基于LabVIEW的应用实例-模拟温度采集检测系统共23页文档
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基于LabVIEW的温度检测系统摘要温度是个基本的物理量,他是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度测量的要求也越来越高,而且测量范围也越来越广。
合理的温度范围和精确地温度的测量队提高产品的质量、产量,降低消耗,实现工业生产自动化,均有积极作用,因此温度检测技术的研究具有重大意义。
本系统是一个基于LabVIEW的温度检测系统,采用多点温度检测,能检测较大区域内的温度变化,主要包括上位机和下位机两个部分。
下位机使用的DS18B20传感器和AT89C51单片机。
上位机和下位机的通讯方式是串口通讯。
上位机使用的是虚拟仪器LabVIEW,主要功能是实时温度的显示,温度曲线时间轴的显示,历史温度曲线的显示以及超限温度报警。
关键字:Labview 温度测量ABSTRACTThe temperature is a basic physical quantity, it is one of the most common industrial processes, the most important process parameters. With the continuous development of industry, the requirements for temperature measurement is also getting higher and higher, and the increasingly wide range of measurement. Reasonable temperature range and accurate temperature measurement team to improve product quality, production, reduce consumption, to achieve the automation of industrial production, had an active role in temperature sensing technology is of great significance.This system is a temperature sensing system based on LabVIEW, using multi-point temperature detection can detect temperature changes within the larger area, including two parts of the upper and lower machine. The next bit machine using the DS18B20 sensors and AT89C51 microcontroller. The upper and lower machine communication is serial communication. The host computer using a virtual instrument LabVIEW, the main function is to display real-time temperature, the temperature curve Timeline display, alarm display and gauge the temperature of the historical temperature curve.Keywords: LabVIEW Temperature survey目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章引言 (1)1.1 背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1温度传感器 (2)1.2.2 上位机 (3)1.2.3 上位机与下位机通讯方式 (4)1.3研究内容 (4)第2章系统设计 (5)2.1下位机设计 (5)2.1.1 温度检测模块设计 (5)2.1.2 上位机和下位机的通讯方式设计 (6)2.1.3 下位机主控模块设计 (6)2.2上位机设计 (6)第3章下位机的软硬件实现 (9)3.1硬件实现 (9)3.1.1 DS18B20温度传感器 (9)3.1.2 单片机外围电路 (10)3.2下位机软件设计 (11)第4章上位机实现 (13)4.1上位机总体模块 (13)4.2模块分析 (13)4.2.1 串口通讯模块 (13)4.2.2 数据处理模块 (15)4.2.3 数据显示模块 (17)4.2.4 温度报警模块 (20)第5章调试 (21)5.1硬件调试 (21)5.2软件调试 (21)5.2.1 调试准备 (21)5.2.2 运行结果 (22)第6章结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录I 源代码 (27)附录II 下位机电路图 (44)附录II 上位机程序图 (45)第1章引言1.1 背景温度是表征物体冷却程度物理量, 在许多工业生产和科学实验过程中,温度参数的检测和控制都非常重要。
1.系统设计1.1 系统总体设计方案设计框图如下所示:图1 系统总体设计框图1.2 单元电路方案的论证与选择硬件电路的设计是整个实验的关键部分,我们在设计中主要考虑了这几个方面:电路简单易懂,较好的表达物理思想;可行性好,操作方便。
在设计过程中有的电路有多种备选方案,我们综合各种因素做出了如下选择。
1.2.1 温度信号采集电路的论证与选择方案:本系统中我们采用MF58型高精度负温度系数热敏电阻器及其外围电路,组成温度信号采集电路。
相比较方案一,方案二后续电路较复杂,且需进行温度标定,但由于此方案能够较好的表达物理思想,通过实验标定温度,可以使我们更好的理解模拟信号与数字信号的转化,故我们采用了此方案。
MF58型高精度负温度系数热敏电阻器有许多优点:稳定性好,可靠性高;阻值范围宽:0.1-1000K ;阻值精度高;由于玻璃封装,可在高温和高温等恶劣环境下使用;体积小、重量轻、结构坚固,便于自动化安装〔在印制线路板上〕;热感应速度快、灵敏度高。
故我们采用此温敏元件。
1.2.2 温度控制接口电路的论证与选择我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号,进而控制加热与降温电路工作。
选用集成式频率/电压转换器LM2907,配以外加电路,能将经PC机处理后输出的频率信号转换为直流电压信号,电压信号控制继电器〔相当于开关〕工作从而使电路联通,电风扇或加热丝工作。
在一定范围内,LM2907的频率和电压转换可成线性关系,可以实现电热丝加热功率和风扇转速的连续可调。
由于技术原因,我们未能实现这项功能,预留此项功能,可以作为功能扩展。
