論、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，電子測量儀器的功能和作用已發(fā)生質(zhì)的變化，其中計算機處于核心地位。在上述的背景下，出現(xiàn)了新的儀器概念 — 虛擬儀器 [1]。虛擬儀器技術(shù)綜合運用了計算機技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、標準總線技術(shù)和軟件工程方法，代表了測量儀器與自動測試系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。 （ 1）、虛擬儀器的面板是虛擬的。傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是“實物”，而且是由“手動”和“觸摸”進行 操作的；虛擬儀器前棉班是外形與實物相象的“圖標”，每個圖標的“通”、“斷”、“放大”、等動作通過用戶操作計算機鼠標或鍵盤來完成。 （ 2）、虛擬儀器測量功能是通過對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)的。因此，可以通過不同測試功能軟件模塊的組合來實現(xiàn)多種測試功能。虛擬儀器可以通過在幾個分面板撒謊感的操作來實現(xiàn)比較 4 復(fù)雜的功能。同時，虛擬儀器面板上的顯示元件和操作元件的種類和形式不受“標準件”和“加工工藝”的限制，它們是由編程來實現(xiàn)的，設(shè)計者可以根據(jù)用戶的認知要求和操作要求，設(shè)計儀器面板。 儀器的功能是用戶根據(jù)需要由軟件來定義的，而不是事先由廠家定義好的。 研制用期較傳統(tǒng)儀器大為縮短。 虛擬儀器的功能和基本工作原理 虛擬儀器的功能： （ 1）、信號調(diào)理和采集功能； （ 2）、數(shù)據(jù)分析和處理功能； （ 3）、參數(shù)設(shè)置和結(jié)果表達。在計算機控制下，被測對象經(jīng)儀器部分的調(diào)理和采集后，變成數(shù)據(jù)，再經(jīng)過計算機處理，其結(jié)果送顯示，由用戶讀取或打印輸出。其硬件有鼠標、鍵盤、顯示器、打印機 、繪圖儀等，其軟件有用戶界面。它的硬件主要由測量儀器的模擬電路為主構(gòu)成。此外，信號接口部分通常還含 D/A 變換，定時 /記數(shù)、數(shù)字 I/O 等功能模塊。 控制與處理部分 此部分硬件包括各種高性能的計算機（筆記本機、 PC 機、工控機、工作站等）及附件。 語言 LabVIEW 是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡稱，是美國國家儀器公司（簡稱 NI）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，功能最強的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境。 提供豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)。 32