基于labview的温度采集系统

CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2021•中国科技信息2021年第6期31万~60万©器d linkdappraisement industry郑玲玲张金刘芳丁俊香赵婷陆军炮兵防空兵学院郑玲玲（1983-）女，安徽省全椒县，硕士，讲师，研究方向：计算机控制。

DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2021.06.028基于LabVIEW和Arduino的温湿度采集系统设计本文利用虚拟仪器平台实现对温湿度数据的采集和控制。

在整个系统中，Arduino Uno作为下位机，负责对传感器信息的读写和数据传输；LabVIEW编写的显示软件作为上位机，上位机和下位机之间利用USB-TTL接口实现通信。

实验结果表明，该系统可以使温湿度数据的采集变得更加高效、快捷，通过计算机的辅助决策实现了数据的处理和显示，提高工作效率，达到对温湿度环境有较高要求的场合进行环境监测的目的。

温湿度测量一直是工业生产和科学研究中非常重要的环节之一，测量数据的准确性和时效性又与测量仪器有着密不可分的联系。

目前的温湿度数据一般采用诸如温湿度计这类传统仪器进行测量，然而传统仪器结构固化，功能单一，已经不能满足用户对数据变化趋势的实时显示和预测，以及温湿度超限报警等功能的需求。

随着科学技术的快速发展和用户需求的不断提高，应运而生的虚拟仪器技术，则是以高性能的模块化硬件为基础、灵活高效的软件为核心，通过计算机技术、通信技术和测量技术等来完成各种测试、测量工作。

虚拟仪器可以将计算机强大的计算处理能力和仪器设备的测量控制能力有效结合，并通过软件开发出交互式图形界面来实现对数据的显示、存储以及分析处理。

这种融合不仅缩小了仪器的体积和成本，还有效降低软硬件开发和维护费用，同时还能完成个性化功能的实现。

所以和传统仪器相比，虚拟仪器有着不可比拟的显著优势。

系统设计方案本设计分为两个部分，上位机的检测界面由图形化的编程软件LabVIE W来实现，它不仅能方便快捷地完成与各种软硬件的连接，还拥有强大的数据处理能力，它将采集到的温湿度数据进行处理、存储并通过曲线来显示，这样可以实时观测温湿度的变化趋势。

摘要随着电子测试技术的不断发展，测试技术正向自动化，智能化，数字化和网络化的方向发展。

其中数字滤波器作为测试技术的重要工具而被广泛的使用与各个领域。

本课题是用Labview来实现温度检测系统的设计以及应用首先，本论文介绍Labview相关知识，利用虚拟仪器的开发平台——Labview开发的软件系统，主要包括五个模块：数据采集，显示记录，数据回放，数据处理和数据分析。

VI是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向，Labview是一个基于图形虚拟仪器的软件开发工具，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。

本文重点介绍了虚拟仪器的界面Labview的应用，并设计一个基于虚拟仪器的数字和控制系统，阐述了系统开发过程中数据的采集和软硬件的设计关键字：Labview 温度测量数据采集AbstractAlong with the electronic test technology's unceasing development, the testtechnology forward automation, the intellectualization, digitized and the networkdirection develops. Andthedigital filtertake the test technology the important tool by the widespread use and each domain. This topic is realizes the temperatureexaminationsystem's design as well as the application with Labview first, the present paper introduced that the Labview related knowledge, the use hypothesizedinstrument's development platform - - Labviewdevelopment's software system,mainly includes five modules: The data acquisition, demonstrates the record,playbacking, the data processing and the data analysis.VI is the product which the computer technology and thetraditional instrument technology unifies, is an important direction which the instrument develops, Labview is one based on the graph hypothesized instrument's software development tool, mainly uses in domains and so on test automation, process control, instrumental design and data analysis, its basic philosophy is uses the software in the instrumental design or the test system to replace the hardware as far as possible, namely “the software is the instrument”, he is in the general-purpose calculator platform, defines and designs instrument's test function according to the user's needs, its essence is realizes fully using computer's newest technology with the expansion tradition instrument's function. This article introduced with emphasis the hypothesized instrument's contact surface Labview application, and designs one based on the hypothesized instrument's digit and the control system, elaborated in the system performance history data gathering and software and hardware's design Keyword: LabVIEW Temperature survey Data acquisition目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)绪论1.1课题背景 (1)1.1.1背景简介 (2)1.1.2引言 (2)第二章虚拟仪器简介2.1虚拟仪器特点 (3)2.2虚拟仪器构成 (4).3 Labview8.5的安装及应用 (5)第三章系统硬件设计3.1系统设计流程模块 (6)3.2硬件电路设计 (7)3.2.1硬件电路基本组成 (9)3.2.2硬件电路基本功能描述 03.2.3硬件电路模块功能分析 (3)3.2.3.1温度传感器电路原理 (4)3.2.3.2模数转化以及数据存储原理 (2)第四章系统软件设计4.1 系统软件设计基本流程 (3)4.2 系统软件设计测量参数原理 (2)4.3 数据采集子程序的设计 (3)4.3.1 数据采集卡USB2013简介 (4)4.3.2 数据采集卡工作原理及分析 (4)4.4系统闭环控制实现过程 (5)4.4.1系统闭环基本工作原理 (5)4.4.2工程PID算法分析控制器原理 (5)4.5温度检测系统VI程序设计 (6)总结 (5)结束语 (3)参考文献 (4)致谢 (4)课题背景背景简介：虚拟仪器（VI）是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向。