1.2.3 加热与降温电路的论证与选择由数据选择器与两片LM2907〔后接功率放大电路〕分别连接加热和降温电路,实现加热功率与风扇转速的连续可调,如所述。
原理图如下:图2 加热功率与风扇转速的连续可调电路原理图1.3 软件设计 主程序流程图频压转换电路 LM2907 频压转换电路 LM2907数据选择器功率放大电路 功率放大电路升温电路降温电路计 算 机图3 主程序流程图 PID算法PID算法是本程序中的核心部分。
基于LabVIEW的温度检测系统摘要温度是个基本的物理量,他是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度测量的要求也越来越高,而且测量范围也越来越广。
合理的温度范围和精确地温度的测量队提高产品的质量、产量,降低消耗,实现工业生产自动化,均有积极作用,因此温度检测技术的研究具有重大意义。
本系统是一个基于LabVIEW的温度检测系统,采用多点温度检测,能检测较大区域内的温度变化,主要包括上位机和下位机两个部分。
下位机使用的DS18B20传感器和AT89C51单片机。
上位机和下位机的通讯方式是串口通讯。
上位机使用的是虚拟仪器LabVIEW,主要功能是实时温度的显示,温度曲线时间轴的显示,历史温度曲线的显示以及超限温度报警。
关键字:Labview 温度测量ABSTRACTThe temperature is a basic physical quantity, it is one of the most common industrial processes, the most important process parameters. With the continuous development of industry, the requirements for temperature measurement is also getting higher and higher, and the increasingly wide range of measurement. Reasonable temperature range and accurate temperature measurement team to improve product quality, production, reduce consumption, to achieve the automation of industrial production, had an active role in temperature sensing technology is of great significance.This system is a temperature sensing system based on LabVIEW, using multi-point temperature detection can detect temperature changes within the larger area, including two parts of the upper and lower machine. The next bit machine using the DS18B20 sensors and AT89C51 microcontroller. The upper and lower machine communication is serial communication. The host computer using a virtual instrument LabVIEW, the main function is to display real-time temperature, the temperature curve Timeline display, alarm display and gauge the temperature of the historical temperature curve.Keywords: LabVIEW Temperature survey目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章引言 (1)1.1 背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1温度传感器 (2)1.2.2 上位机 (3)1.2.3 上位机与下位机通讯方式 (4)1.3研究内容 (4)第2章系统设计 (5)2.1下位机设计 (5)2.1.1 温度检测模块设计 (5)2.1.2 上位机和下位机的通讯方式设计 (6)2.1.3 下位机主控模块设计 (6)2.2上位机设计 (6)第3章下位机的软硬件实现 (9)3.1硬件实现 (9)3.1.1 DS18B20温度传感器 (9)3.1.2 单片机外围电路 (10)3.2下位机软件设计 (11)第4章上位机实现 (13)4.1上位机总体模块 (13)4.2模块分析 (13)4.2.1 串口通讯模块 (13)4.2.2 数据处理模块 (15)4.2.3 数据显示模块 (17)4.2.4 温度报警模块 (20)第5章调试 (21)5.1硬件调试 (21)5.2软件调试 (21)5.2.1 调试准备 (21)5.2.2 运行结果 (22)第6章结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录I 源代码 (27)附录II 下位机电路图 (44)附录II 上位机程序图 (45)第1章引言1.1 背景温度是表征物体冷却程度物理量, 在许多工业生产和科学实验过程中,温度参数的检测和控制都非常重要。
《虚拟仪器设计基础教程》课程设计报告课题:基于LabVIEW的模拟温度采集系统专业:测控技术与仪器班级:测控N111姓名:丁奇峰沈嘉祺陈挺指导老师:***日期:2015.1.8基于LabVIEW的模拟温度采集系统摘要:利用虚拟仪器软件LabVIEW作为温度采集监测系统的开发平台,实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。
利用图形化虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件,软件实现也很方便,同时图形化的显示使结果更直观、准确,并给出了模拟的系统程序。
引言:虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物,它充分利用计算机强大的运算处理功能,突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。
本文利用虚拟仪器平台,通过编写LabVIEW 软件对温度进行测量,可以减少硬件的重复开发,有利于系统的维护,也便于系统软件升级。
虚拟温度采集监测系统可对温度进行实时采集,并且对数据进行一定的监测,可以广泛的运用于需要温度监视的装置,成本更低,实现简单,可扩展性好,功能强大。
