基于labview的人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　基于LabVIEW的人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)與儀器 &l

2、t;/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><

3、p>　　隨著電子測(cè)試技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)試儀器正向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，而虛擬儀器正是這一發(fā)展方向的重要體現(xiàn)。虛擬儀器技術(shù)是一種基于通用計(jì)算機(jī)的新技術(shù)。虛擬儀器的硬件由計(jì)算機(jī)硬件加上一些模塊化的通用I/O硬件所構(gòu)成，軟件由LabVIEW所構(gòu)成。虛擬儀器可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)儀器的相應(yīng)功能，同時(shí)又具備成本低廉、升級(jí)容易、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)利用虛擬儀器技術(shù)、以美國(guó)NI公司的La

4、bVIEW為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)完成一個(gè)“虛擬人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以普通PC為主機(jī)，由DAQ卡采集溫度傳感器發(fā)出的電信號(hào)，數(shù)據(jù)的采集、實(shí)時(shí)處理與判斷、保存、顯示均由LabVIEW進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)證明，本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)便靈活、人機(jī)界面友好，實(shí)現(xiàn)了所要求的溫度檢測(cè)和判斷功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：虛擬儀器，LabVIEW，人體溫度，數(shù)據(jù)采集</p><p>　　Design of a V

5、irtual Body Temperature Detection System</p><p>　　Based on LabVIEW</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with on-going development of measuring techniques, measuring i

6、nstruments aim to be automatic, intelligent, digital and networked. Therefore, virtual instrument is an important embodiment of this developing trend. Virtual instrument is a new technology which is based on PC. Its hard

7、ware consists of the hardware of PC with some standard I/O modules. Its software is made up by LabVIEW. Virtual Instrument has almost the same function of the ‘real’ one but with advantages such as low cost, easy</p&g

8、t;<p>　　This design, a ‘virtual body temperature detection system’, utilizes LabVIEW software as the development platform. In this virtual system, PC is the main controller; the voltage signal send from temperatur

9、e sensor is acquired by DAQ card. Data acquisition, real-time processing and judging, store and display are controlled by LabVIEW. Experiment results show that this design is simple and flexible with friendly man-machine

10、 interface. The required functions for temperature detection and judgment a</p><p>　　Keywords: Virtual Instrument, LabVIEW, Body Temperature, Data Acquisition</p><p><b>　　目 錄</b>&

11、lt;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2 LabVIEW的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p>

12、<p>　　1.2.1 虛擬儀器的概念1</p><p>　　1.2.2 虛擬儀器的演變與發(fā)展2</p><p>　　1.2.3 LabVIEW的應(yīng)用3</p><p>　　1.3 課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　2 虛擬儀器及VI程序構(gòu)成簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1 虛擬儀器簡(jiǎn)介

13、5</p><p>　　2.2 VI程序的構(gòu)成簡(jiǎn)介5</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)備簡(jiǎn)介7</p><p>　　3.1 溫度傳感器7</p><p>　　3.1.1 溫度傳感器的分類(lèi)7</p><p>　　3.1.1.1 接觸式溫度傳感器7</p><p>　　3.1.1.2 非

14、接觸式傳感器7</p><p>　　3.1.2 LM35溫度傳感器8</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)NI ELVIS II+9</p><p>　　3.3 硬件系統(tǒng)連接10</p><p>　　4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1 系統(tǒng)流程圖12</p><p>

15、;　　4.2 前面板設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.3 程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.3.1 系統(tǒng)初始化模塊設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.3.2 人機(jī)界面處理循環(huán)模塊設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.3.3 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)16</p><p><b>　　結(jié) 論18</

16、b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　附 錄20</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>

17、　　1.1 課題的來(lái)源</b></p><p>　　虛擬儀器（Virtual Instrument，簡(jiǎn)記為VI）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。虛擬儀器技術(shù)利用高性能的通用計(jì)算機(jī)的硬件加上一些相對(duì)簡(jiǎn)單的模塊化I/O硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用。自1986年問(wèn)世以來(lái)，世界各國(guó)的工程師與科學(xué)家們都已開(kāi)始嘗試將LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)工具用于產(chǎn)品

18、設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，并提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率[1]。</p><p>　　近年來(lái)，從非典、禽流感到甲型H1N1流感相繼在全球流行，造成很大程度的社會(huì)動(dòng)亂、經(jīng)濟(jì)衰退甚至引起恐慌。這些疾病的傳播廣泛而迅速，有一定的潛伏期，檢測(cè)困難，危害程度大。其發(fā)病特征為發(fā)燒

19、，即體溫超過(guò)38度。目前，體溫大多被看成靜態(tài)穩(wěn)定的生理參數(shù)。而實(shí)際上，人體體溫并非恒定變的，比如正常的人體體溫是晝夜周期性波動(dòng)的，與人體晝夜活動(dòng)的節(jié)律性、血液循環(huán)、代謝以及呼吸機(jī)能的相應(yīng)周期變化等有很大的關(guān)系。若開(kāi)發(fā)一種體溫檢測(cè)系統(tǒng)，在基于人體溫度曲線的分析的基礎(chǔ)上測(cè)量出人體溫度曲線的特性，以增加判斷是否發(fā)燒的準(zhǔn)確度，將對(duì)大規(guī)模流行傳染病預(yù)防及隔離產(chǎn)生有益影響。</p><p>　　本文主要利用LabVIEW軟件

20、,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量人體溫度的虛擬檢測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行軟硬件的建構(gòu)及分析。該系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷個(gè)人是否過(guò)熱，并獲得人體溫度曲線或參數(shù)后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及輸出。</p><p>　　1.2 LabVIEW的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 虛擬儀器的概念</p><p>　　對(duì)于虛擬儀器概念，目前還沒(méi)有一個(gè)明確的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和定義。美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（National In

21、struments）率先提出了“軟件即儀器”之概念，開(kāi)啟了虛擬儀器的先河[2]。所謂虛擬儀器，就是在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶(hù)自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測(cè)試功能是由測(cè)試軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)[3]。虛擬儀器只有同時(shí)擁有高效的軟件、模塊化I／O硬件和用于集成的軟硬件平臺(tái)這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少以及出色的集成這四大優(yōu)勢(shì)。軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，虛擬儀器使用相同的硬件系