使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测在科学研究、实验室操作、工业生产等领域中，温度控制是一项至关重要的任务。

为了实现对温度的精确调节和监测，使用LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）这一基于图形化编程的软件平台，可以提供便捷、灵活和高效的解决方案。

LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的工具软件，它允许用户通过可视化编程来创建控制、测量和测试系统。

借助LabVIEW，用户可以通过拖拽和连接不同的函数块来构建程序，而不需要编写传统的文本代码。

在温度控制的实例中，LabVIEW可以与温度传感器和执行器等硬件设备进行连接，实时获取温度数据并控制传热系统以实现温度调节。

下面将分为三个部分介绍具体的温度控制实现。

1. 温度检测在LabVIEW中，可以通过连接温度传感器，如热电偶或热敏电阻，来实现温度的准确监测。

使用LabVIEW提供的虚拟仪器（Virtual Instrument）和相应的函数模块，用户可以读取传感器输出的模拟信号，将其转换为数字信号，并进行数据处理和显示。

首先，在LabVIEW的开发界面中，用户可以选择合适的传感器接口并建立连接。

然后，通过LabVIEW提供的模块化函数，用户可以设置采样率、传感器类型、数据格式等参数。

接着，用户可以添加数据处理的模块，如滤波器、数据平均等，以提高温度数据的可靠性和抗干扰能力。

最后，利用LabVIEW的图形化界面设计功能，用户可以自定义数据显示的格式，如实时曲线图、数字显示等，便于用户直观地观察和分析温度变化。

2. 温度控制除了温度检测，LabVIEW还可以实现温度的精确调节。

用户可以通过与执行器（如电热器或制冷机）的连接，实时接收温度数据，并根据设定的目标温度进行反馈控制。

在LabVIEW中，用户可以设置温度控制的参数，如比例、积分和微分系数，以及控制周期。

基于LabVIEW的数据采集与处理技术LabVIEW是一种图形化编程环境，被广泛应用于数据采集与处理领域。

本文将介绍基于LabVIEW的数据采集与处理技术，包括其原理、应用和发展趋势。

一、LabVIEW的原理LabVIEW是National Instruments（NI）公司开发的一种用于数据采集、控制、测量和分析的编程工具。

它采用图形化编程语言，即通过连接图形化的“节点”（也称为虚拟仪器或VI）来构建程序。

LabVIEW的程序由一系列的节点组成，每个节点代表一个操作或函数。

用户可以通过拖拽和连接这些节点来实现数据采集和处理。

这种图形化的编程方式使得非专业程序员也能够很容易地使用LabVIEW进行数据采集和处理。

二、LabVIEW的应用1. 数据采集LabVIEW提供了丰富的数据采集模块，可以通过各种方式获取不同类型的数据。

它支持各种传感器和仪器，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

通过连接这些传感器和仪器，LabVIEW可以实时采集并显示数据。

2. 数据处理LabVIEW提供了强大的数据处理功能，可以对采集到的数据进行各种处理和分析。

它支持数学运算、滤波、插值、统计分析等。

用户可以根据需要对数据进行处理，从而得到更有用的结果。

3. 控制系统LabVIEW可以用于构建控制系统，实现对实验室设备或生产设备的控制。

它支持PID控制算法、状态机等控制方法，用户可以根据需要设计和调整控制策略。

4. 图形化界面LabVIEW提供了友好的图形化界面设计工具，用户可以通过拖拽和连接各种控件来创建自定义的界面。

这样，用户不仅可以方便地实现数据采集和处理，还可以将结果以直观的方式显示给用户。

三、LabVIEW数据采集与处理技术的发展趋势1. 高性能硬件支持随着计算机硬件的不断发展，LabVIEW可以利用更强大的计算能力进行数据采集和处理。

现在已经出现了一些基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）的硬件，使得LabVIEW可以实现更高的数据采集速率和处理能力。