一、虚拟仪器1.1 虚拟仪器概述虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上,其功能由用户设计和定义,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果;利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理;利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测量仪器一样。
1.2 虚拟仪器的图形化开发平台LabVIEW是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW 的编程环境包括两个面板:前面板和程序框图面板。
通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪表的面板,在程序前面板上,输入量被称为控制,输出量被称为显是控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上。
目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比运用多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器,其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类,前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器,如DALLAS公司DS18B20,MAXIM公司的MAX6576、MAX6577,ADI公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如DS18B20该温度传感器为单总线技术,MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出,其本质均为数字输出,而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线,这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55~+125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才±0.5℃,一般有±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
LabVIEW技术大作业题目:基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院(系):信息与通信工程学院班级:通信133学号:xxxxxxxxx姓名:xxxxxx一、设计背景LABVIEW最初就是为测试测量而设计的,因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。
经过多年的发展,LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。
至今,大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序,使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。
同时,用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。
这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能,用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。
有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数,就可以组成一个完整的测试测量应用程序。
二、系统方案本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2,“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。
此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的,测试及采集100个温度值,每隔0.25秒测一次,共测定25秒。
在数据采集过程中,VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。
采集过程结束后,波形图上显示出温度数据曲线,数组中显示每次的温度测量数据,并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值,同时把测量的温度值以文件的形式存盘。
图1.1温度测量及数据采集程序框图1.2温度测量及数据采集前面板图二、系统各模块介绍2.1循环模块For循环用于将某段程序循环执行指定的次数,是总数接线端,指定For循环内部代码执行的次数。
如将0或负数连接至总数接线端,For循环不执行。
是计数接线端,表示完成的循环次数。
第一次循环的计数为0。
本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。
2.1 for循环2.2等待模块本设计使用等待函数来等待指定长度的毫秒数,并返回毫秒计时器的值。
基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要:用ATmega16单片机对温度数据进行处理,然后通过串口和数据采集卡上传到上位机,再利用虚拟仪器软件LabVIEW作为温度采集监测系统的开发平台,实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。
利用图形化虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件,软件实现也很方便,同时图形化的显示使结果更直观、准确,并给出了模拟的系统程序。
关键词:LabVIEW、虚拟仪器、温度、采集引言虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物,它充分利用计算机强大的运算处理功能,突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。
本文利用虚拟仪器平台,通过编写LabVIEW 软件对温度进行测量,可以减少硬件的重复开发,有利于系统的维护,也便于系统软件升级。
一、虚拟仪器1. 1虚拟仪器概述虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上,其功能由用户设计和定义,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果;利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理;利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测量仪器一样。