22、統(tǒng)，通過(guò)不同的軟件就可以實(shí)現(xiàn)功能完全不同的各種測(cè)量?jī)x器，利用軟件可以定義各種儀器。</p><p>　　1.2.2 虛擬儀器的演變與發(fā)展 </p><p>　　傳統(tǒng)的電子測(cè)量?jī)x器、測(cè)試系統(tǒng)由“信號(hào)采集”、“數(shù)據(jù)處理與分析”和“處理結(jié)果的最終顯示”三部分組成放在一個(gè)儀表機(jī)箱內(nèi)，這三部分都是用電子線路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即都是采用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)儀器經(jīng)歷了從模擬儀器到數(shù)字化儀器的變革，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)

23、和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，測(cè)試項(xiàng)目日益增多，測(cè)量范圍日漸擴(kuò)大，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)在精度、速度及功能方面有了更高的要求。這就促使我們要不斷地改進(jìn)和完善測(cè)量?jī)x器和測(cè)試方法，組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，使測(cè)試儀器逐步向智能化、自動(dòng)化和虛擬化發(fā)展演變。智能儀器是將微處理器置入測(cè)試儀器，使其能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，并具有一定的數(shù)據(jù)處理能力。它的全部功能都是以硬件(或固化的軟件)的形式存在，并通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)的一些智能儀器由于語(yǔ)音技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的自報(bào)功能，有的

24、增加了觸摸屏功能，但無(wú)論是開(kāi)發(fā)還是應(yīng)用，都缺乏靈活性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)處理功能的軟件算法精度越來(lái)越高，速度越來(lái)越快，在儀器的“數(shù)據(jù)處理與分析部分”用軟件代替硬件成為可能，即：用算法代替電子線路，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)儀器的信號(hào)處理功能。同時(shí)，“處理結(jié)果的最終顯示”原本就是計(jì)算機(jī)的“長(zhǎng)項(xiàng)”。這樣，把傳統(tǒng)</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。隨

25、著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)溫度的測(cè)量越來(lái)越普遍，而且對(duì)溫度測(cè)量的要求也越來(lái)越高。由于測(cè)溫時(shí)會(huì)受到各種干擾影響了測(cè)溫精度，需要進(jìn)行濾波。傳統(tǒng)測(cè)溫儀一般都是通過(guò)硬件電路來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。這樣就存在電路復(fù)雜、成本較高、性能不夠穩(wěn)定等問(wèn)題。另外除了要顯示實(shí)時(shí)溫度外．往往還要能夠方便地實(shí)現(xiàn)報(bào)警、顯示溫度變化趨勢(shì)、對(duì)所測(cè)溫度進(jìn)行一定的統(tǒng)計(jì)分析等功能。因此傳統(tǒng)的以硬件為主的測(cè)溫系統(tǒng)在很多場(chǎng)合已不能適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)溫的要求。</p><p

26、>　　以虛擬儀器為代表的虛擬測(cè)試技術(shù)可以較好的解決這些問(wèn)題。虛擬儀器利用PC計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果；利用計(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、處理；由I/O接口設(shè)備完成信號(hào)的采集、測(cè)量和調(diào)理，從而完成各種測(cè)試功能。軟件開(kāi)發(fā)是虛擬測(cè)試系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在眾多的開(kāi)發(fā)軟件中又以美國(guó)國(guó)家儀器公司開(kāi)發(fā)的圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW應(yīng)用廣，功能強(qiáng)[5]。</p><p>

27、;　　虛擬儀器技術(shù)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，而今正沿著總線與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化、硬／軟件模塊化、編程平臺(tái)的圖形化和硬件模塊的即插即用方向進(jìn)步。虛擬儀器技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用十分普及，如電信、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi)，近年來(lái)也開(kāi)始有了利用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制等功能的例子[6]。</p><p>　　虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和虛擬儀器面板組成。用戶(hù)用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面板就如同操作真實(shí)儀器一樣真實(shí)和方便。同其他技術(shù)相比

28、，虛擬儀器技術(shù)具有四大優(yōu)勢(shì)：</p><p><b>　　1）、性能高；</b></p><p><b>　　2）、擴(kuò)展性性強(qiáng)；</b></p><p><b>　　3）、開(kāi)發(fā)時(shí)間少；</b></p><p><b>　　4）、無(wú)縫集成。</b></

29、p><p>　　虛擬儀器有很廣闊的發(fā)展空間，并最終要取代大量的傳統(tǒng)儀器成為儀器領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，成為測(cè)量、分析、控制、自動(dòng)化儀表的核心[7]。</p><p>　　1.2.3 LabVIEW的應(yīng)用</p><p>　　LabVIEW自1986年正式推出，至今已發(fā)展到以最新版本LabVIEW 2010為核心，包括控制與仿真、高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、模糊控制和PID控

30、制等眾多軟件包，可運(yùn)行于現(xiàn)今所有Windows系統(tǒng)、Linux、Macintosh、Sun和HP-UX等多種平臺(tái)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。自1986年問(wèn)世以來(lái)，LabVIEW已被廣泛應(yīng)用于包括航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、通信、汽車(chē)、半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域。LabVIEW已成為測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)GPIB、VXI、PLC、串行設(shè)備和插卡式數(shù)據(jù)采集板卡可以構(gòu)成實(shí)際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它提供了工業(yè)界最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，同時(shí)還支

31、持通過(guò)Internet、ActiveX、DDE、和SQL等交互式通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，它提供的眾多開(kāi)發(fā)工具使復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量任務(wù)變得簡(jiǎn)單易行[8]。</p><p>　　1.3 課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)利用虛擬儀器技術(shù)、以美國(guó)NI公司的LabVIEW為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)完成一個(gè)“虛擬人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以普通PC為主機(jī)，由DAQ卡采集溫度傳感器發(fā)出的電信號(hào)，數(shù)據(jù)的

32、采集、實(shí)時(shí)處理與判斷、保存、顯示均由LabVIEW進(jìn)行控制。</p><p>　　2 虛擬儀器及VI程序構(gòu)成簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1 虛擬儀器簡(jiǎn)介</p><p>　　虛擬儀器是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，配合以相應(yīng)的輸入/輸出接口裝置，具有計(jì)算機(jī)顯示器的虛擬面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)?！疤摂M”的含義有二：</p>&