南昌大学实验报告学生姓名：胡文松学号： 6103413007 专业班级：生医131班实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：综合实验三温度计设计一、实验目的1. 学习LABVIEW编程所需的基础知识，掌握LABVIEW的基本功能和使用方法；2. 掌握利用LABVIEW功能模板进行虚拟仪器设计；3. 理解温度计的设计原理，并在此基础上进行设计。

二、实验要求(1)能将温度数据显示为摄氏和华氏两种模式；温度信号调用函数或子VI仿真。

（2）实时采集和显示温度历史记录数据，给出一段时间内的最高温度和最低温度及平均温度；(3)设置温度上下限，超出所设范围报警；(4)温度数据可以保存，回放，并根据需要以查看指定时间段的温度数据。

三、实验原理假设传感器输出电压与温度成正比，本程序用软件代替了DAQ数据采集卡。

创建一个‘Temperature Creation’VI程序模拟温度测量，使用此VI子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。

在数据采集过程中，实时地显示数据。

当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜声。

当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询五、实验内容（1）‘Temperature Creation’子VI程序，这个子VI用于模拟温度测量。

程序框图（2）‘温度数据分析’程序，用于分析计算输入数据的最大值、最小值、平均值。

前面板程序框图（3）报警系统前面板程序框图（4）温度记录温度回放温度回放（5）温度回放部分前面板程序框图（3）‘温度计设计’的前面板和实验框图前面板程序框图（4）实验调试b．硬件调试程序框图（5）实现的功能：a.可以实现摄氏度、华氏度、两种温度的转换和显示，在前面板可以查看两种温度，并能用波形图表显示出温度的变化。

摘要随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了很大的进步，采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。

各种领域都用到了数据采集，在石油勘探，地震数据采集领域已经得到应用。

随着测控技术的迅猛发展，以虚拟仪器为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。

数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、储存等操作。

数据采集系统主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。

温度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中。

本文主要介绍了利用labview实现温度采集系统的设计过程，系统结构时利用了labview的虚拟仪器技术，由labview虚拟系统自生成温度信号，通过温度的采集实现对温度数据的采集，预处理，分析，储存和显示。

全文的内容主要包括：虚拟仪器的发展，labview虚拟仪器的介绍，温度采集系统的制作与调试最后是自己在本次制作中的不足与展望。

关键词：labview ，虚拟仪器，温度监测系统目录1、研究背景 (1)1.1温度的研究背景 (1)1.2研究的意义 (1)2、课题方案 (2)2.1实验目的 (2)2.2实验目标 (2)3、研究思路和方法 (3)3.1实验内容和步骤 (3)3.2单元设计模块 (3)4、前面板界面设计 (7)5、程序框图设计 (8)6、程序运行情况 (9)7、心得体会 (10)参考文献 (11)1、研究背景1.1温度的研究背景传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的要求。

在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。

如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题。

课程设计课程名称虚拟仪器课程设计课题名称虚拟温度采集系统设计专业班级学号姓名指导老师年月日学院课程设计任务书课题名称虚拟温度采集系统设计姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见意见：审核人：一、任务及要求本课题要求设计一个温度采集系统。

