基于labview虚拟仪器平台的温度检测系统设计
基于LABVIEW的虚拟仪器温度检测系统的设计
基于LABVIEW的虚拟仪器温度检测系统的设计.pdf [ 录入者:admin | 时间:2008-09-09 11:23:44 | 作者: | 来源: | 浏览:174次]【大中小】基于LABVIEW的虚拟仪器温度检测系统的设计摘要：虚拟仪器（VI）是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向。
LabVIEW是一个基于图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具。
本文重点介绍了虚拟仪器的界面，LabVIEW应用，并设计了一个基于虚拟仪器的数字化温度测量和控制系统，阐述了系统开发过程中数据的采集和软硬件的设计。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；温度测量；数据采集0 引言虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。
“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。
美国国家仪器公司生产的NI-LabVIEW是目前最为成功，应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统。
它一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发。
在现代工业化生产中，需要进行温度测量和控制的场合越来越多。
测温的方法也是多种多样的。
1 虚拟仪器的特点虚拟仪器设备可以由使用者自己定义，这意味着可以自由地组合计算机平台，硬件（包括传统仪器），软件，以及各种实现应用所需要的附件。
这种灵活性在由供应商定义，功能固定，独立的传统仪器上是很难达到的。
常用的数字万用表，示波器，信号发生器，数据记录仪，以及温度和压力监控仪器就是这种传统仪器的代表。
从传统仪器设备向虚拟仪器设备的转变，为现代实验带来了更多实际的利益，同时也促进着实验手段不断更新。
2 系统设计2.1 系统硬件结构虚拟仪器系统的硬件主要是由个人计算机或者工作站和硬件接口模块组成。
其中计算机是主体，主要用来提供实时高效的数据处理性能。
硬件接口模块包括仪器硬件和各种通用接口总线，主要用来采集，传输信号。
LabView的温度监测系统
摘要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，温度监测系统目录中文摘要 (1)一概述 (3)1.1研究背景 (3)1.1.1温度的研究背景 (3)1.1.2 LABVIEW的发展 (3)1.2研究的意义 (4)二设计的任务以及要求 (4)2.1设计的任务 (4)2.2设计的要求 (4)三系统化设计 (4)3.1系统设计方案 (4)3.1.1 结构框图 (4)3.2.2 系统工作原理 (5)3.2单元模块设计 (5)3.2.1单元模块的设计 (7)3.2.2单元模块的链接 (9)四系统调试 (8)4.1 前面板布置 (8)4.2 系统运行以及分析 (8)五结论与展望 (9)六仪器设备清单 (9)参考文献 (9)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。
基于labview的温度监测系统设计任务书
基于labview的温度监测系统设计任务书1.背景介绍现代工业生产和生活中，温度监测系统在各个领域中都扮演着非常重要的角色。
从工业生产中的温度控制，到医疗设备和环境监测中的温度监测，都需要可靠的温度检测系统来确保生产和生活的安全和稳定。
因此，设计一款高效、稳定、精准的温度监测系统是非常有必要的。
2.设计目标本次设计的目标是开发一款基于LabVIEW的温度监测系统，主要用于工业生产、医疗设备和环境监测等领域。
该系统需要满足以下主要设计目标：-提供高精度的温度监测功能，能够在工业生产中实时监测温度并进行控制；-能够实时采集温度数据，并能够对数据进行存储、分析和显示；-支持远程监控和控制功能，方便用户在远程地点对温度系统进行监测和控制。
3.技术需求为了实现设计目标，需要满足以下技术需求：-传感器：选择高精度、稳定的温度传感器，能够在-50℃至150℃范围内工作，并且具有快速的响应时间和高灵敏度；- LabVIEW软件：利用LabVIEW软件进行系统的设计和开发，实现数据采集、处理和显示功能；-远程通信技术：使用网络通信技术，实现远程监控和控制功能；-数据存储和分析：需要采用数据库存储技术，对采集的温度数据进行存储和分析。
4.系统设计4.1系统硬件设计传感器选择：选择一款高精度、稳定的温度传感器，例如PT1000，它具有高精度和稳定的特性，可以满足系统的测温要求。
数据采集和处理：使用DAQ卡进行数据采集和预处理，实现对温度数据的快速采集和处理。
远程监控功能：通过网络模块，实现系统远程监控和控制功能，便于用户随时随地监控温度系统的工作状态。
4.2系统软件设计数据采集和处理：使用LabVIEW软件进行数据采集和处理，通过编程实现对温度数据的实时采集和处理。
数据存储和分析：利用LabVIEW和数据库技术进行温度数据的存储和分析，实现对历史温度数据的查询和分析功能。
远程通信功能：通过LabVIEW和网络通信技术，实现对温度系统的远程监控和控制功能，方便用户进行远程操作。
基于labView的温度采集系统设计
基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要：设计了基于LabV IEW的温度采集系统。
