1 导言
温湿度检测在科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门得到了广泛的运用,因而规划简略便利的温湿度检测体系具有十分重要的含义。
本文依据Labview软件规划能够收集3路温度和2路湿度信号的温湿度检测体系,具有温湿度数据显现、波形显现、温湿度上下限设定报警以及数据保存和数据回读功用的体系,具有操作简略、有杰出的人机界面等特色。
2 体系总体规划
依据LabVIEW的温湿度操控体系规划包括以下部分:操控目标建模、数据收集、数据传输、数据处理、操控信号输出接口电路规划及其他隶属功用的规划。本规划选用虚拟仪器技能建立依据LabVIEW软件开发渠道规划的温湿度体系结构图如图1所示。
数据收集模块完成温度实时收集、湿度实时收集及数据预处理;数据传输模块将检测信号传输到计算机;当数据进入计算机后,在LabVIEW渠道上,经数据处理子程序、温湿度检测子程序实时监测,一起在前面板实时输出温度、湿度操控曲线。
体系经过前面板的温度、湿度设定窗口,可实时改动温、湿度的设定值;当呈现温度、湿度超出温湿度的上限或下限时,软件宣布语音及光报警信号,提示监测人员以便完成相应的操作。
3 硬件规划
选用数字传感器DS18B20进行温度的丈量。选用传感器HS1101来丈量湿度,HS1101为电容传感器,在电路构成中等效于一个电容器材,其电容量跟着所测空气湿度的增大而增大。将电容的改变量精确地转变为计算机易于承受的信号,常用两种办法:一是将该湿敏电容置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中,所发生的正弦波电压信号经整流、直流扩展、再A/D转换为数字信号;另一种是将该湿敏电容置于555振荡电路中,将%&&&&&%值的改变转为与之呈反比的电压频率信号。
湿度与频率的典型值如表1所示。
表1给出的是湿度与频率对应的典型值,而关于恣意值的对应,运用最小二乘法拟合后的直线方程为给出其拟和直线如图2所示。
4 软件的规划
软件的规划中经过规划挑选翻开收集界面和数据回读界面来完成温湿度的收集和数据的读取,
因为湿度采纳的是频率信号,所以在规划的过程中能够挑选性的翻开频谱剖析。前后面板别离如图3,图4所示。
收集界面是本规划的要点。前面板由示波器、温湿度值数字显现、温湿度图形显现以及温湿度上下限设置以及数据保存模块组成。如图5所示。
当温湿度信号传入LabVIEW后,数字显现和图形显现就会显现出当前所检测到的温湿度数值。一起,示波器也将反应出信号的动摇改变,温湿度操控面板包括了5路信号的上下限操控,能够经过上下箭头手动设置某路信号的上下值,或许直接输入数字。当所测温度或湿度低于所设定的下限值时,体系会报警,低温或低湿信号灯展亮起。相同,当所测得温度或湿度高于设定的上限值时,体系会报警,高温或高湿信号灯展亮起。数据保存模块,关于五路信号的数值进行存储,能够自行输入存储途径,保存方式是TXT文档。
后面板的规划如图6所示,因为本规划规划3路温度输入2路湿度输入,一共5路信号输入,所以需求五个端口。因为有五个端口,五路信号的输入需求经过Index Array(索引数组),运用输入Index number指定要拜访的数组元素。Index Array 函数会主动调整巨细以匹配衔接的输入数组维数。当将输入数组衔接到Index Array 函数后,运用PositioNIng东西手艺调整放置在图框上的函数巨细,可拜访多个元素或子数组。在扩展Index Array 函数时,它将按必定的增量扩展,增量取决于衔接到函数的数组堆数。数据将经过导线进入到上下限比较子VI,在子VI中咱们拟定了被测值将于预先设定的安全值进行巨细比对,一旦呈现过大或过小状况,将会触发设定的警报灯亮起,奉告用户被监测目标呈现不安全的危险。随后被监测的数据会被送入Thermometer/Gauge和String这两个显现控件一种是图形显现一种是数字显现,让用户便利直观的调查温度与湿度的具体状况。
在被显现的一起这些检测数据都将被保存体系Write Characters To File 无缺的保存下来,用户只需给定保存途径即可,这样便利了用户日后查找剖析数据。最终这五组不同的数据将被将依据温度和湿度的不同显现办法分在两个示波器中显现出来。运用Write Characters To File 把数据写入文件,增加一个FOR循环,将其扩展到足以包括个组件。在框中放入Digital Thermometer.Vi 这个子VI能够回来来自温度传感器的仿真温度丈量。Format Into String 函数值将温度值转换成字符串并在这以后串接逗号。最终回到前面板设置下保存途径就能彻底完成体系中的数据保存功用。
数据读取VI面板,在这里能够设置读取文档的途径称号,以及读取数据的长度。其前后面板如图7、图8所示。
运用Read Characters From File VI 从文件中读取数据并将信息用字符串输出。并经过运算得出保存数据的参数,如读取数据的开端方位,读取数据的长度,最终用While循环包括整个保存模块,在前面板输入需求读取的文件方位就能够做到数据读取的功用。
5 定论
在课题的研讨开发过程中,充沛运用LabVIEW虚拟仪器技能的长处,并针对现有温湿度检测体系存在的问题,规划了作业牢靠性高、操作简略的温湿度测控体系。该体系包括温湿度实时设置与显现、温湿度操控曲线实时显现、体系状况监测、前史数据记载及前史数据回读等功用块,可完成温湿度设定值的实时设置、温湿度超支的实时报警、温湿度操控曲线的实时监测、体系作业状况的实时监测、前史测控数据记载及回读等。从体系的测验成果可知,体系可完成牢靠检测的一起,完成了操作界面简略、可视性好的特色。