该系统：1、可以设置温度采集数以及采集的速度。

通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。

2、采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：可通过虚拟面板的波形图显示。

3、在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键。

4、为了设计方便，用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。

二、进度安排第一周：周一：集中布置课程设计相关事宜，分析课题查阅资料。

周二～周三：具体任务讲解及指导，实现方案确定。

周四～周日：软件设计及问题解决。

第二周：周一～周二：设计方案确定，编写程序，上机调试程序。

周三：整体程序调试。

周四~周五：设计报告撰写。

周五进行答辩和设计结果检查。

三、参考资料1．张健，韩薪莘.《LabVIEW图形化编程与实例应用》.北京：中国铁道出版社2．戴鹏飞.《测试工程与LabVIEW应用》.北京：电子工业出版社3．路林吉. 虚拟仪器的应用.电子技术目录第1章课程设计任务及要求 (1)1.1 课题任务 (1)1.2 课题要求 (1)第2章设计理念 (2)2.1 设计背景 (2)2.2 整体设计流程 (2)2.3 算法流程 (2)2.4 前面板控件及程序框图说明 (3)第3章系统各模块分析 (5)3.1 前面板设计 (5)3.2 控件初始化 (5)3.3 时间处理 (6)3.4 按键控制 (6)3.5 温度报警控制 (7)3.6 进度显示 (7)3.7 温度转换 (8)3.8 温度显示 (8)第4章系统调试 (10)4.1 初始值设定 (10)4.2 采集开始 (10)4.3 采集暂停 (10)4.4 采集完成 (11)4.5 采集停止 (11)4.6 调试注意事项............................................................................ 错误！未定义书签。

编号南京航空航天大学毕业设计技术报告课题名称基于DS18B20 和LabVIEW的多路温度采集系统学生姓名柳小勤liuxqsmile@学号05993218专业飞行器制造工程班级059932指导教师岳林2003 年6 月目录摘要 (1)第一章概述 (2)1.1 DS18B20 温度传感器简介 (2)1.1.1 单总线的读写时序 (3)1.1.2 传感器的常用命令 (3)1.1.3 测量方案设计 (4)1.2 虚拟仪器及其编程语言LabVIEW (5)1.2.1 LabVIEW 程序的执行顺序 (6)1.2.2 LabVIEW 中的数据类型 (6)1.2.3 LabVIEW 程序的功能设计 (7)1.3 系统的总体设计 (7)第二章单片机部分硬件及程序设计 (7)2.1 硬件设计 (7)2.2 单片机程序设计 (8)2.2.1 主程序结构 (8)2.2.2 温度采集程序 (10)2.2.3 增加/删除通道程序 (11)2.2.4 搜索序列号程序 (11)2.3 存储空间的分配 (14)2.4 小结 (15)第三章LabVIEW 中程序的设计 (15)3.1 程序界面 (15)3.2 程序预处理 (16)3.2.1 串口初始化和握手 (18)3.2.2 参数读入和表格初始化 (20)3.3 程序主体 (20)3.3.1 选项 (20)3.3.2 温度采集 (22)3.3.3 保存数据 (23)3.3.4 读出数据 (23)3.4 小结 (24)总结 (24)致谢 (24)参考文献 (25)基于DS18B20和LabVIEW的多路温度采集系统的开发摘要本文介绍了一种基于DS18B20 温度传感器和虚拟仪器设计软件LabVIEW 的单总线多路温度采集系统。

多个温度传感器DS18B20 通过单总线结构连接到单片机的一个双向口，单片机和微机通过串口连接。

单片机响应主机的命令，控制传感器的选通、启动转换、发送数据、增加或删除通道等。

实验四基于LabVIEW的应用实例—温度采集实验时间：2018.10.16 地点：计算中心S2-101 学号：201517010 姓名：刘明亮一、实验目的1.掌握LabVIEW8．5编程的基本操作；2.掌握使用LabVIEW8．5进行开发虚拟仪器的方法。

二、实验内容1．掌握LabVIEW8．5编程和调试的基本步骤；2．使用LabVIEW 对采集的温度信息进行采集和处理。

三、实验步骤实验步骤如下：1 ．文件—新建VI2 ．前面板—(右击)控件选板—经典—经典布尔—带标签的椭圆形按钮3 ．前面板—(右击)控件选板—经典—经典布尔—经典方形指示灯4 ．前面板—(右击)控件选板—经典—经典布尔—垂直开关5 ．前面板—(右击)控件选板—经典—经典数值—经典温度计6 ．前面板—(右击)控件选板—经典—经典数值—经典仪表7 ．程序框图—(右击)函数选板—数学—数值—随机数(0-1)或程序框图—(右击)函数选板—编程—数值—随机数(0-1)8 ．程序框图—(右击)函数选板—数学—数值—加9 ．程序框图—(右击)函数选板—数学—数值—乘10．程序框图—(右击)函数选板—数学—数值—除11．程序框图—(右击)函数选板—编程—比较—选择或程序框图—(右击)函数选板—Express—算术与比较—Express比较—选择12．程序框图—(右击)函数选板—编程—数值—数值常量13．程序框图—加—(右击)创建—常量14．程序框图—(右击)函数选板—Express—执行过程控制—时间延迟15．程序连线如下图16．程序函数配置和前面板控件属性配置数值常量配置见上图(程序框图)前面板修饰：(1．前面板—(右击)控件选板—新式—修饰—下凹框(2．前面板—(右击)控件选板—新式—修饰—下凹盒(3．前面板—查看—工具选板—设置颜色(可设置控件和文本背景填充色) (4．前面板—查看—工具选板(或shift+右击)—编辑文本(5．前面板—文本设置—颜色(6．前面板—重新排序—移至后面(调整控件叠放层次)程序连续运行时，可配置时间延迟使过程放慢四、实验结果五、实验心得及体会。

