1 导言
虚拟仪器简称VI是具有虚拟面板的PC机仪器，由硬件设备与接口、PC机、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其间，硬件设备与接口可所以各种以PC机为根底的内置功用卡如DAQ、通用接口总线GPIB接口卡、串行口和VXI总线仪器接口等，或许其他可程控的外部测验设备设备驱动软件是直接操控各种可操控硬件接口的驱动程序。虚拟仪器经过低层设备驱动软件与实在的仪器体系进行直接通讯，并经过虚拟仪器面板的办法在计算机屏幕上显现实在仪器操作元素相对应的各种控件虚拟仪器面板运用程序担任对收集来的数据进行数据剖析、图画显现、数据存储以及数据打印等操作，面板上的按钮对应各种功用，并伴有动态协助，这样不只充沛完结单键操作和OSD，并且用户对虚拟仪器面的操作比对实在仪器的操作更为便利。
2 规划原理
一个具有必定规划的博物馆或图书馆一般是由好几个收藏室组成的。本规划选用计算机中分时体系中给多任务的各个任务分配时刻片的原理，来完结用一台计算机和一个数据卡对多个收藏室的温度和湿度进行检测与操控。运用数据收集卡中的模仿多路开关完结各个硬件数据通道之间的切换，来到达各个通道分时刻片采样和操控的意图。该办法适用于对时刻改变不太灵敏的参量的操控如温度和湿度等。这样能够必定程度地削减监控体系的杂乱程度。
收藏室温湿度监控体系的结构如图1所示，温度与湿度等被控参数经过传感器检测后经由数据收集卡送到计算机中，由计算机依照必定的操控算法进行数据处理与显现，处理后输出的操控信号再经数据收集卡送至执行机构空调机与去湿机，到达操控收藏室温湿度的意图。
3 硬件规划
体系的硬件首要由PC机、数据收集卡、信号调度电路、温湿度传感器和执行机构空调机与去湿机等组成。
3. 1 数据收集卡
数据收集的正确与否将直接影响整个虚拟仪器测控体系的精度。因而，在数据收集卡的挑选上，首要应该考虑采样精度和采样速度两个根本目标。归纳考虑本体系待定参数的特征，以及数据收集卡的可靠性、精度和性价比等要素，选用PCI总线/100Ksps/12 位32 通道AD/2 通道DA 板/8 路输入输出板AD7202。
3. 2 信号调度电路
信号调度电路中一般包含小信号的扩大、滤波、零点校对、线性化处理、温度补偿、差错修正和量程切换等电路。在本体系中参加前置扩大电路对传感器输入的小信号进行扩大和参加低通滤波器滤去高频噪声。
3. 3 传感器
温度传感器元件的挑选：选用AD590L温度传感器，测温规模为-55℃～ 125℃，其间在-10℃～ 85℃的规模内的丈量精度为±0. 5℃，此传感器可满意收藏室温湿度测控体系的作业要求。湿度传感器的挑选：选用HONEYWELL公司出产的集成湿度传感器IH3605，其丈量湿度规模为0～100RH,固有精度为±2 RH，作业的温度规模为- 40℃～ 85℃。
4 软件规划
体系开发根据虚拟仪器技能，以图形化编程言语LabView 8.2作为开发工具。选用计算机自身的PCI 总线，以传感器、数据收集卡、PC 机为根底，组成仪器硬件渠道的插卡式虚拟体系。体系借助于传感器，对收藏室温湿度进行丈量，一起对收集到的数据进行模数转化、成果显现、操控算法处理、数据查询及操控信号输出等操作。本体系的首要功用模块和结构框图如图2 所示。
4.1 参数设置模块
因为体系的硬件资源比较多，在进行信号收集之前应首要对数据收集卡上的数字通道进行初始化。AD卡进行数据收集时有两种收集办法：单缓冲办法和多缓冲办法。本检测体系中AD卡选用的是多缓冲办法。收藏室温湿度测控体系需要对收集信号的通道个数、采样频率、总的缓冲区的数目、每个缓冲区的采样点数等参数进行设置。经过对这些参数的归纳设置能够得到适宜的信号收集时刻和总的采样点数。它们之间满意下面的联系：
共收集到的点数 = 频率 × 收集时刻
共收集到的点数 = 每个缓冲区收集的点数 × n 个缓冲区
4.2 数据收集模块
数据收集模块首要包含信号收集和模数转化两部分。因为所运用的A/D数据收集卡均能够直接运用于LabView软件渠道中的.dll 格局的一致接口ADCard驱动程序。这样就避免了运用其它言语开发驱动程序，只需正确调用ADCard下的相关函数。数据收会集运用的数据传输原理是：数据收集卡在驱动程序的操控下, 将收集到的外部信号先存放在收集卡上的缓冲区中，驱动程序再将收集卡缓冲区中的数据放到驱动程序的缓冲区中，再经过动态衔接库接口函数，将数据传输到上层运用软件的数据内存中。
在LabView的后台程序中，运用LabView供给的调用动态衔接库办法来完结数据收集的输入。整个收集进程分为调用DllInitial函数初始化收集功用、调用DllStartIntr函数发动A/D 卡开端数据收集、调用DllADResult函数读取数据收集成果和调用DllStopIntr函数中止数据收集几个过程完结。
4.3 数据处理模块
收藏室的温湿度不只受室外环境改变的影响，并且文物、书本和文献资料的随机存入与取出都将影响收藏室的温湿度，这给温湿度的操控带来困难，并难以用数学模型来表达。
本体系由LabView虚拟仪器软件完结智能操控原理中的含糊操控办法。其根本思路是：当收集的数据在设定值的阈值规模内时，体系不调理当收集的数据违背给定值的阈值规模，新收集的数据与前次收集的数据进行比较，若其改变趋向设定值，体系依然不调理若其改变违背设定值，体系进行调理。因为被控参数的时滞大，该调理机理能够在确保操控精度的前提下，不只避免了执行机构动作频频引起体系振动，并且能够延伸执行机构的运用期限。
为避免意外状况如执行机构失效发生，本体系还规划了温湿度的上下限报警功用。经过虚拟仪器的前面板和框图程序可完结声光报警，提示作业人员及时处理意外状况。
4.4 数据显现模块
在数据显现模块中，收集到的数据和报警信号能够曲线、数值两种办法显现出来，以便进行人机交互。别的设置了数据存盘函数，保存收集数据以备后用。图形和数据的显现能够从虚拟仪器面板上看到，如图3所示。数据存盘的完结在后台框图程序里表现出来，选用函数- 文件 I/O – 写入电子表格文件节点完结对数据存储功用。
4.5 信号输出模块
收集到的数据经操控算法处理后，将发生相应的操控信号，体系选用两种办法进行输出，若是对图书馆收藏室的温湿度进行监控，则相应的操控要求比较低，能够选用开关量来进行操控，故输出的是一个开关量信号若是对收藏有珍贵文物的博物馆的温湿度进行监控，则相应的操控要求比较高，则选用模仿量进行操控，这时输出的是一个模仿电压信号，经过调整空调机或去湿机的转速来到达实时操控的意图。
参考文献:
[1].PCIdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
[2].DA datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/DA+_1093508.html.
[3].AD590Ldatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/AD590L_1314321.html.
[4].PC datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PC+_2043275.html.
