虛擬儀器課程設(shè)計(jì)---溫度采集課設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　虛擬儀器課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目：溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p>　　專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器</p>

2、<p><b>　　班 級(jí)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師:</b></p><p>　　2011年 9月 27日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b

3、></p><p><b>　　引言2</b></p><p><b>　　一、虛擬儀器2</b></p><p>　　1. 1虛擬儀器概述2</p><p>　　1. 2虛擬儀器的圖形化開發(fā)平臺(tái)2</p><p>　　1. 3 虛擬儀器結(jié)構(gòu)3</p&g

4、t;<p>　　二、總體設(shè)計(jì)方案3</p><p>　　2．1 硬件設(shè)計(jì)4</p><p>　　2．2 計(jì)算機(jī)溫度檢測(cè)器的軟件設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容4</b></p><p>　　3.1數(shù)據(jù)的采集4</p><p>　　3.2 溫度監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)5

5、</p><p>　　3.3上下限報(bào)警6</p><p><b>　　3.4停止程序6</b></p><p>　　3.5溫度顯示前面板設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3.6運(yùn)行程序7</b></p><p><b>　　四、結(jié)束語9</b>

6、;</p><p><b>　　五、心得體會(huì)9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：利用圖形化可視虛擬儀器應(yīng)用軟件labview作為溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái),通過數(shù)據(jù)采集

7、卡與PC機(jī)構(gòu)成一個(gè)功能強(qiáng)大的虛擬儀器,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集、顯示、監(jiān)測(cè)、報(bào)警等功能。利用虛擬儀器技術(shù)不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件,軟件實(shí)現(xiàn)也很方便,同時(shí)圖形化的顯示使結(jié)果更直觀、準(zhǔn)確,并給出了模擬的系統(tǒng)程序。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞：溫度、采集</b></p><p>　　抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時(shí)，請(qǐng)稍后再試</p><p>　　支持中文、英文免費(fèi)在線

8、翻譯 </p><p>　　支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 </p><p>　　提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對(duì)照查看，使您體驗(yàn)更加流暢</p><p>　　Using graphical virtual instrument software LabVIEW is applied as a temperature collection monitori

9、ng system development platform, the data acquisition card and PC mechanism into a powerful virtual instrument, to realize the collection of temperature, display, monitoring, alarm and other functions. Using the virtual i

10、nstrument technology not only simplifies the system hardware, software is also very convenient, at the same time graphical display to make the result more intuitive, accurate, and g</p><p>　　Key words: tempe

11、rature、 collection</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算處理功能，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸、存儲(chǔ)等方面的限制。本文利用虛擬儀器平臺(tái)，通過編寫Labview 軟件對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，可以減少硬件的重復(fù)開發(fā)，有利于系統(tǒng)的維護(hù)，也便于系統(tǒng)軟件升級(jí)。&

12、lt;/p><p><b>　　一、虛擬儀器</b></p><p>　　1. 1虛擬儀器概述</p><p>　　虛擬儀器是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上, 其功能由用戶設(shè)計(jì)和定義, 具有虛擬面板, 其測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板, 以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果; 利用

13、計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理; 利用I /O 接口設(shè)備完成信號(hào)的采集與調(diào)理, 從而完成各種測(cè)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。使用者用鼠標(biāo)或鍵盤操作虛擬面板, 就如同使用一臺(tái)專用測(cè)量儀器一樣 。</p><p>　　1. 2虛擬儀器的圖形化開發(fā)平臺(tái) </p><p>　　LabVIEW ( Laboratory V irtua l Instrument Engineerin

14、gWorkbench)是一種圖形化的編程語言, 它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受, 視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/ IP、A ct iveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。LabV IEW是一個(gè)面向最終用戶的工具, 它為用戶提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑, 使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)

15、、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí),可以大大提高工作效率。LabV IEW 的編程環(huán)境包括兩個(gè)面板: 前面板( pane l )和框圖。通過編制虛擬儀器的前面板來模擬真實(shí)儀表的面板, 在程序前面板上, 輸入量被稱為控制( Controls), 輸出量被稱為顯是控制和顯示是以各種圖標(biāo)形式出現(xiàn)在前面板上, 如旋鈕、開關(guān)、圖表、圖形等。每一個(gè)前面板都對(duì)應(yīng)著一段框圖程序, 框圖程序用LabV IEW 圖形化編程語言編寫, 可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼?？?/p>