33、lt;p>　　(1)虛擬儀器的面板是虛擬的，它只不過(guò)是計(jì)算機(jī)的顯示器模擬而已。而傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是實(shí)物，而且是由手動(dòng)和觸摸進(jìn)行操作的。</p><p>　　(2)虛擬儀器的測(cè)量功能主要是通過(guò)軟件來(lái)完成的。虛擬儀器是在以PC為核心組成的硬件平臺(tái)支持下，通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的功能的[9]。</p><p>　　2.2 VI程序的構(gòu)成簡(jiǎn)介</p><p>　

34、　LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)）是美國(guó)NI公司推出的一種基于G語(yǔ)言（Graphics Language，圖形化編程語(yǔ)言）的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具。在LabVIEW中開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序都被稱(chēng)為VI（虛擬儀器），其擴(kuò)展名均被默認(rèn)為vi。所有的VI都包括前面板、框圖以及圖標(biāo)和連接器窗格三部分，如圖2-1所示。</p>&l

35、t;p>　　圖2-1 VI程序的構(gòu)成</p><p>　　前面板是圖形用戶(hù)見(jiàn)面，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器的面板，該界面上有交互式的輸入控件和輸出顯示控件。輸入控件包括開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鈕等；輸出顯示控件包括波形圖、波形圖表、指示燈等。</p><p>　　框圖是VI程序的圖形化源代碼，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器箱內(nèi)的功能部件。在框圖中對(duì)VI編程的主要工作是從前面板上的輸入控件獲得用戶(hù)輸入信息，然后進(jìn)行計(jì)算和處

36、理，最后在輸出控件中把處理結(jié)果反饋給用戶(hù)?？驁D上的編程元素除了包括與前面板上的輸入控件和輸出控件對(duì)應(yīng)的連線端子外，還有函數(shù)、子VI、常量、結(jié)構(gòu)和連線等。</p><p>　　VI具有層次化和結(jié)構(gòu)化的特征。一個(gè)VI可以作為另一個(gè)VI的子程序被調(diào)用，這里的子程序被稱(chēng)為子VI。圖表用于在主VI的框圖中標(biāo)識(shí)被調(diào)用的子VI。連接器相當(dāng)于圖形化的子程序參數(shù)。默認(rèn)情況下，在框圖和前面板的右上角顯示的是當(dāng)前VI的圖標(biāo)，可以通過(guò)雙

37、擊該圖表進(jìn)入編輯狀態(tài)。在新建的VI中，LabVIEW會(huì)自動(dòng)生成圖標(biāo)。連接器和圖標(biāo)窗格位于VI窗口的同一個(gè)位置，且只能通過(guò)前面訪問(wèn)連接器窗格[10]。</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)備簡(jiǎn)介</p><p><b>　　3.1 溫度傳感器</b></p><p>　　3.1.1 溫度傳感器的分類(lèi)</p><p>　　3.

38、1.1.1 接觸式溫度傳感器</p><p>　　接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計(jì)。溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高[11]。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電

39、偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門(mén)的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉萚12]。低溫溫度計(jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是

40、低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)量1.6～300K范圍內(nèi)的溫度。</p><p>　　3.1.1.2 非接觸式傳感器</p><p>　　非接觸式傳感器的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測(cè)溫計(jì)。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。 </p><p>　　最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于

41、黑體輻射的基本定律，稱(chēng)為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）[13]。各類(lèi)輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量[14]。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利

42、用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度[15]。</p><p>

43、;　　3.1.2 LM35溫度傳感器</p><p>　　圖3-1 LM35溫度傳感器外觀圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)所采用的溫度傳感器為L(zhǎng)M35，是NS公司生產(chǎn)的集成電路溫度傳感器系列產(chǎn)品之一。它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。LM35與用開(kāi)爾文標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處，LM35無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供±1/4℃的常

44、用的室溫精度。</p><p>　　LM35的引腳及其極限參數(shù)如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 LM35引腳圖</p><p><b>　　其特性參數(shù)如下：</b></p><p>　　?工作電壓：直流4～30V；</p><p>　　?工作電流：小于133μA</p>

45、<p>　　?輸出電壓：+6V～-1.0V</p><p>　　?輸出阻抗：1mA負(fù)載時(shí)0.1Ω</p><p>　　?精度：0.5℃精度（在+25℃時(shí)）；</p><p>　　?漏泄電流：小于60μA；</p><p>　　?比例因數(shù)：線性+10.0mV/℃；</p><p>　　?非線性值：±

46、1/4℃；</p><p>　　?校準(zhǔn)方式：直接用攝氏溫度校準(zhǔn)；</p><p>　　?使用溫度范圍：-55～+150℃額定范圍。</p><p><b>　　極限參數(shù)如下：</b></p><p>　　電源電壓：+0.2~35V</p><p>　　輸出電壓：+1.0~6.0V</p>

47、;<p>　　輸出電流：100mA</p><p>　　開(kāi)發(fā)的基于LM35溫控系統(tǒng)，工作穩(wěn)定可靠，具有體積小、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)[16]。</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)NI ELVIS II+</p><p>　　本設(shè)計(jì)所用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為NI公司的ELVIS II+，即教學(xué)實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器套件，可用于動(dòng)手設(shè)計(jì)及原型設(shè)計(jì)。

48、該平臺(tái)集成了12款最常用儀器，包括示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、波特分析儀等，緊湊的結(jié)構(gòu)是實(shí)驗(yàn)室及課堂教學(xué)的理想選擇[17]。NI ELVIS II+可通過(guò)USB接口與PC連接，實(shí)現(xiàn)快速易用的測(cè)量采集及顯示。作為基于NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，NI ELVIS II+能夠發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)的靈活性及自定義功能。同時(shí)，NI ELVISII+也是NI電子教育平臺(tái)中的重要部分，結(jié)合NI Multisim采集及仿真環(huán)境實(shí)現(xiàn)NI EL

