LabView的温度监测系统

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，温度监测系统

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 系统运行以及分析………………………………………………………………….8

一 概述

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。在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。由单片集成电路构成的温度传感器的种类越来越多，测量的精度越来越高，响应时间越来越短，因其使用方便、无需变换电路等特点已经得到了广泛的应用。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生产的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的温度采集系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。

1.1.2 LABVIEW的发展

上世纪80年代早期，计算机接口变得越来越精细，软件设计的虚拟器界面也越来越友好，苹果公司的Macintosh开发了G语言，这些为功能强大的专业虚拟仪器软件的出现提供了必要基础。不久，NI为基于计算机的测量和自动化开发出了LABVIEW软件包。

   LABVIEW的功能不断丰富和强大。LABVIEW用来进来数据采集和控制、数据分析和数据表达，使工程师和科学家能充分利用PC的功能，快速简便地完成自己的工作。经过多年的不断充实，LABVIEW成为丰富、强大的实用工具软件包，内部配有GPIB、VXI、串口和插入式DAQ板的库函数以及全球几百家厂商的仪器驱动程序。围绕这些核心软件还陆续开发出多种附件。

   工业发达国家已经将虚拟仪器技术广泛应用于航天、通讯、生物医学、地球物理、电子、机械等各个领域，进行工程技术和科学研究，国内对于虚拟仪器的研究与工程也取得了很多成就，在产品性能测试、设备故障诊断、生产过程控制中得到普遍应用。

1.2 研究的意义

生活的需要，方便了生产中对温度的控制，有效的提高了生产质量。外围电路比较简单杂，测量精度较高，分辨力高，使用方便。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。本次毕业设计正是为了完成温度采集而设计的，而且采用了温度传感器LM35，可以说与人们的日常生活是息息相关的，具有很大的现实意义。

二 设计的任务以及要求

本设计是基于labview 的温度监测系统，采用一个随机取值，能用波形显示器显示温度曲线，能实时显示温度，在一定时间内能统计最大值最小值以及平均值，温度达到上限温度或者下限温度时能报警。

三 系统设计

   3.1系统设计方案

   3.1.1结构框图

结构主要四个部分，为数据采集、波形显示、数据显示和警报

结构框图如下：

     3.1.2 系统工作原理

     本次设计是简易的温度采集，思路是“采集-显示-统计-报警”，由一个随机选作为温度的产生，由波形图示显示温度的变化，统计最大值最小值以及平均值，设定上限下限值，用两个比较器件比较，超出设定值时报警。

3.2 单元设计模块

3.2.1 单元模块的设计

1）温度产生

温度的产生由一个随机数产生数据和100叉乘。

2）温度显示

温度显示有三个器件：波形显示、温度计、温度显示。

3）上下限报警

由两个比较器来比较实时温度，大于90度或者小于20度时报警。

4）数据统计

数据统计由信号收集器、统计器件以及相关数值显示

5）时间延迟

为了更好的观察温度变化，增加了时间延迟器

6）while循环结构

3.2.2 单元模块的链接

四 系统调试

4.1 前面板布置

4.2 系统运行以及分析

整个系统能正常运行，能显示实时温度、温度的最大值最小值以及计算平均值，当温度超过90°时，上限报警器会显示红色报警。当温度低于20°时，下限报警器显示红色报警。 截图实时温度是1.36°，最大值时98.3°，最小值是1.36°，平均值是50.3°。由于实时温度小于20°，所以下限报警器报警，显示红色。

五 结论与展望

由于时间的关系和缺少实际的测试对象，很多测试的细节没有深入研究，对数据的处理程度也比较浅和简略，仍需进一步的开发和大量的完善工作。

此数据采集系统，应用LabVIEW的数据处理库，完成了对信号的采集、处理和显示；与传统的数据采集系统相比，其价格低廉、使用性强、开发周期短、数据处理简单方便。

在实际开发中,LabVIEW表现了很好的灵活性，可广泛应用于测试控制领域。

六 仪器设备清单

[1]  杨乐平等.  LabVIEW高级程序设计.  北京： 清华大学出版社,  2003

[2]  江辑光主编. 电路原理.  北京: 清华大学出版社,  1995

[3]  阎石主编.  数字电子技术基础. 北京:  高等教育出版社,  1998

[4]  胡向东等 传感器与检测技术  北京 机械工业出版社 

[5]  中国电子论坛