基于LabVIEW的温度测控系统-开题报告

admin管理员组

文章数量:1566220

2024年1月12日发(作者：)

基于LabVIEW开题报告

-的温度测控系统

本科生毕业论文（设计）开题报告

论文题目 基于LabVIEW仿真的温度

监控系统设

专 业 电子信息科学与技术

姓 名 韩定坤

学 号 12038108

指 导 教 师 肖芳

完 成 时 间 2014.3.15

教务处 印

3.选题研究的内容：

(1)监测参数。选择了对室内生活影响较大的温度、相对湿度、光照、二氧化碳四个环境参数进行监控。

(2)系统硬件设计。系统硬件主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器、信号调理电路、数据采集卡以及连至Intert的PC机，其中温湿度传感器用于分别采集目标温度和湿度，光照传感器用于采集光照强度，二氧化碳传感器用于检测室内二氧化碳浓度。通过数据采集卡可将电压信号转换为数字信号，进而送至PC机。通过NI公司提供的NI DAQmax来配置相应数据采集卡的测量通道，可以完成信号滤波和单位换算。从而借助于Labview强大的网络编程功能，并连接到lnternet的PC机来实现对目标温度的监测和控制。

(3)系统软件设计。采用工具软件Labview实现软硬件的仿真调试。

(4)抗干扰设计。采取多种抗干扰措施，提高系统的稳定性和精度。

(5)本系统中环境因子的检测，采用直插式USB虚拟仪器数据采集卡系统，通过PCI总线实现并行32位传输数据，数据采集卡要求四通道循环采集。对于室内环境监控系统的硬件设计，主要包括环境参数检测系统的设计，首先，由传感变送器将室内环境中待检测的信息转化为电量，传感器输出的电量信号经过信号调理电路的调理，输入到数据采集板，由数据采集板的A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，然后由计算机进行处理。

4.选题研究的技术路线、研究方法和要解决的主要问题：

由于本课题主要研究软件部分依靠LabVIEW来实现的温度检测以及相应的程序编写测试，所以硬件部分不做详细分析，下面至给出硬件部分的设计思路，不做具体研究：

系统硬件设计思路：

该系统以一片STC89C52为核心的最小系统作为前端的数据采集系统，两片DS18B20进行温度测量，通过一片MAX232串口与PC机进行连接，LabVIEW软件自身有串口驱动程序，可以实现串口功能，将采集到的数据传送到PC机主系统，在LabVIEW环境下对数据进行处理与分析。

总的系统结构框图如图1所示：

电源

复位时钟DS18B20数字温度传感器

DS18B20数字温度传感器

STC8MAX232

PC机

9C52

图1 硬件系统结构框图

如图1所示，前端的温度测量及数据采集使用的是DS18B20数字温度传感器来实现的，它是美国DALLAS公司生产的，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。DS18B20采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），测温范围为-55℃-+125℃(此温度范围可自行设计)，测量分辨率为0.0625℃，内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，适配各种单片机或系统机，用户可分别设定各路温度的上、下限，内含寄生电源。

串口通信模块的电平转换则使用MAX232芯片，它是专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电，耗电5mA，外接4个1uF电容。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-E电平。每个接收器将TIA/EIA-232-E电平输入转换为5V TTL/CMOS。这些接收器具有1.3V的典型门限值及0.5V的典型迟滞，而且可以接收正负30V的输入。每个驱动器将TTL/CMOS电平输入转换为TIA/EIA-232-E电平。

系统软件设计思路：

此温度系统的软件设计主要分为两个部分：下位机单片机软件设计和上位机LabVIEW软件设计。

下位机程序用C语言编写，它主要完成对温度数据的读取以及同上位机的串口通讯。分为几个程序模块：传感器温度控制程序、数据的读程序和写程序、数据存储及回放程序等。

开初始化

写入温温度数据储读出温结图2 程序流程图

上位机使用的是LabVIEW虚拟仪器对数据进行分析和处理，主要分为几个部分，前面板的设计、串口通信模块的设计、温度测量模块的设计、数据存储模块和数据回放模块的设计。

5.研究进度安排：

1．2014年3月 查阅和设计任务相关的资料，进行LabVIEW软件的入门学习和初步系统构架设计；（1周）

2．2014年4月 温度测试系统原理的学习；（1周）

3. 2014年4月 确定系统结构，进一步的系统框图设计；确立工作方案，利用LabVIEW软件进行前面板的设计、串口通信模块的设计、温度测量模块的设计、数据存储模块和数据回放模块的设计；系统调试；（2-3周）

4．2011年5月 系统整体功能通调；（2周）

5．2011年5月 毕业论文撰写；（2周）

6．2011年6月 最终答辩。

6、研究的特色及创新点：

本设计在LabVIEW虚拟仪器平台上开发出一个温度采集系统，利用LabVIEW的良好界面对数据采集进行有效控制，在LabVIEW里实时显示数据。但是LabVIEW开发的虚拟仪器通常都是建立在LabVIEW支持的价格昂贵的数据采集硬件之上的。以单片机为核心的多点温度采集虽然硬件成本较低，但开发过程复杂，编程工作量大，周期长，效率低。为提高系统的性价比，本课题以单片机为核心的最小系统作为前

端的数据采集系统，通过串口与PC机进行连接，LabVIEW软件自身有串口驱动程序，可以实现串口功能，将采集到的数据传送到PC机主系统，在LabVIEW环境下对数据进行处理与分析。这样，既充分利用了LabVIEW的强大功能，又发挥了单片机快速及灵活的特点，降低了系统的开发成本，提高了效率。

根据温度传感器的性能特点和测试要求，利用虚拟仪器(Virtual Instruments，简称VI)代替真实的仪器设备,基本不用投入仪器设备及硬件,设计出具有优越性价比的传感器特性测试系统。

7、主要参考文献：

[1]刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M].北京：北京电子出版社，2003

[2]杨乐平，李海涛，肖相生. LabVIEW程序设计与应用[M]．北京：北京电子工业出版社，2002

[3]张凯. LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发[M]．北京：国防工业出版社，2004

[4]刘君华，贾惠芹．虚拟仪器图形化编程语言Labview教程[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2001

[5]李莹.基于LabVIEW的多路信号发生器软件开发[D]．北京:华北电力大学，2006

[6]陈叔旺，张秀清.传感器应用及电路设计[M]．北京：化工工业出版社，2008

[7]李光军．实用接口技术[M]．成都：电子科技大学出版社，1997

[8] ;;;;Labview's Application in Cyclic Examination

of Power Supply[A];Conference Program and Abstract of the Second Asian Particle

Accelerator Conference[C];2001

指导教师

意 见

（详细意见）

指导教师签名：

年 月 日

教研室意见（详细意见）

教研室主任签名：

年 月 日

院系意见

同意开题

系教学主任签名：

年 月 日

本文标签： 系统数据设计温度采集