49、VIS II+板載電路的測(cè)量及仿真。NI ELVIS II+的設(shè)計(jì)以教學(xué)為目標(biāo)，是一款全面的教學(xué)工具，用于電路設(shè)計(jì)、儀器控制、無(wú)線通信、嵌入式/MCU理論等教學(xué)[18]。</p><p>　　圖3-3 NI ELVIS II+系統(tǒng)</p><p>　　圖3-4 NI ELVIS II+外觀</p><p>　　NI ELVIS II+的規(guī)格參數(shù)如下：</p&g

50、t;<p><b>　　1. 模擬輸入</b></p><p>　　通道數(shù)： 8 通道差分或16 通道單端</p><p>　　ADC 分辨率：16 位</p><p>　　最大采樣速率：1.25 MS/s單通道</p><p>　　輸入范圍：±10，±5，±2

51、，±1，±0.5，±0.2和±0.1 V</p><p>　　用于模擬輸入的最大工作電壓（信號(hào)＋共模）： ± 11 V 對(duì) AIGND</p><p>　　2. 任意波形發(fā)生器/模擬輸出</p><p><b>　　通道數(shù)：2</b></p><p>　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器

52、分辨率：16位</p><p><b>　　最大更新速率：</b></p><p>　　1 通道：2.8 MS/s</p><p>　　2 通道：2.0 MS/s</p><p>　　定時(shí)分辨率：50 ns</p><p>　　輸出范圍 ：± 10 V，±

53、5 V</p><p>　　電壓轉(zhuǎn)換速率：20 V/μs</p><p>　　3.3 硬件系統(tǒng)連接</p><p>　　系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)連接如圖3-5、3-6所示。</p><p>　　圖3-5 硬件系統(tǒng)連接圖</p><p>　　圖3-6 實(shí)物連接照片</p><p><b>　　4

54、 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 系統(tǒng)流程圖</b></p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　4.2 前面板設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖4-2 系統(tǒng)前面板</p><p><b>　　4.3

55、 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1 系統(tǒng)初始化模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4-3系統(tǒng)初始化程序</p><p>　　這個(gè)系統(tǒng)初始化主要是對(duì)采集按鍵、暫停按鍵的最初啟用狀態(tài)賦初值，以及對(duì)局部變量“當(dāng)前狀態(tài)”、“數(shù)據(jù)顯示”賦初值。采集鍵置零，采集鍵初始可用；暫停鍵置2，暫停鍵初始不可用?！爱?dāng)前狀態(tài)”顯示等待，“數(shù)據(jù)顯示”全部清零。Samp

56、le Enable置為“假”。</p><p>　　4.3.2 人機(jī)界面處理循環(huán)模塊設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?） 數(shù)據(jù)采集鍵</b></p><p>　　圖4-4 采集事件程序</p><p>　　程序采用了事件結(jié)構(gòu)的框架。當(dāng)“采集”按鈕按下后，事件“采集”發(fā)生，執(zhí)行此事件里的程序。將采集鍵置2，使得采集鍵當(dāng)

57、前不可用；暫停鍵置0，當(dāng)前可用；局部變量“當(dāng)前狀態(tài)”顯示“正在采集…”。Sample Enable置為“真”。</p><p><b>　?。?） 讀取鍵</b></p><p>　　圖4-5 數(shù)據(jù)回放程序</p><p>　　讀取路徑，回放歷史數(shù)據(jù)。</p><p><b>　?。?） 暫停鍵</b&g

58、t;</p><p><b>　　圖4-6 暫停程序</b></p><p>　　當(dāng)“暫?！卑粹o按下后，事件“暫?！卑l(fā)生，執(zhí)行此事件里的程序。將采集鍵置0，當(dāng)前可用；暫停鍵置2，當(dāng)前不可用；局部變量“當(dāng)前狀態(tài)”顯示“數(shù)據(jù)采集暫停”。Sample Enable置真。</p><p><b>　　（4） 保存鍵</b><

59、/p><p><b>　　圖4-7 保存程序</b></p><p>　　當(dāng)“保存”按鈕按下后，事件“保存”發(fā)生，執(zhí)行此事件里的程序。用采集的“數(shù)據(jù)顯示”、“采集次數(shù)”和“采集時(shí)間”共同創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，保存到一個(gè)電子表格里面。</p><p><b>　?。?） 退出鍵</b></p><p><b

60、>　　圖4-8 退出程序</b></p><p>　　當(dāng)“退出系統(tǒng)”按鈕按下后，事件“stop”發(fā)生，執(zhí)行此事件里的程序。此時(shí)While循環(huán)終止，退出程序。</p><p>　　4.3.3 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）信號(hào)的采集與放大程序</p><p>　　圖4-9 數(shù)據(jù)采集程序</p>&l

61、t;p>　?。?）信號(hào)的分析與報(bào)警</p><p>　　圖4-10 信號(hào)分析與報(bào)警程序</p><p>　　（3）攝氏與華氏的轉(zhuǎn)換</p><p>　　圖4-11 攝氏與華氏轉(zhuǎn)換程序</p><p><b>　?。?）時(shí)間延時(shí)</b></p><p>　　圖4-12 延時(shí)程序</p&g

62、t;<p>　　讓程序運(yùn)行速度減慢，以方便觀察。</p><p><b>　　4.4 檢測(cè)結(jié)果圖</b></p><p>　　圖4-13 實(shí)測(cè)氣溫圖</p><p>　　開(kāi)始因?yàn)闇囟葌鞲衅鱈M35與數(shù)據(jù)采集卡NI ELVIS II+接觸不是太好，所以測(cè)出的氣溫會(huì)突變至零攝氏度。在系統(tǒng)穩(wěn)定之后，氣溫穩(wěn)定在32度左右。此時(shí)室外氣溫大概

63、是35度左右，所以室內(nèi)溫度32度還是接近真實(shí)值的。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)利用虛擬儀器技術(shù)、以美國(guó)NI公司的LabVIEW為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)完成一個(gè)“虛擬人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以普通PC為主機(jī)，由DAQ卡采集溫度傳感器發(fā)出的電信號(hào)，數(shù)據(jù)的采集、實(shí)時(shí)處理與判斷、保存、顯示均由LabVIEW進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)證明，本