1. 2虚拟仪器的图形化开发平台LabVIEW是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/ IP、A ct iveX 等软件标准的库函数。
LabVIEW 的编程环境包括两个面板:前面板和程序框图面板。
通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪表的面板,在程序前面板上,输入量被称为控制,输出量被称为显是控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上。
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。
目录1 绪论11.1 课题布景11.2 虚拟仪器简介21.3 图形化编程语言LabVIEW的简介31.4 本论文任务32 温度控制设计方案52.1 硬件及软件的选择52.1.1硬件的选择52.1.2软件的选择62.2 硬件及软件设计方案72.2.1硬件设计方案72.2.2软件设计方案73 LabVIEW 开发环境以及PID和模糊控制模块简介113.1 LabVIEW前台显示面板与后台控制面板113.1.1 LabVIEW前台显示面板113.1.2 LabVIEW后台控制面板113.2 LabVIEW程序执行流程113.3 LabVIEW中的仪器控制和驱动113.3.1经常使用的仪器通信方式123.3.2 LabVIEW支持的GPIB、VXI、尺度串口I/O仪器的驱动123.3.3 VISA简介123.4 PID控制模块简介133.5 模糊控制模块简介154 以单片机为核心的下位机的设计174.1 下位机设计方案174.2下位机的硬件设计174.2.1主控部分174.2.2 DS18B20测温部分174.2.3通信部分184.2.4程序下载部分184.3 下位机的软件设计184.3.1DS18B20工作原理及应用194.3.2单片机串口通信部分204.3.3单片机PWM功率控制部分205 基于PC的上位机编程设计235.1 方案设计与选择235.2 上位机各模块设计235.2.1串口通信模块设计235.2.2数据处理部分设计235.2.3 PID控制部分设计246 总结25参考文献26谢辞27附录281 绪论现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,冲击着国民经济的各个领域,也引起了丈量仪器和测试技术的巨大变动。
人们曾为丈量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜,也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞,当今虚拟仪器技术的出现又使得丈量仪器进步入了高科技的殿堂。
与传统的仪器分歧,虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机和尺度总线技术的模块化系统,通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成,在虚拟仪器中软件是至关重要的,仪器的功能都要通过它来实现,因此软件是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”,从实质上反映了虚拟仪器的特征。
基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要近些年来单片机取得了突飞猛进的发展并且已在各行业得到广泛应用,在本文中,完成了智能温度采集系统的设计,本系统采用单总线操作,简单电路,精确测量,多点测量。
能够在较低的成本下实现有效的温度监测。
通过人机界面显示和查询,节约能源,创造价值,具有一定的商业价值。
本系统也可广泛应用于消防等其他系统中。
本文首先分析了当前单片机的发展以及应用范围,设计了基于STC89C52单片机的温度恒定单片机采集系统的总体架构以及硬件部分,对系统的硬件的搭建以及部分传感器模块做了详细论证和设计。
控制节点经过研究对比,选用STC89C52,对外围电路中的传感器模块、供电电源模块、协调器接口电路以及时钟均做了详细设计,通过对比分析选择了适合本课题的温湿度传感器。
最后,进行了软件的设计和实现,主要包括主控程序、数据上传设计、报警子程序设计、按键扫描子程序设计以及终端子程序设计等。
实验测试,验证了在特定条件下系统数据传输正常;实验及仿真表明,该系统能很好的实现环境的采集以及传输功能,验证了该方案的可行性。
论文从温度采集系统的理论依据、设计思路、实现过程、测试结果等方面均做了详细阐述,取得了预期效果,论文的研究成果对温度采集系统的完整性起到了补充作用,对其实践应用起到了推动作用。
关键词:单片机采集温度Constant temperature monitor system of the classroomAbstractIn recent years, this paper designs an intelligent temperature monitoring system, this system is to realize the temperature measurement system of STC89C52 based on MCU and DS185B20, MCU in the system as the input and display of temperature control device,DS18B20 is used as temperature acquisition and temperature data output device the. Thissystem uses a single bus operation, has the advantages of simple circuit, accurate measured value, can realize multipoint measurement. To ensure the realization of the effective monitoring of the room temperature with low cost. Through the man-machineinterface to display and query, save energy and create value, has a certain commercial value. The system can also be widely used in fire fighting and other systems.This paper first analysis of the current development of MCU and