基于labview的溫度高低溫報(bào)警系統(tǒng)

1、 摘 要隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的主流發(fā)展方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探，地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。隨著測(cè)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，以虛擬儀器為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)在測(cè)控領(lǐng)域中占到了統(tǒng)治地位。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、傳輸顯示、儲(chǔ)存等操作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能是把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理 、存儲(chǔ)和顯示。溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中。本文主要介紹了利用labview實(shí)現(xiàn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)利用了labview的虛擬儀器技術(shù)，由labview虛擬系統(tǒng)自生成溫度

2、信號(hào)，通過(guò)溫度的采集實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集，預(yù)處理，分析，儲(chǔ)存和顯示。全文的內(nèi)容主要包括：虛擬儀器的發(fā)展，labview虛擬儀器的介紹，溫度采集系統(tǒng)的制作與調(diào)試最后是自己在本次制作中的不足與展望。關(guān)鍵詞：labview ，虛擬儀器，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目 錄1、研究背景11.1溫度的研究背景11.2研究的意義12、課題方案22.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;22.2實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 23、研究思路和方法33.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 33.2單元設(shè)計(jì)模塊34、前面板界面設(shè)計(jì)65、程序框圖設(shè)計(jì)76、程序運(yùn)行情況87、心得體會(huì)9參考文獻(xiàn)101、研究背景1.1溫度的研究背景傳統(tǒng)靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的

3、測(cè)壓力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來(lái)越適應(yīng)不了社會(huì)的要求。在對(duì)多類型、多通道信號(hào)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和控制中，傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)能力有限。如何將計(jì)算機(jī)與各種設(shè)施、設(shè)備結(jié)合，簡(jiǎn)化人工操作并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，滿足社會(huì)的需求，成為一個(gè)很迫切的問(wèn)題。1.2研究的意義溫度檢測(cè)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們

4、相信這是科技進(jìn)步的成果。溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。2、課題方案2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;本設(shè)計(jì)是基于labview 的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用一個(gè)隨機(jī)取值，能用波形顯示器顯示溫度曲線，能實(shí)時(shí)顯示溫度，在一定時(shí)間內(nèi)能統(tǒng)計(jì)最大值最小值以及平均值，溫度達(dá)到上限溫度或者下限溫度時(shí)能報(bào)警。2.2實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)  通過(guò)實(shí)驗(yàn)，初步了解虛擬儀器的概念，基本掌握l(shuí)abview的操作方法，掌握各種控件和編程函數(shù)的用法。如圖2.2所示，本次設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)易的溫

5、度采集，思路是“采集-顯示-統(tǒng)計(jì)-報(bào)警”，由一個(gè)隨機(jī)選作為溫度的產(chǎn)生，由波形圖示顯示溫度的變化，統(tǒng)計(jì)最大值最小值以及平均值，設(shè)定上限下限值，用兩個(gè)比較器件比較，超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警。 圖2.23、研究思路和方法3.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 （1）編寫labview溫度報(bào)警實(shí)驗(yàn)程序，要求可以產(chǎn)生隨機(jī)溫度，并且統(tǒng)計(jì)溫度參數(shù)，記錄下最大值，最小值，平均值。（2） 利用labview中的波形圖圖表，觀察溫度曲線的變化情況。 3.2單元設(shè)計(jì)模塊（1）溫度產(chǎn)生如圖3.2.1所示，溫度的產(chǎn)生由一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)和100叉乘。把模擬信號(hào)數(shù)據(jù)變成模擬溫度數(shù)據(jù)，這樣就能產(chǎn)生出0度到100度的溫度

6、范圍。圖3.2.1（2）溫度顯示溫度顯示有三個(gè)器件：波形顯示、溫度計(jì)、溫度顯示，通過(guò)了波形圖，溫度計(jì)表，數(shù)值顯示三種顯示方式顯示當(dāng)前溫度大小。如圖3.2.2.1所示為程序框圖中的溫度顯示程序，如圖3.2.2.2所示為前面板三個(gè)顯示器件。圖3.2.2.1圖3.2.2.2 （3）高低溫報(bào)警由兩個(gè)比較器來(lái)比較實(shí)時(shí)溫度，當(dāng)有大于90度或者小于20度的信號(hào)傳遞時(shí)，指示燈會(huì)顯示報(bào)警燈，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。如圖3.2.3.1所示為程序框圖中的高低溫報(bào)警顯示燈和報(bào)警器。如圖3.2.3.2所示為前面板的高低溫報(bào)警提示燈。圖3.2.3.1圖3.2.3.2（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)由信號(hào)收集器、統(tǒng)計(jì)器件以及相關(guān)數(shù)值顯示組成