64、設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)便靈活、人機(jī)界面友好，實(shí)現(xiàn)了所要求的溫度檢測(cè)和判斷功能。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］. 張凱，郭棟，虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，國(guó)防出版社，2004。</p><p>　?。?］．楊樂(lè)平. LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M],北京:電子工業(yè)出版社,2001。</p><p

65、>　?。?］.馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).第二版.西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.9。</p><p>　?。?］.薛新紅。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展和前景展望，維普資訊，2006年第4期。</p><p>　　［5］．劉巍，劉珂琴。基于虛擬儀器的測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，IT技術(shù)論壇，2008年第33期。</p><p>　?。?］．孫利民，李建中，陳渝，朱紅松.無(wú)線傳感器

66、網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.5。</p><p>　?。?］．劉金星.基于LabVIEW 和VXI總線的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究.[碩士學(xué)位論文].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)，2006。</p><p>　?。?］.李麗軍.基于CC1100的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)[J]研發(fā)與開(kāi)發(fā).2007。</p><p>　?。?］.馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).第二版.西安：西安交通大

67、學(xué)出版社，2005.9。</p><p>　?。?0］.黃松嶺，吳靜。虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2008,10。</p><p>　?。?1］.劉君華，虛擬儀器圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW教程[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004, 33(8): 823-828。</p><p>　　［12］.孫利民，李建中，陳渝，朱紅松.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[

68、M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.5。</p><p>　?。?3］.馬文杰. 淺談無(wú)線遠(yuǎn)程智能抄讀系統(tǒng)的應(yīng)用[M]. 科技資訊。</p><p>　?。?4］.秦龍.MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例[M].中國(guó)電力出版社,2005。</p><p>　?。?5］.王衛(wèi)國(guó). 基于CC1100 的無(wú)線抄表系統(tǒng)[M]. 《計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程》2009 年第1期。

69、</p><p>　　［16］. National Instruments LabVIEWTM Ana1ysis Concepts[S]．National Instrument.</p><p>　　2000, 8:21-25.</p><p>　?。?7］. DAQmx User Manual[s]．National Instrument．2007, 8:571-

70、590.</p><p>　?。?8］.F．Chen and S Ma；umdar．Performance of Parallel I/O Scheduling StrategiesOilNetworks of Workstations[C]．In Proc．ICPADS[A]．2001．</p><p><b>　　附 錄</b></p><

71、;p><b>　　檢測(cè)22.vi</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　基于LabVIEW 的人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.前言</b></p><p><b>　　一、有關(guān)概念</b>&l

72、t;/p><p><b>　　1． 虛擬儀器</b></p><p>　　虛擬 儀器 的概念最早由美國(guó)NI公司于1985年提出，其英文原稱(chēng)為Virtual Instrument，簡(jiǎn)稱(chēng)vi。所謂虛擬儀器，就是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，其功能由用戶(hù)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)測(cè)試系統(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(lái)模擬傳統(tǒng)

73、儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果:利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理:利用工/0接口設(shè)備完成信號(hào)的采集、測(cè)量與調(diào)理，從而建立集各種測(cè)試功能為一體的計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。使用者通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作虛擬面板，就如同使用一臺(tái)專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器一樣。</p><p>　　1.1 LABVIEW 應(yīng)用</p><p>　　LABVIEW 自1986年正式推出，至今已發(fā)展到以

74、最新版本LABVIEW 8.2Express為核心，包括控制與仿真、高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、模糊控制和PID控制等眾多軟件包，可運(yùn)行于現(xiàn)今所有Windows系統(tǒng)、Linux, Macintosh, Sun和HP-UX等多種平臺(tái)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。其已被廣泛應(yīng)用于包括航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、通信、汽車(chē)、半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域。</p><p>　　1.2 LABVIEW 應(yīng)用于測(cè)試

75、與測(cè)量</p><p>　　Lab VI EW 已成為測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)GPIB,V XI,P LC、串行設(shè)備和插卡式數(shù)據(jù)采集板卡可以構(gòu)成實(shí)際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它提供了工業(yè)界最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，同時(shí)還支持通過(guò)Internet, ActiveX, DDE、和SQL等交互式通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[15]，它提供的眾多開(kāi)發(fā)工具使復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量任務(wù)變得簡(jiǎn)單易行。</p><p>　　1.

76、3 LABVIEW 應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究與自動(dòng)化</p><p>　　LABVIEW 為科學(xué)家和工程師提供了功能強(qiáng)大的高技數(shù)學(xué)分析庫(kù)，包括統(tǒng)計(jì)、估計(jì)、回歸分析、線性代數(shù)、信號(hào)生成算法、時(shí)域和頻域分析等眾多科學(xué)領(lǐng)域。在聯(lián)合時(shí)域分析、小波和數(shù)字濾波器等高級(jí)或特殊分析場(chǎng)合，LabVIEW 提供有專(zhuān)門(mén)的附加軟件包。</p><p><b>　　2.主題</b></p&

77、gt;<p>　　近年來(lái)，從非典、禽流感到甲型H1N1流感相繼在全球流行，造成很大程度的社會(huì)動(dòng)亂、經(jīng)濟(jì)衰退甚至引起恐慌。他們的的傳播廣泛而迅速，有一定的潛伏期，檢測(cè)困難，危害程度大。因其發(fā)病特征是發(fā)燒，即提問(wèn)超過(guò)38度。目前體溫大多被看成靜態(tài)穩(wěn)定的生理參數(shù),實(shí)際上,人體體溫并非恒定變的,比如正常的人體體溫是晝夜周期性波動(dòng)與人體晝夜活動(dòng)的節(jié)律性、血液循環(huán)、代謝以及呼吸機(jī)能的相應(yīng)周期變化有很大的關(guān)系.若開(kāi)發(fā)一種體溫檢測(cè)系統(tǒng)，基

78、于人體溫度曲線的分析，測(cè)量出人體溫度曲線的特性，增加判斷是否發(fā)燒的準(zhǔn)確度，將對(duì)大規(guī)模流行傳染病的預(yù)防及隔離產(chǎn)生有益影響。本文主要利用LabVIEW 軟件,設(shè)計(jì)針對(duì)人體的溫度檢測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行軟硬件的建構(gòu)及分析。判斷個(gè)人是否過(guò)熱，并獲得人體溫度曲線或參數(shù),并儲(chǔ)存人體溫度參數(shù)。首先建立人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面來(lái)獲取人體溫度曲線,然后以人體在環(huán)境中高溫、低溫、以及正常狀態(tài)下獲得的溫度曲線進(jìn)行分析，求得理論溫度曲線和實(shí)測(cè)溫度曲線，以期獲得正