the scope of application,the part of the overall architecture design STC89C52 microcontroller, temperaturemonitoring system based on MCU and hardware, the system hardware selection, design,construction and the peripheral modules of sensor module to do a detailed demonstration and design. Through the comparative study of the control node, select STC89C52, thesensor module, the peripheral circuit of the power supply module, interface circuit andclock coordinator has made the detailed design, through the comparison and analysis ofthe temperature and humidity sensor is suitable for this topic. Finally, designed and realized the software, including the main program, data upload alarm design, program design, keyboard scanning subroutine design and terminal program design. Finallyaccording to the design idea of realizing all functions of the system. The experimentaltesting, verification in the system of data transmission under certain conditions are normal;that the experiment and simulation, the system can realize the acquisition and transmission function of the classroom environment is very good, validate the feasibility of the scheme.The temperature acquisition system th.The temperature acquisition system theory basis,design ideas, implementation process, the test results were described in detail, and achieved the desired results, the research on the integrity of the temperature acquisition system has played a complementary role, for the application to play a role in promoting.Keyword:microcomputer Monitorte mperature目录1 温度采集系统总体方案设计 (1)1.1 硬件总体设计 (1)1.2 软件总体设计 (2)2 温度采集系统硬件设计 (3)2.1 温度信号采集模块硬件设计 (3)2.1.1温度传感器 (3)2.1.2 A/D转换模块 (4)2.1.3单片机模块 (4)2.1.4信号采集模块硬件设计 (4)2.2 主控模块硬件设计 (5)2.2.1 GPRS协议概述 (5)2.2.2主控模块硬件总设计 (5)2.3 采集显示模块硬件设计 (5)2.3.1显示模块 (5)2.3.2显示采集模块硬件总设计 (5)2.4 电源模块硬件设计 (6)3 软件编程及实现 (7)3.1 软件编程关键技术引用 (7)3.1.1 SubVI技术 (7)3.1.2 同步技术 (8)3.1.3 VI Server技术 (9)3.1.4 多线程技术 (10)3.2 温度检测模块的软件设计 (10)3.3 主控模块及显示采集模块软件设计 (10)3.4系统初始化子程序 (11)3.5数据采集设计 (12)3.7数据上传设计 (12)3.6 GPRS软件设计 (13)4 系统调试及仿真结果 (15)4.1 硬件调试 (15)4.2 软件调试 (16)4.4 温度传感器部分 (16)4.5湿度检测部分 (17)5 结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 温度采集系统总体方案设计1.1 硬件总体设计随着电子信息的迅猛进步发展,温度系统在市场上也层出不穷,经过市场的研究和综合考虑,本设计考虑实现智能温度监测系统的远程无线传输。
汕头大学工学院二级项目报告项目题目:基于labview的温度采集系统指导教师:庄哲民系别:电子工程系专业:电子信息工程完成时间: 2011年8月1日至 9月10日成绩:评阅人:庄哲民摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,形成的一种新的仪器模式。
本设计采用USB5935数据采集卡,运用虚拟仪器及其相关技术于温度采集系统的设计。
该系统具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能。
本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术,探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台,然后介绍了数据采集的相关理论,给出了数据采集系统的硬件结构图。
在分析本系统功能需求的基础上,介绍了程序模块化设计中用到的技术,最后一章给出了本设计的前面板图。
关键字:虚拟仪器;数据采集;LabVIEW绪论1.1 引言测控技术在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛,它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。
20世纪70年代以来,计算机、微电子等技术迅猛发展,在其推动下,测控仪器与技术不断进步,相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其自动测控系统,计算机与现代化仪器设备间的界限日渐模糊,测控领域和范围不断拓宽[1]。
近年来,以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控系统得到越来越多的应用,尤其是在航空航天等国防科技领域。