它利用DS18B20数字温度传感器和STC公司生产的STC89C52单片机采集被测环境温度，将测得的数据经串口传给计算机。
计算机利用LabV IEW的V ISA读取串口数据并进行处理和显示，实现基于V ISA的串口温度采集。
关键词：温度传感器；单片机；LabV IEW；温度采集1引言虚拟仪器(Virtual Instrument)是基于计算机的软硬件测试平台,它可代替传统的测量仪器。
LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments Co.)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境[1]。
利用LabVIEW设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号，但是配备NI公司的数据采集板卡比较贵，因此，可以选择单片机小系统作为前端数据采集系统，进行采集数据，然后通过RS-232串口通讯将数据送给计算机,在LabVIEW 开发平台下，对数据进行各种处理、分析并对信号进行存储、显示和打印,从而实现了一种在LabVIEW环境下的单片机数据采集系统。
2 温度采集系统设计本系统采用STC公司生产STC89C52单片机作为温度数据采集和传输的主控芯片，温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器DS18B20。
采集得到的数据利用单片机经串口通信的方式传输至计算机的串口。
计算机上位机软件采用数据处理能力超强的LabV IEW软件编写,利用其所带的V ISA驱动进行串口的数据采集和处理,实现了基于V ISA的串口温度采集。
2.1温度采集系统的硬件设计本系统以AT89C51为中央处理单元,利用DS18B20数字温度传感器对温度信号进行采集,采集到的信号被送到AT89C51中, 将采集到的温度值在LCD上显示并通过串口发送到上位机，其原理图如1所示(见附录1)。
2.1.1 中央处理单元——STC89C51本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机，STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Eras-able Read Only Memory）的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
基于labview的虚拟温度测量仪设计
基于labview的虚拟温度测量仪设计4.1虚拟温度测量仪设计4.1.1设计原理实际的温度测量仪有多种测量温度的方法，如红外温度传感器，红外摄像头等。
本设计采用最常用的温度传感器——AD590集成温度传感器。
AD590在一定温度范围内，可将温度数据线性转变为电流信号，其转换公式：I=k temp注：I为电流，temp为温度，k为系数。
AD590将温度数据转换为电流信号，电流信号通过模数转换为计算机可以识别的数字信号，再有设计的虚拟温度控制器显示电流数据，计算出温度数据并显示出来。
4.1.2设计步骤1．前面板的设计（1）放置电源开关。
执行Classic Controls>>Classic Boolean>>Labeled Oblong Button控件，放与前面板设计窗口中合适的位置。
（2）放置电源指示灯。
执行Classic Controls>>Classic Boolean>>Square Light 控件，放与前面板设计窗口中合适的位置.（3）放置模式转换开关。
执行Classic Controls>>Classic Boolean>>Vertical Switch控件，放与前面板设计窗口中合适的位置.（4）放置电流表。
执行Classic controls>>Classin Numberic>>Meter控件，放与前面板设计窗口中合适的位置.并在控件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Change to Indicator命令，转换为输出显示型控件。
因为电流数据范围为273.15~~373.15K，故在弹出的属性窗口的数据范围属性中设置“默认值”为：273.15,去掉“使用默认值”前的标记，设置“最小值”为：200.00，“最大值“为：400.00，“精度”为：0.01，并设置合适的：标尺样式。
（5）放置温度计。
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测在科学研究、实验室操作、工业生产等领域中，温度控制是一项至关重要的任务。
为了实现对温度的精确调节和监测，使用LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）这一基于图形化编程的软件平台，可以提供便捷、灵活和高效的解决方案。
LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的工具软件，它允许用户通过可视化编程来创建控制、测量和测试系统。
借助LabVIEW，用户可以通过拖拽和连接不同的函数块来构建程序，而不需要编写传统的文本代码。
在温度控制的实例中，LabVIEW可以与温度传感器和执行器等硬件设备进行连接，实时获取温度数据并控制传热系统以实现温度调节。
下面将分为三个部分介绍具体的温度控制实现。
1. 温度检测在LabVIEW中，可以通过连接温度传感器，如热电偶或热敏电阻，来实现温度的准确监测。
使用LabVIEW提供的虚拟仪器（Virtual Instrument）和相应的函数模块，用户可以读取传感器输出的模拟信号，将其转换为数字信号，并进行数据处理和显示。