16、圖程序由端口、節(jié)</p><p>　　而連線代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流, 定義了框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。</p><p>　　1. 3 虛擬儀器結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)I/O接口硬件設(shè)備的不同, 虛擬儀器可以分為多種類型, 本文采用的是基于串口的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng), 它以串行總線設(shè)備與計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的虛擬儀器系統(tǒng), 其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。</p>

17、;<p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)選擇N I 公司的LabVIEW 完成、對(duì)虛擬儀器的軟件編寫。LabVIEW 是一套專為數(shù)據(jù)采集與儀器控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達(dá)而設(shè)計(jì)的圖形化編程軟件，將其與一般的數(shù)據(jù)采集以及儀器設(shè)備加以組合，就可以設(shè)計(jì)出虛擬儀器。

18、計(jì)算機(jī)溫度檢測(cè)儀總體上說是一個(gè)智能化的信號(hào)采集處理系統(tǒng)，在其結(jié)構(gòu)上主要由完成計(jì)算機(jī)內(nèi)部溫度信號(hào)采集、放大和預(yù)處理的前端硬件電路部分和完成數(shù)據(jù)采集。</p><p><b>　　2、1 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)和單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為核心，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要完成對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，計(jì)算機(jī)主要</p><p>　

19、　完成溫度信號(hào)的分析、顯示和控制等功能。設(shè)計(jì)中采用Intel 公司的89C51 單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集， 采用A D 5 7 4 完成數(shù)據(jù)的A/D 轉(zhuǎn)換。圖2 為AD574 與89C51 單片機(jī)的接口電路。</p><p>　　2、2 計(jì)算機(jī)溫度檢測(cè)器的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸功能，計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)

20、據(jù)的分析和顯示等功能。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1數(shù)據(jù)的采集</b></p><p>　　溫度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示，采用光纖探頭作為傳感器，將測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)的輻射光線吸收并通過光纖進(jìn)行傳輸。光纖末端接上Y 型耦合器，將傳輸?shù)墓庑盘?hào)分成兩路，并且每一路都有一個(gè)窄帶

21、干涉濾光片，這樣就可以近似得到兩路不同波長的光信號(hào)。然后再將光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行一定的信號(hào)調(diào)理操作(例如放大，濾波等)使信號(hào)方便于后續(xù)的采集、處理、分析。</p><p>　　3.2 溫度監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)以labview8.5 作為開發(fā)工具?，F(xiàn)以仿真數(shù)據(jù)為例來講述系統(tǒng)軟件對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)、報(bào)警及顯示功能。利用labview8.5編程使溫度可以在華氏和攝氏之間隨時(shí)進(jìn)

22、行切換，同時(shí)對(duì)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度超過上限要求時(shí)會(huì)及時(shí)點(diǎn)亮報(bào)警燈進(jìn)行報(bào)警并顯示每次采集過程中累加的報(bào)警次數(shù)，報(bào)警的上限值可以通過前面板的輸入控件改變其值。采集進(jìn)度定義為每次采集100 點(diǎn)。為了防止程序陷入死循環(huán)每次采集之間的時(shí)間間</p><p>　　隔為1000ms。開始采集后在整個(gè)采集過程中可以暫停采集以便隨時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行觀察。其軟件程序如圖2所示。</p><p><b>　

23、　3.3上下限報(bào)警</b></p><p>　　上限報(bào)警是為人身安全考慮所特別設(shè)計(jì)，以便于人們能夠做好添加衣物的準(zhǔn)備。方便了人們的生活。程序如下：</p><p><b>　　溫度上限報(bào)警</b></p><p><b>　　3.4停止程序</b></p><p>　　停止程序可以是系統(tǒng)