7、，信號(hào)收集模塊是一個(gè)屬于信號(hào)操作express的子vi，此子vi的功能是把數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，采樣數(shù)為2000，收集的信號(hào)在經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)模塊，統(tǒng)計(jì)模塊也是屬于信號(hào)操作express的子vi，此子vi的功能是把經(jīng)過(guò)收集的信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算，得出平均值，最大值，最小值，方便觀測(cè)程序的溫度變化。如圖3.2.4.1所示為程序框圖的信號(hào)收集，統(tǒng)計(jì)，出值的模塊。如圖3.2.4.2所示為前面板的平均值，最大值，最小值顯示控件。圖3.2.4.1圖3.2.4.2（5）時(shí)間延遲由于系統(tǒng)的默認(rèn)時(shí)間過(guò)快，無(wú)法觀察溫度變化之間的數(shù)字和曲線，為了更好的觀察溫度變化，增加了時(shí)間延遲器，時(shí)間延遲器執(zhí)行過(guò)程控制express的子vi，設(shè)置

8、延遲時(shí)間為1.5秒，1.5秒為指定延遲時(shí)間，這樣溫度在變化間能更好的觀察，如圖3.2.5.1所示為程序框圖中的時(shí)間延遲。圖3.2.5.1（6）while循環(huán)結(jié)構(gòu)while循環(huán)是一種結(jié)構(gòu)，把停止設(shè)置為條件端子，如果想要讓程序停止工作，只需在停止按鈕上選中，這樣，程序就會(huì)經(jīng)過(guò)while循環(huán)停下來(lái)。如圖3.2.6.1所示為程序框圖中的while循環(huán)，如圖3.2.6.2所示為前面板的停止按鈕。圖3.2.6.1圖3.2.6.24、前面板界面設(shè)計(jì)前面板界面如圖4.1所示，左邊為4個(gè)溫度顯示控件，能通過(guò)數(shù)值直觀的反應(yīng)最大值，平均值，最小值，和溫度顯示。前面板中間為波形圖表，能顯示溫度變化曲線，更好的觀察溫度

9、的變化。前面板右上角為兩個(gè)高溫報(bào)警器，當(dāng)溫度超過(guò)90度時(shí)，高溫報(bào)警器為發(fā)亮并發(fā)出警報(bào)聲，當(dāng)溫度低于10度時(shí)，低溫報(bào)警器會(huì)發(fā)亮并發(fā)出警報(bào)聲。前面板的右下角為溫度計(jì)，溫度計(jì)通過(guò)擬真的方式讓觀察溫度更能生動(dòng)的展現(xiàn)溫度當(dāng)前的數(shù)值。圖4.15、程序框圖設(shè)計(jì)如圖5.1所示，程序框圖的設(shè)計(jì)原則是從左至右，左邊產(chǎn)生模擬的溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)顯示控件，判斷高低溫邏輯，和信號(hào)收集，右邊是把溫度信號(hào)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，然后經(jīng)過(guò)顯示控件進(jìn)行顯示。圖5.16、程序運(yùn)行情況 如圖6.1所示，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行，能顯示實(shí)時(shí)溫度、溫度的最大值最小值以及計(jì)算平均值，當(dāng)溫度超過(guò)90°時(shí)，高溫報(bào)警器會(huì)顯示報(bào)警。當(dāng)溫度低于10

10、6;時(shí)，下限報(bào)警器顯示報(bào)警并發(fā)出聲音。 截圖實(shí)時(shí)溫度是2.72°，最大值時(shí)99.71°，最小值是2.72°，平均值是54.22°。由于實(shí)時(shí)溫度小于10°，所以低溫報(bào)警器報(bào)警。圖6.17、心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)幾周的labview上機(jī)課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)labview軟件有了基本的了解，并漸漸能用該軟件做出一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。我覺得在做實(shí)驗(yàn)之前一定要熟悉一些基本的操作，重點(diǎn)的東西要做筆記，要認(rèn)真聽老師講解軟件的操作，否則對(duì)一些模塊軟件不熟悉很難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要親力親為，要將每個(gè)步驟和細(xì)節(jié)搞清楚，要不然很容易遺忘。在溫度報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題，例如，實(shí)驗(yàn)需要用到的一些控件找不到；屬性不正確接線端出錯(cuò)；當(dāng)前的報(bào)警上限溫度顯示不出來(lái)；時(shí)間顯示與當(dāng)前電腦時(shí)間不一致等等，不過(guò)這些都通過(guò)看課堂筆記、通過(guò)同學(xué)和老師的幫助得到了解決。通過(guò)這次labview的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少實(shí)用的知識(shí)，更多的是做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、思考問(wèn)題的方法、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，這些都讓我受益匪淺，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作