网络化的测控系统大体上由两部分组成:测控终端与传输介质,随着个人计算机的高速发展,测控终端的位置越来越多的被个人计算机所占据,其中,软件系统是计算机系统的核心,甚至是整个测控系统的灵魂,应用于测控领域的软件系统称为监控软件。
传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集,这种数据采集系统是整个测控系统的主体,是完成测控任务的主力。
题目基于labview的温度采集系统高等职业技术学院院(系)电子信息工程专业学号学生姓名指导教师起讫日期设计地点南京中文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,温度采集系统ABSTRACTWith the variety of the field of information technology, in terms of data acquisition technology has made great progress, collect data, information technology is the development direction of the mainstream of society.Various areas of data collection used in oil exploration, seismic data acquisition has been applied field.With the rapid development of measurement and control technology, virtual instrument data acquisition system as the core area have been accounted for in the measurement and control dominance. Data acquisition system is the data collected on-site processing, transmission display, storage and other operations. Data acquisition system main function is the analog signal into digital signal, and for analysis, processing, storage and display.Temperature data acquisition systems are widely used in people's daily life.This paper describes the use of living to labview temperature acquisition system to achieve the design process, system structure using the labview virtual instrument technology, by the labview virtual system from the temperature signal generated by the collection temperature to achieve temperature data collection, preprocessing, analysis , storage and display. Full-text content includes: the development of virtual instruments, labview introduction of virtual instrument, the temperature acquisition system and finally the production and debugging the production of their own in this deficiency and Prospects.Key words: labview, temperature, collected目录中文摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (6)1.1研究背景 (6)1.1.1温度的研究背景 (6)1.1.2 LABVIEW的发展 (6)1.2本文研究的意义 (7)1.3组织结构 (7)第二章虚拟仪器的概述 (8)2.1虚拟仪器的概念与特点 (8)2.1.1软件是虚拟仪器的核心 (8)2.1.2虚拟仪器的性价比高 (8)2.1.3虚拟仪器具有良好的人机界面 (8)2.1.4虚拟仪器具有和其它设备互联的能力 (8)2.2虚拟仪器的组成原理 (8)2.2.1虚拟仪器的硬件 (9)2.2.2虚拟仪器的软件 (9)2.3虚拟仪器的应用 (10)2.3.1虚拟仪器在测量方面的应用 (10)2.3.2虚拟仪器在监控方面的应用 (10)2.3.3虚拟仪器在检测方面的应用 (10)2.3.4虚拟仪器在教育方面的应用 (10)2.3.5虚拟仪器在电信方面的应用 (11)第三章LabVIEW语言及功能简介 (12)3.1LabVIEW语言概述 (12)3.1.1 LabVIEW语言的特点 (12)3.2虚拟仪器的软件开发平台labview (13)3.2.1 labview的基本功能: (14)3.2.2用于过程控制和工业自动化系统用监控和数据采集的通用工具 (14)3.2.3使用内嵌库来完善应用程序 (14)第四章数据采集系统 (16)4.1数据采集系统的结构原理 (16)4.1.1数据采集系统的分类 (16)4.1.2数据采集系统的基本功能 (16)4.2数据采集系统设计的基本原则 (16)4.2.1硬件设计的基本原则 (17)4.2.2 软件设计的基本原则 (17)第五章基于labview的温度采集系统 (18)5.1程序前面板的介绍以及运行情况 (18)5.1.1 系统控制 (18)5.1.2 当前温度 (19)5.1.3 温度走向图 (19)5.1.4 温度范围 (20)5.1.5 统计信息 (20)5.1.6 直方图 (21)5.1.7 直方图参数 (21)5.2程序后面板的介绍 (22)5.2.1 重要子VI的介绍 (22)5.2.2 vi层次结构 (23)第六章结论与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1研究背景1.1.1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。
LabVIEW技术大作业题目:基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院(系):信息与通信工程学院班级:通信133学号:xxxxxxxxx姓名:xxxxxx一、设计背景LABVIEW最初就是为测试测量而设计的,因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。