79、確的人體溫度曲線。</p><p><b>　　測(cè)試任務(wù) </b></p><p>　　人體溫度在測(cè)量時(shí)，常會(huì)受到環(huán)境和人為因素的影響，所以測(cè)量人體溫度，需要考慮這些情況，如天氣太冷、太熱，手那東西，都會(huì)導(dǎo)致被測(cè)量的人體溫度上升、下降，影響人體溫度的準(zhǔn)確度。因此，需要分析人體在不同狀況下體溫的曲線變化規(guī)律，正確的人體溫度曲線，將有助于系統(tǒng)的判斷。 </p>

80、<p><b>　　系統(tǒng)性能指標(biāo): </b></p><p>　　* 溫度測(cè)量范圍:30℃-40℃ </p><p>　　* 溫度檢測(cè)分辨率:0.1℃ </p><p>　　* 超出一定溫度聲光報(bào)警</p><p><b>　　2.1 硬件架構(gòu) </b></p>&

81、lt;p>　　本測(cè)試系統(tǒng)的硬件構(gòu)造采用最基本的虛擬儀器構(gòu)成方式，即 PC-DAQ 構(gòu)成方式。在PC的控制下對(duì) DAQ發(fā)出控制命令來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集，然后利用PC 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和顯示功能來(lái)得到我們所需要的有效信息。</p><p>　　2.2 測(cè)溫模塊 </p><p><b>　　* 測(cè)量方法 </b></p><p>　　目前大多數(shù)電

82、子測(cè)溫方案通常需要放大器和 AD轉(zhuǎn)換等措施，成本和和功耗都很高。本系統(tǒng)采用NTC 熱敏電阻進(jìn)行接觸式測(cè)量，利用一般的I/O接口與內(nèi)比較器、定時(shí)器。工作原理如下圖所示：</p><p>　　其中P0、P1為I/O 接口，Rf為精密電阻，Rt為精度1%的NTC熱敏電阻,C 電容。</p><p>　　測(cè)溫開(kāi)始時(shí),首先將P1置成高阻態(tài),P0置高,通過(guò)Rt給電容C充電至高電平VH。定時(shí)器TA 開(kāi)始

83、工作。P1置低電容通過(guò)Rt 放電,則 CA0 端電平開(kāi)始下降,比較器將 CA0與參考電壓Vref=0.25Vcc進(jìn)行比較,當(dāng)CA0 端電壓達(dá)到Vref時(shí),產(chǎn)生中斷TA停止計(jì)時(shí),記下放電時(shí)間t1。同樣的步驟可測(cè)C通過(guò) Rf 放電的時(shí)間為t2。根據(jù)電容 C放電的時(shí)間t公式有:</p><p>　　可得到 ： </p><p>　　根據(jù)NTC 熱敏電阻常數(shù)B值計(jì)

84、算公式: </p><p><b>　　可得到測(cè)量溫度：</b></p><p><b>　　* 測(cè)量精度 </b></p><p>　　此測(cè)溫模塊的測(cè)量精度主要由三個(gè)方面決定：定時(shí)器精度、Rf、Rt 的電阻精度。 此處重點(diǎn)討論定時(shí)器精度對(duì)測(cè)溫精度的影響：</p><p>　　由電容放電公式(3.1

85、) 知</p><p>　　臨床用溫度測(cè)量計(jì)的要求精度是 0.1℃ </p><p>　　對(duì)（3.5）求導(dǎo)數(shù)并帶入數(shù)據(jù)，可知其在30—45℃之間要保證0.1℃的精度要求需要保證計(jì)時(shí)器的分辨率要低于 2.301×10s ，即要保證計(jì)數(shù)器的技術(shù)頻率大于4.35KHz.</p><p>　　2.3 軟件模塊 </p><p>　　Lab

86、VIEW 程序稱(chēng)為虛擬儀器或簡(jiǎn)稱(chēng) VI，LabVIEW 不同于基于文本的編程語(yǔ)言(如Fortran和C)，它是一種圖形化編程語(yǔ)言—通常稱(chēng)為G編程語(yǔ)言，其編程過(guò)程就是通過(guò)圖形符號(hào)描述程序的行為。它采用的數(shù)據(jù)流編程方法，控制 VI程序的運(yùn)行方式叫做“數(shù)據(jù)流”。對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，只有當(dāng)它的所有輸入端口上的數(shù)據(jù)都成為有效數(shù)據(jù)時(shí)，它才被執(zhí)行。當(dāng)節(jié)點(diǎn)程序運(yùn)行完畢后，它把結(jié)果數(shù)據(jù)送給所有的輸出端口，使之成為有效數(shù)據(jù)。并且數(shù)據(jù)很快就從源端口送到目的端口

87、。 </p><p>　　LabVIEW 編寫(xiě)程序的過(guò)程就是將多個(gè)目標(biāo)用數(shù)據(jù)流連接起來(lái)的過(guò)程，被連接的目標(biāo)之間的數(shù)據(jù)流控制著執(zhí)行次序，并允許有多個(gè)數(shù)據(jù)通路同步運(yùn)行。這是一種完全不同于文本程序語(yǔ)言線性結(jié)構(gòu)的新型程序設(shè)計(jì)理念。因此，LabVIEW 在繪制方框圖時(shí)只需從軟件菜單中調(diào)用相應(yīng)的功能方塊并用導(dǎo)線連接起來(lái)即可，不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)句法細(xì)節(jié)的限制。當(dāng)虛擬儀器建立起來(lái)并運(yùn)行后，用戶(hù)即可通過(guò)軟面板來(lái)控制自己的儀器，如