24、暫停運(yùn)行，從而就可以靜態(tài)的現(xiàn)實(shí)當(dāng)時(shí)的溫度，其程序設(shè)計(jì)如下圖：</p><p>　　3.5溫度顯示前面板設(shè)計(jì)</p><p>　　虛擬儀器前面板就像是儀器的操作和顯示面板，各種參數(shù)的設(shè)置和數(shù)據(jù)的顯示都由前面板來完成。在前面板上只要點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，就像是在操作一臺(tái)真正的儀器。系統(tǒng)的前面板如圖3所示。</p><p><b>　　3.6運(yùn)行程序<

25、;/b></p><p>　　該系統(tǒng)在實(shí)時(shí)測(cè)溫的同時(shí)還不停的監(jiān)測(cè)并記錄物體出現(xiàn)過的最高溫度和最低溫度，這樣可以更好的檢測(cè)物體的狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)還具有預(yù)警和報(bào)警功能。當(dāng)物體的溫度超出正常的范圍但在允許溫度范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將給出預(yù)警信號(hào)；當(dāng)溫度超過允許范圍時(shí)，系統(tǒng)直接報(bào)警。按照以上程序連接和設(shè)置好個(gè)參數(shù)，單機(jī)運(yùn)行，開始采集，然后單機(jī)前面板暫停按鈕。該系統(tǒng)的用戶界面如下圖：</p><p>　

26、　為了更加清晰的了解數(shù)據(jù)的流向，以及傳輸?shù)倪^程。然后單擊高亮運(yùn)行，后面板如下圖所示：</p><p><b>　　四、結(jié)束語</b></p><p>　　本文基于虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，并且有很強(qiáng)的通用性，系統(tǒng)硬件可以設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)模塊，搭建新系統(tǒng)時(shí)可直接利用，軟件可根據(jù)用戶需求進(jìn)行適當(dāng)修改，整個(gè)系統(tǒng)可用于某些惡劣環(huán)境下的溫度測(cè)量，具有一

27、定的推廣價(jià)值。</p><p><b>　　五、心得體會(huì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，lanview已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握lab

28、view的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的

29、過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固……通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王林泓.動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)的研究[D].重慶:重慶大學(xué),2002.

30、</p><p>　　[2] 侯國屏等.LabVIEW7.1 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[3] 葛亮等.虛擬心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì).天津.儀器儀表用戶,2008.2.</p><p>　　[4] 張曉琳.一種新型信號(hào)控制模塊設(shè)計(jì) [D].成都:電子科技大學(xué),2006.</p><p>　　[5] 馬明

31、建. 數(shù)據(jù)采集與接口技術(shù). 西安:西安交通大學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[6]曹玲芝. 現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與虛擬儀器[M ] . 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2004.</p><p>　　[7]楊樂平, 李海濤, 楊磊. LabV IEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用: 第二版[M ] . 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　[8]張毅, 周

32、紹磊. 虛擬儀器技術(shù)分析與應(yīng)用[M ]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　[9]宋士花, 劉智民, 劉勝, 等. 大功率NBI 系統(tǒng)的PLC時(shí)序控制應(yīng)用[ J] . 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù), 2006, 26</p><p>　　[10]陳錫輝, 張銀鴻. LabVIEW8. 20 程序設(shè)計(jì)[M ]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2008.</p><

33、;p>　　[11] STONGN. Un iversal serial bus( USB ) to un iversal interface us ing programm ab le gate arrays ( FPGA) to m im ic tradit ional hardw are ( m il itary aircraft testing app lications ) AUTOTESTCON. IEEE Syste

34、m s Read inessT echnology Conference, 22􀀂25, 2003: 386- 391.</p><p>　　[12] 􀀁 樸現(xiàn)磊, 熊繼軍, 沈三民. 基于FPGA 的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)</p><p>　　計(jì). 微計(jì)算機(jī)信息, 2008 ( 1- 2) : 209- 211.</p><p>

35、　　[13] 􀀁 陳美鑾, 狄紅衛(wèi), 丘錦宏. 基于U SB 接口和光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系</p><p>　　統(tǒng). 儀表技術(shù)與傳感器, 2006 ( 1 ) : 32- 34.</p><p>　　[14] 􀀁 安榮, 任勇峰, 李圣昆. 基于FPGA 和U SB2􀀁 0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng). 儀</p><p>