经过多年的发展,LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。
至今,大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序,使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。
同时,用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。
这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能,用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。
有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数,就可以组成一个完整的测试测量应用程序。
二、系统方案本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2,“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。
此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的,测试及采集100个温度值,每隔0.25秒测一次,共测定25秒。
在数据采集过程中,VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。
采集过程结束后,波形图上显示出温度数据曲线,数组中显示每次的温度测量数据,并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值,同时把测量的温度值以文件的形式存盘。
图1.1温度测量及数据采集程序框图1.2温度测量及数据采集前面板图二、系统各模块介绍2.1循环模块For循环用于将某段程序循环执行指定的次数,是总数接线端,指定For循环内部代码执行的次数。
如将0或负数连接至总数接线端,For循环不执行。
是计数接线端,表示完成的循环次数。
第一次循环的计数为0。
本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。
2.1 for循环2.2等待模块本设计使用等待函数来等待指定长度的毫秒数,并返回毫秒计时器的值。
基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要:设计了基于LabV IEW的温度采集系统。
它利用DS18B20数字温度传感器和STC公司生产的STC89C52单片机采集被测环境温度,将测得的数据经串口传给计算机。
计算机利用LabV IEW的V ISA读取串口数据并进行处理和显示,实现基于V ISA的串口温度采集。
关键词:温度传感器;单片机;LabV IEW;温度采集1引言虚拟仪器(Virtual Instrument)是基于计算机的软硬件测试平台,它可代替传统的测量仪器。
LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments Co.)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台,是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境[1]。
利用LabVIEW设计的数据采集系统,可模拟采集各种信号,但是配备NI公司的数据采集板卡比较贵,因此,可以选择单片机小系统作为前端数据采集系统,进行采集数据,然后通过RS-232串口通讯将数据送给计算机,在LabVIEW 开发平台下,对数据进行各种处理、分析并对信号进行存储、显示和打印,从而实现了一种在LabVIEW环境下的单片机数据采集系统。
2 温度采集系统设计本系统采用STC公司生产STC89C52单片机作为温度数据采集和传输的主控芯片,温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器DS18B20。
采集得到的数据利用单片机经串口通信的方式传输至计算机的串口。
计算机上位机软件采用数据处理能力超强的LabV IEW软件编写,利用其所带的V ISA驱动进行串口的数据采集和处理,实现了基于V ISA的串口温度采集。
2.1温度采集系统的硬件设计本系统以AT89C51为中央处理单元,利用DS18B20数字温度传感器对温度信号进行采集,采集到的信号被送到AT89C51中, 将采集到的温度值在LCD上显示并通过串口发送到上位机,其原理图如1所示(见附录1)。
2.1.1 中央处理单元——STC89C51本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机,STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Eras-able Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
基于Labview的温度测控系统设计——温度测控仪摘要现在人们主要使用传统仪器进行温度测量,传统仪器主要靠硬件来实现,开发费用高,数据也无法编辑。
对于复杂的温度测试任务,利用传统仪器就难以实现对大量数据的处理与显示。
而利用虚拟仪器,用户不仅可以实现较为复杂的温度测控任务,而且还可以根据自己的实际需要对系统中的参数进行定义,实现各种各样的测试要求。
虚拟仪器不仅功能强大,而且使用时操作简单,设备维护改进的费用也很低。
本次设计主要是利用NI PCI-6251数据采集卡、温度传感器来实现对温度数据的采集,通过USB口与计算机连接并使用Labview软件对数据进行分析处理,使该系统具备温度越界报警、实时数据显示、数据存储及历史数据查询等功能。
论文主要介绍了温度测控系统软件部分的设计方案,包括数据采集、数据分析、数据存储显示与报警和温度调节五个模块,并且说明了各个模块的具体设计思路。