88、按開(kāi)關(guān)、移動(dòng)滑塊、旋轉(zhuǎn)旋鈕或從鍵盤(pán)輸入一個(gè)數(shù)值等。同時(shí)，該軟面板立刻響應(yīng)來(lái)自系統(tǒng)的實(shí)時(shí)反饋。作為人機(jī)對(duì)話的軟面板，還可接受來(lái)自更高層次的虛擬儀器參數(shù)。</p><p>　　LabVIEW 以嚴(yán)格定義的概念構(gòu)成了一種易于理解和掌握的硬件和軟件模塊，并提供了一個(gè)理想的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，適合于從事科研開(kāi)發(fā)的科研人員和工程技術(shù)人員，可以使得科研和工程人員擺脫對(duì)專(zhuān)業(yè)編程人員的依賴(lài)，因此被譽(yù)為科學(xué)家和工程師的語(yǔ)言。作為一種高水

89、平的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，同傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言相比，采用LabVIEW 圖形編程方式可以節(jié)省大約80%的程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，而其運(yùn)行速度卻</p><p><b>　　幾乎不受影響。</b></p><p>　　本人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)采用 LabVIEW 進(jìn)行軟件編程。LabVIEW 是我們?cè)跍y(cè)試實(shí)驗(yàn)中主要采用的主要軟件。編寫(xiě)的環(huán)境可區(qū)分為兩部份：第一部份為人機(jī)介面，用來(lái)表示操作者有直接相

90、關(guān)互動(dòng)關(guān)系的介面；第二部份為程式方塊圖，來(lái)編寫(xiě)程序的地方。與一般的程式設(shè)計(jì)觀點(diǎn)相比較，程式方塊圖的編寫(xiě)方式類(lèi)似于程式執(zhí)行之流程表。</p><p><b>　　2.4 程序流程圖</b></p><p><b>　　3.總結(jié) </b></p><p>　　人體溫度測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)體溫從DAQ卡傳至電腦，可以由LabVIEW 的

91、人機(jī)介面，實(shí)測(cè)人體現(xiàn)在溫度，雖有人為溫度誤差和系統(tǒng)溫度誤差，但都可以控制在允許范圍內(nèi)，所以比一般溫度計(jì)準(zhǔn)確性高，檢驗(yàn)速度快，且可記錄人體溫度變化情形等優(yōu)點(diǎn)。如果有發(fā)燒情況時(shí)，也可迅速報(bào)警采取治療和隔離等措施。 </p><p>　　該人體溫度測(cè)量系統(tǒng)使用方便，測(cè)量較通用測(cè)量系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單和方便，且測(cè)量誤差可調(diào)控在一定可允許范圍內(nèi)，精度完全可以滿(mǎn)足普通臨床的要求。并采取模塊化設(shè)計(jì)，如若利用本系統(tǒng)的原理進(jìn)行其他方面的測(cè)

92、量，可以進(jìn)行硬件升級(jí)和軟件改變。達(dá)到更大的測(cè)量精度和測(cè)量范圍。 </p><p>　　本系統(tǒng)使用PC-DAQ 基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)架構(gòu)，利用 NI公司的LabVIEW 軟件完成軟件方面的設(shè)計(jì)，人機(jī)界面形象直觀，抗干擾能力較強(qiáng)，若經(jīng)臨床驗(yàn)證則可推廣使用。</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]劉金星.基于LabV

93、IEW 和VXI總線的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究.[碩士學(xué)位論文].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)，2006。</p><p>　　[2]王衛(wèi)東.高頻電子電路[M]電子工業(yè)出版社,2007.8，重印</p><p>　　[3]李麗軍.基于CC1100的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)[J]研發(fā)與開(kāi)發(fā).2007</p><p>　　[4] 李朝青.M PC機(jī)與單片機(jī) & DSP數(shù)據(jù)通信技術(shù)選編[M

94、].北京航空航天大學(xué)出版社, 2003</p><p>　　[5]李善倉(cāng).無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　[6]楊樂(lè)平，李海濤，趙勇，楊磊.第一版.LabVIEW 高級(jí)程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社，2003.4。</p><p>　　[7]楊樂(lè)平. LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M],北京:電子工業(yè)出版社,20

95、01。</p><p>　　[8]馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).第二版.西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.9。</p><p>　　[9]黃松嶺，吳靜。虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2008,10。</p><p>　　[10]曹磊.MSP430單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2007</p><p>　　

96、[11]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.1</p><p>　　[12]孫利民，李建中，陳渝，朱紅松.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.5</p><p>　　[13] 馬文杰. 淺談無(wú)線遠(yuǎn)程智能抄讀系統(tǒng)的應(yīng)用[M]. 科技資訊</p><p>　　[14]秦龍.MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例[M].中國(guó)電力出

97、版社,2005</p><p>　　[15]王衛(wèi)國(guó). 基于CC1100 的無(wú)線抄表系統(tǒng)[M]. 《計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程》2009 年第1期</p><p><b>　　開(kāi)題報(bào)告</b></p><p>　　基于labview的人體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1選題的背景、意義</b>&

98、lt;/p><p>　　LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類(lèi)似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式[1]。</p><p>　　與C和BASIC一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程

99、任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。LabVIEW的函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫(huà)方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。</p><p>　　虛擬儀器（virtual instrumention）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向[2]。粗略地說(shuō)這種結(jié)合有兩種方式

100、，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類(lèi)儀器功能也越來(lái)越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。下面的框圖反映了常見(jiàn)的虛擬儀器方案。隨著現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、檢測(cè)，例如在發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工領(lǐng)域的生產(chǎn)中都需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)

101、采集，而溫度采集又是非常重要的部分。當(dāng)然對(duì)人體溫度的檢測(cè)就更是極為重要。</p><p>　　1.2溫度傳感器的介紹</p><p>　　本系統(tǒng)的溫度測(cè)量是使用Pt100熱電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PT100，又叫鉑電阻，熱電阻，是一種溫度傳感器，鉑電阻溫度系數(shù)為0.0039×／℃，0℃時(shí)電阻值為100Ω，電阻變化率為0.3851Ω/℃。 </p><p>　　采用不

102、銹鋼外殼封裝，內(nèi)部填充導(dǎo)熱材料和密封材料灌封而成，尺寸小巧，適用于精密儀器、恒溫設(shè)備、流體管道等溫度的測(cè)量，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用。</p><p>　　鉑電阻溫度傳感器精度高，穩(wěn)定性好，應(yīng)用溫度范圍廣，是中低溫區(qū)（-200℃～400℃）最常用的一種溫度檢測(cè)器，不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成各種標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。 </p><p>　　按IEC751國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 溫度系數(shù)TCR=0.003851，Pt1