LabVIEW应用实例温度监测与控制LabVIEW应用实例：温度监测与控制LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款基于图形化编程的虚拟仪器软件平台，被广泛应用于工程、科学和教育领域。

本文将通过一个实际应用示例，介绍如何使用LabVIEW来监测和控制温度。

一、引言随着技术的不断进步，温度控制在许多领域中变得至关重要。

例如，在工业生产中，精确的温度控制可以提高产品质量和生产效率。

在科研实验中，稳定的温度条件对于获得准确的实验结果至关重要。

因此，利用LabVIEW的强大功能来实现温度监测和控制是非常有意义的。

二、实验原理本实验使用一个温度传感器来监测环境温度，并通过一个加热器来控制环境温度。

LabVIEW可以通过与传感器和加热器的连接，实时获取温度数据并控制加热器的操作。

下面是实验步骤：1. 连接温度传感器：将温度传感器连接到LabVIEW的数据采集卡上。

2. 设定温度范围：设置期望的温度范围，例如20°C至25°C。

3. 获取温度数据：使用LabVIEW的数据采集功能获取传感器实时的温度数据。

4. 温度控制算法：根据采集到的温度数据，使用LabVIEW进行温度控制算法的设计。

例如，当温度低于设定范围时，打开加热器；当温度高于设定范围时，关闭加热器。

5. 控制加热器：利用LabVIEW控制加热器的开关，实现温度控制。

三、LabVIEW实现在LabVIEW中实现温度监测和控制需要使用到以下几个模块：1. 数据采集模块：通过连接数据采集卡和温度传感器，实时获取温度数据。

2. 温度显示模块：将采集到的温度数据显示在LabVIEW的界面上，以便实时监测。

3. 温度控制模块：设计温度控制算法，并根据温度数据控制加热器的开关。

4. 用户界面模块：设计一个直观友好的用户界面，提供设定温度范围和监测数据的功能。

通过将以上模块进行连接和调试，即可实现温度监测和控制系统。

《基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发》篇一一、引言随着信息技术的快速发展，数据采集及分析系统在众多领域的应用越来越广泛。

为了满足高效率、高精度的数据采集与分析需求，本文提出了一种基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发方案。

该系统通过LabVIEW软件平台，实现了数据的实时采集、处理、分析和存储，为相关领域的研究和应用提供了强有力的技术支持。

二、系统概述本系统基于LabVIEW软件平台进行开发，主要包括数据采集模块、数据处理与分析模块以及数据存储与输出模块。

系统通过传感器等设备实时采集数据，经过处理和分析后，将结果以图表等形式输出，并存储在数据库中，以便后续查询和分析。

三、数据采集模块数据采集模块是本系统的核心模块之一，负责从传感器等设备中实时采集数据。

该模块采用了多通道、高精度的数据采集技术，能够同时采集多种类型的数据，如温度、湿度、压力、电压等。

此外，该模块还具有自动校准和误差补偿功能，确保了数据的准确性和可靠性。

四、数据处理与分析模块数据处理与分析模块负责对采集到的数据进行预处理、分析和处理。

该模块采用了先进的信号处理技术和算法，能够对数据进行滤波、去噪、趋势预测等操作。

此外，该模块还支持多种数据分析方法，如统计分析、模式识别等，能够根据用户需求进行定制化开发。

通过该模块的处理和分析，用户可以得到更加准确、全面的数据结果。

五、数据存储与输出模块数据存储与输出模块负责将处理和分析后的数据结果以图表、表格等形式输出，并存储在数据库中。

该模块采用了高效的数据库管理系统，支持海量数据的存储和管理。

此外，该模块还支持多种数据输出格式，如Excel、PDF等，方便用户进行后续分析和应用。

六、系统实现本系统的实现主要涉及硬件和软件两个方面的内容。

硬件方面，需要选用合适的传感器等设备进行数据采集；软件方面，需要采用LabVIEW软件平台进行开发。

在开发过程中，需要遵循软件工程的思想，进行需求分析、系统设计、编码实现、测试和维护等环节。