关键词:数据采集卡,虚拟仪器,LabviewABSTRACTNow people use traditional instruments for temperature measurement, the traditional instrument mainly uses the hardware, the development costs high, the data cannot be edited. For the temperature test task complicated by the traditional instruments, it is difficult to realize and display of large amounts of data. And the use of virtual instrument, users can not only realize the temperature measurement and control task is more complex, but also can according to their actual needs to define the parameters in the system, to achieve a variety of testing requirements.Virtual instrument is not only powerful, and the operation is simple, equipment maintenance improvement costs are very low.This design is mainly based on NI PCI-6251 data acquisition card, the temperature sensor to realize the collection of temperature data, through the USB port is connected with the computer and analyzed using Labview software for data processing, so that the system has temperature cross-border alarm, real-time data display, data storage and historical data query.The paper mainly introduces the design scheme of temperature measurement and control system software, including data collection, data analysis, data storage, display and alarm and temperature control of five modules, and describes the specific design of each moduleKey Words:The data acquisition card, Virtual instrument,Labview1.绪论 (5)1.1 引言 (5)1.2 测控技术的国内外发展现状 (5)1.3 测量仪器的发展趋势 (6)1.4 本设计相关理论 (8)1.4.1 主要内容 (8)1.4.2 本设计能够实现的功能 (9)2.虚拟仪器 (10)2.1 虚拟仪器的相关介绍 (10)2.1.1 虚拟仪器的产生 (10)2.1.2 虚拟仪器的发展 (10)2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的对比 (11)2.1.4 虚拟仪器的结构 (12)2.2 LABVIEW软件的相关介绍 (13)2.2.1 Labview的特点 (13)2.2.2 Labview的应用 (13)2.2.3 Labview程序的设计方法 (14)2.3 Labview 的基本概念 (16)2.3.1 VI与子VI (16)2.3.2前面板 (16)2.3.3 程序框图 (17)2.3.4 数据流驱动 (18)2.4 Labview程序设计的步骤 (18)2.5 VI的调试方法 (19)3.测试系统的相关理论及硬件设备 (21)3.1 数据采集理论 (21)3.1.1 数据采集理论概述 (21)3.1.2 信号源 (21)3.1.3信号调理 (21)3.1.4 输入信号类型 (21)3.1.5 数据采集设备 (21)3.1.6 选择合适的测量系统 (22)3.2 选择数据采集卡 (23)3.2.1数据采集卡的性能指标 (23)3.2.2数据采集卡的主要功能 (23)3.2.3 PCI-6251采集卡 (23)3.3 MAX(Measurement &Automation eXplorer)简介 (23)3.4 测控系统的硬件框图 (24)4.温度测控系统的设计方案 (25)4.1在MAX中创建的温度采集任务及参数设置 (25)4.1.1温度采集任务创建步骤 (25)4.1.2各通道的参数设置 (25)4.2程序框图 (26)4.2.1数据采集模块 (26)4.2.2数据分析与显示模块 (27)4.2.3数据存储显示与报警模块 (28)4.2.4温度调节模块 (28)4.3前面板 (29)4.3.1采集点温度的波形显示 (29)4.3.2实际温度曲线 (30)4.3.3控制按钮与报警显示前面板 (31)4.3.4数据显示前面板 (31)4.3.5前面板的整体图形 (32)4.4历史数据查询 (32)5. 总结与展望 (34)5.1总结 (34)5.2展望 (35)答谢 (36)参考文献 (37)1.绪论1.1 引言温度是人们日常生活及工农业生产中的一个十分重要的参数,几乎所有的生产活动都离不开温度,并且也只有在一定的温度范围之内才能进行,所以温度测量很重要。
LabView 温度采集系统090411416 李向龙摘要:虚拟仪器最为检测技术的一个分支, 进入新世界后, 在国内得到了快速的发展。
它可以利用计算机显示器的强大显示功能来模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式表达输出检测结果。
目前, 常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的,设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。
随着工业的不断发展,对温度测量的要求越来越高, 而且测量范围也越来越广。
采用虚拟仪器将会使工作大大简化, 本设计用 LabView 软件在 PC 机上编程实现多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能,并重点对基于 LabView 的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。
关键词 :LabVIEW 温度采集1 设计思想该系统的功能框图如图 1所示。
图 1 系统功能框图本温度采集系统的设计采用软件代替 DAQ 数据采集卡,使用 Demo read voltage 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。
2 子程序设计2.1 温度计子程序温度计界面程序如图 2所示。
在框图程序中设定温度计范围为 0到 100,在前面板窗口中放入竖直开关控制器以选择显示华氏还是摄氏温度。
图 2 温度计程序图2.2 实现步骤1、点击框图程序窗口的空白处,弹出功能模板,从弹出的菜单中选择所需的对象。
本程序用到下面的对象:Multiply (乘法功能,将读取电压值乘以 100.00,以获得华氏温度。
Subtract (减法功能,从华氏温度中减去 32.0,以便转换成摄氏温度。