103、00（R0=100Ω）、Pt1000（R0=1000Ω）為統(tǒng)一設(shè)計(jì)型鉑電阻。 </p><p>　　三線制PT100要求引出的三根導(dǎo)線截面積和長(zhǎng)度均相同，測(cè)量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，當(dāng)橋路平衡時(shí)，導(dǎo)線電阻的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差</p>

104、;<p>　　KT2000A通過(guò)Pt100傳感器測(cè)出水樣的溫度后，轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號(hào)，送至采集模塊R8017的輸入端，輸入端并聯(lián)250Ω精密電阻（此電阻已被焊接于KT2000A內(nèi)部），將4~20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成1~5V電壓信號(hào)，計(jì)算機(jī)采集R8017測(cè)得的電壓信號(hào)以后，再轉(zhuǎn)換成0~100℃的測(cè)量結(jié)果</p><p>　　2相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　

105、　近年來(lái)，從非典、禽流感到甲型H1N1流感相繼在全球流行，造成很大程度的社會(huì)動(dòng)亂、經(jīng)濟(jì)衰退甚至引起恐慌。他們的的傳播廣泛而迅速，有一定的潛伏期，檢測(cè)困難，危害程度大。因其發(fā)病特征是發(fā)燒，即提問(wèn)超過(guò)38度。目前體溫大多被看成靜態(tài)穩(wěn)定的生理參數(shù),實(shí)際上,人體體溫并非恒定變的,比如正常的人體體溫是晝夜周期性波動(dòng)與人體晝夜活動(dòng)的節(jié)律性、血液循環(huán)、代謝以及呼吸機(jī)能的相應(yīng)周期變化有很大的關(guān)系.若開(kāi)發(fā)一種體溫檢測(cè)系統(tǒng)，基于人體溫度曲線的分析，測(cè)量出人

106、體溫度曲線的特性，增加判斷是否發(fā)燒的準(zhǔn)確度，將對(duì)大規(guī)模流行傳染病的預(yù)防及隔離產(chǎn)生有益影響。本文主要利用LabVIEW 軟件,設(shè)計(jì)針對(duì)人體的溫度檢測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行軟硬件的建構(gòu)及分析。判斷個(gè)人是否過(guò)熱，并獲得人體溫度曲線或參數(shù),并儲(chǔ)存人體溫度參數(shù)。首先建立人體溫度檢測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面來(lái)獲取人體溫度曲線,然后以人體在環(huán)境中高溫、低溫、以及正常狀態(tài)下獲得的溫度曲線進(jìn)行分析，求得理論溫度曲線和實(shí)測(cè)溫度曲線，以期獲得正確的人體溫度曲線。</p

107、><p>　　2.1 LABVIEW 應(yīng)用</p><p>　　LABVIEW 自1986年正式推出，至今已發(fā)展到以最新版本LABVIEW 8.2Express為核心，包括控制與仿真、高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、模糊控制和PID控制等眾多軟件包，可運(yùn)行于現(xiàn)今所有Windows系統(tǒng)、Linux, Macintosh, Sun和HP-UX等多種平臺(tái)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。其已被廣泛應(yīng)

108、用于包括航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、通信、汽車(chē)、半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域。</p><p>　　2.2 LABVIEW 應(yīng)用于測(cè)試與測(cè)量</p><p>　　Lab VI EW 已成為測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)GPIB,V XI,P LC、串行設(shè)備和插卡式數(shù)據(jù)采集板卡可以構(gòu)成實(shí)際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它提供了工業(yè)界最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，同時(shí)還支持通過(guò)Internet, Acti

109、veX, DDE、和SQL等交互式通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[15]，它提供的眾多開(kāi)發(fā)工具使復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量任務(wù)變得簡(jiǎn)單易行。</p><p>　　2.3 LABVIEW 應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究與自動(dòng)化</p><p>　　LABVIEW 為科學(xué)家和工程師提供了功能強(qiáng)大的高技數(shù)學(xué)分析庫(kù)，包括統(tǒng)計(jì)、估計(jì)、回歸分析、線性代數(shù)、信號(hào)生成算法、時(shí)域和頻域分析等眾多科學(xué)領(lǐng)域。在聯(lián)合時(shí)域分析、小波和數(shù)字濾波器

110、等高級(jí)或特殊分析場(chǎng)合，LabVIEW 提供有專(zhuān)門(mén)的附加軟件包</p><p>　　3課題的研究?jī)?nèi)容及擬采取的研究方法，預(yù)期達(dá)到目標(biāo)</p><p><b>　　3.1測(cè)量方法 </b></p><p>　　目前大多數(shù)電子測(cè)溫方案通常需要放大器和 AD轉(zhuǎn)換等措施，成本和和功耗都很高。本系統(tǒng)采用NTC 熱敏電阻進(jìn)行接觸式測(cè)量，利用一般的I/O接口與

111、內(nèi)比較器、定時(shí)器。工作原理如下圖所示：</p><p>　　其中P0、P1為I/O 接口，Rf為精密電阻，Rt為精度1%的NTC熱敏電阻,C 電容。</p><p>　　測(cè)溫開(kāi)始時(shí),首先將P1置成高阻態(tài),P0置高,通過(guò)Rt給電容C充電至高電平VH。定時(shí)器TA 開(kāi)始工作。P1置低電容通過(guò)Rt 放電,則 CA0 端電平開(kāi)始下降,比較器將 CA0與參考電壓Vref=0.25Vcc進(jìn)行比較,當(dāng)CA

112、0 端電壓達(dá)到Vref時(shí),產(chǎn)生中斷TA停止計(jì)時(shí),記下放電時(shí)間t1。同樣的步驟可測(cè)C通過(guò) Rf 放電的時(shí)間為t2。根據(jù)電容 C放電的時(shí)間t公式有:</p><p>　　可得到 ： </p><p>　　根據(jù)NTC 熱敏電阻常數(shù)B值計(jì)算公式: </p><p><b>　　可得到測(cè)量溫度：</b></p>