首先，在LabVIEW的开发界面中，用户可以选择合适的传感器接口并建立连接。
然后，通过LabVIEW提供的模块化函数，用户可以设置采样率、传感器类型、数据格式等参数。
接着，用户可以添加数据处理的模块，如滤波器、数据平均等，以提高温度数据的可靠性和抗干扰能力。
最后，利用LabVIEW的图形化界面设计功能，用户可以自定义数据显示的格式，如实时曲线图、数字显示等，便于用户直观地观察和分析温度变化。
2. 温度控制除了温度检测，LabVIEW还可以实现温度的精确调节。
用户可以通过与执行器（如电热器或制冷机）的连接，实时接收温度数据，并根据设定的目标温度进行反馈控制。
在LabVIEW中，用户可以设置温度控制的参数，如比例、积分和微分系数，以及控制周期。
基于LabVIEW的温湿度检测系统设计
Ｃ３ 郑 ２
明， 智 勇 ， 晓 辉 ． 于 虚 拟 仪 器 的 温 湿 度 测 控 刘 基
系 统 Ｕ３ 中国 测 试 技 术 ，０ ３ ４ ：９ Ｏ ５ ． ． ２０ （ ） １ —２ ，８
－Ｉ Ｉ － 陈锡 辉 ， ３ 张银鸿 ．ａＶ Ｅ ． 程 序设计 从入 门到精 通 ［ ． Ｌｂ ＩＷ８２ Ｍ］
１ 系统 的 组成 及 原 理
２ 系 统硬 件 设 计
本 系统 由硬 件 和 软 件 两大 部 分 组成 ， 中硬 件 其 是 基础 ， 件 是 核 心 ． 统 硬 件 主 要 由温 湿 度 传 感 软 系 器、 数据 采集 卡 、 算 机 等 各部 分 构 成 ． 构 框 图如 计 结 图 １所示 ． 测试 系统 硬 件 采 集 的 信 号 由实 验 室 温 本 湿 度源 提供 ， 为可控 温湿 度 电加 热装 置 ； 湿度 传感 温 器 采用 Ｄ ＨＴ１ ， 温湿 度传感 器 采集 到 的信号 数据 由 １
在工 农业 生 产 中 ， 了 降低 成 本 、 高生 产 率 ， 为 提 常常 要对 温湿 度进 行 检 测 和 控 制． 很 多 环境 比较 在
恶 劣 的 生 产 场 合 ， 宜 采 用 人 工 测 量 ． 以 设 计 一 种 不 所 可 以 对 温 湿 度 进 行 自 动 监 测 的 系 统 有 着 广 泛 的 应 用
价值 ． 目前 的一些 温 湿 度 检测 系统 大都 采 用 传 统 温 湿度 测量 仪 器 ， 统 测 量 仪 器 的功 能大 多 都 是 由硬 传
件或 固化 的 软件来 实 现 ， 能 比较单 一 ， 功 使得 用户 无 法根 据实 际 生产情 况 来 改变 其 结 构 和 功 能． 据 存 根 在 的这些 局 限性 ， 以利 用 虚 拟仪 器 代 替 真 实 的 仪 可
基于labview的温度监测系统设计任务书
基于labview的温度监测系统设计任务书一、项目背景随着工业和生活水平的提高，对温度监测系统的需求日益增加。
温度监测系统是通过传感器对环境或物体的温度进行实时监测、采集和处理，以达到控制、报警、记录或调节的目的。
本项目旨在设计一套基于LabVIEW的温度监测系统，能够实现高精度、高稳定性的温度监测，并具有数据可视化、报警提示、远程监测等功能。
二、项目目标1.设计一套温度监测系统，能够实现对环境或物体的温度进行实时监测、采集、处理和显示。
2.实现对温度数据的实时监测和记录，能够生成温度曲线图，并具有数据查询、导出、打印等功能。
3.实现对温度数据的报警处理，能够根据设定的温度阈值进行报警提示，并具有报警记录和处理功能。
4.设计一套用户界面友好、操作简便的温度监测系统，能够实现远程监控和操作。
三、系统总体设计1.系统硬件设计：包括传感器、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等。
2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集、数据处理、数据显示、报警处理、远程监控等功能的实现。
3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置等功能。
四、具体实施方案1.系统硬件设计：选择高精度、高稳定性的温度传感器，并通过数据采集模块进行数据采集和处理；数据采集模块采用高速ADC进行温度数据转换，并通过数据处理模块进行数据存储和处理；显示模块采用高清晰度显示屏进行温度数据的显示。
2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、报警处理模块和远程监控模块等功能的实现；利用LabVIEW的图形化编程和数据可视化功能，实现对温度数据的实时监测、记录、显示和分析。
3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置、远程监控等功能的实现；实现对温度数据的可视化和直观显示，使用户能够方便地进行操作和管理。
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Labview考试报告
题目：基于Labview虚拟仪器平台的智能温度控制系统
班级：50910
学号：5091030
姓名：李玲娜
引言
虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物。
虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。
“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。
美国国家仪器公司生产的NI-LabVIEW是目前最为成功，应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统。
它一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发。
它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。
本文利用虚拟仪器平台，通过编写Labview 软件对温度进行智能测量，减少硬件的开发，有利于系统的维护，也便于系统软件升级。
一、虚拟仪器
1. 1虚拟仪器概述
虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上, 其功能由用户设计和定义, 具有虚拟面板, 其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式表达输出检测结果; 利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理; 利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理, 从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
1. 2虚拟仪器的图形化开发平台
LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/
IP、Active X 等软件标准的库函数。
LabVIEW是一个面向最终用户的工具, 它为用户提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径, 使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。
LabVIEW 的编程环境包括两个面板: 前面板( pane l )和框图。
通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪表的面板, 在程序前面板上, 输入量被称为控制( Controls), 输出量被称为显是控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上, 如旋钮、开关、图表、图形等。
每一个前面板都对应着一段框图程序, 框图程序用LabVIEW 图形化编程语言编写, 可以把它理解成传统程序的源代码。
框图程序由端口、节点、图框和连线构成。
其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据, 节点被用来实现函数和功能调用, 图框被用来实现结构化程序控制命令,而连线代表程序执行过程中的数据流, 定义了框图内的数据流动方向。
二、设计内容
2.1数据的采集
温度测量系统的结构框图如图1所示，本系统中温度采集系统调用了已设计好的分支VI。
分支VI采用随机数的随即脉冲（0-1之间），经过一系列的数学运算以后得到采样温度值，最终数据在15-25之间。
以此设计来减少设计版面的原件数，使板面更加简洁明了。
图1（a）总VI温度数据采集系统图1（b）分支VI温度数据采集框图显示系统前面板
图1（c）分支VI温度数据采集系统程序框图
2.2 温度转换系统
本设计将摄氏温度转换为华氏温度值，也采用了VI调用的方法。
其中摄氏温度转换为华氏温度的公式为：F=C*1.8+32。
温度转换系统框图如图2所示。
图2（a）总VI温度转换图2（b）分支VI温度转换系统前面板系统程序框图
图2（c）分支VI温度转换系统程序框图
2.3 温度实时监测软件设计
本系统以labview2010 作为开发工具。
现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能。
利用labview2010编程对温度实时监测。
当温度超过上下限要求时会及时点亮报警灯进行报警并显示每次采集过程中累加的报警次数，报警的上下限值可以通过前面板的输入控件改变其值。
采集进度定义为每次采集的点数也可自行设定，其系统框图如图3所示。
图3 温度实时监测图表显示界面
3.4上下限报警
上限报警是为人身安全考虑所特别设计，以便于人们能够做好添加衣物的准备。
方便了人们的生活。
本设计系统的上下限可在系统运行前自行改变，其程序框图如图4所示：
图4（a）温度上下限报警系统显示界面
图4（b）温度上下限报警错误输出显示界面
图4（c）温度上限报警系统程序框图
图4（d）温度下限报警系统程序框图
图4（e）温度上下限错误输出程序框图
3.5调频滑动杆设计
调频滑动杆设计主要是为了改变数据的采集频率，操作人员可根据自己的需要，自行决定数据的采样快慢，其程序框图如图5所示：
图5（a）调频滑动杆前面板图5（b）调频系统程序框图
3.6 数据统计设计
本设计主要是为了是通过数据统计使实验数据更加具有可信性，并便于操作员查看当前数据的一些基本规律，其程序框图如图6所示：
图6（a）数据统计前面板
图6（b）数据统计程序框图
3.7温度显示前面板设计
虚拟仪器前面板就像是仪器的操作和显示面板，各种参数的设置和数据的显示都由前面板来完成。
在前面板上只要点击鼠标就可以实现参数设置，就像是在操作一台真正的仪器。
系统的前面板如图7所示。
图7 温度显示前面板设计图
3.8程序框图
该系统在实时测温的同时还不停的监测并记录物体出现过的最高温度和最低温度，这样可以更好的检测物体的状态，同时系统还具有预警和报警功能。
当物体的温度超出正常的范围但在允许温度范围内时，系统将给出预警信号；当温度超过允许范围时，系统直接报警。
按照以上程序连接和设置好个参数，单机运行，开始采集，然后单机前面板暂停按钮。
程序框图如图所示：。