基于labview數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(更新版)

　　

【正文】 a Acquisition System Based on LabVIEW Abstract The measurement and analysis of the temperature parameters of the industrial and agricultural production, the modern scientific research and the hightech development. In modern times, the electronic measurement technology is developing towards the high degree of integration, low power consumption, programming and the direction of digital, traditional pointer type temperature indicator of temperature parameters of digital processing and sharing. This design introduces a kind of based on LabVIEW programmingsoftware data acquisition system design scheme, the scheme uses the temperature sensor DS18B20 as temperature gathering media processor STC89C52 as the control chip of the temperature acquisition module. provides a convenient way for the realization of the instrument programming and data acquisition system. Through the LabVIEW, the software platform of the data acquisition system is built, the temperature data is processed and the corresponding judgment is made. The system design has the practical value, industrial and agricultural production, science and technology research, public transportation and activity place and so on domain temperature data collection work. After the pletion of the system design of performance test, show that the system is capable to was measured that the environment to plete the realtime data acquisition, storage, signal analysis and realtime graphical display work, the system design is simple, good versatility, portability, easy operation, low product can meet part of the market demand. Keywords LabVIEW； TemperatureHumidity sensor； Temperature sensor(DS18B20) III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................I Abstract ................................................................................................................ II 第 1 章 緒論 ......................................................................................................... 1 課題研究背景 ............................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，兩個(gè)溫度相同的系統(tǒng)之間可以通過一定控制技術(shù)達(dá)到熱平衡的，利用與目標(biāo)系統(tǒng)溫度同步的隔離層，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng) 與外界進(jìn)行熱隔離 [1]。 傳統(tǒng)儀器由儀器設(shè)備生產(chǎn)廠商根據(jù)市場需求開發(fā)出滿足用戶需求的專用儀器，具有輸入輸出接口和儀器控制面板，該儀器呈現(xiàn)給用戶的表現(xiàn)為功能單一，測試環(huán)境封閉。虛擬儀器脫胎于數(shù)字存儲示波器，于 1986 年正式推出編程環(huán)境 LabVIEW，標(biāo)志虛擬儀器基本成型 [2]。隨著微軟基于圖形界面 Windows 的出現(xiàn)，LabVIEW 開始向 Windows 平臺移植，隨著虛擬儀器技術(shù)越來越廣的被開發(fā)運(yùn)用，眾多儀器廠商可以專注虛擬儀器研發(fā)，大大推廣普及了虛擬儀器的發(fā)展 [7]。隨著虛擬儀器的先進(jìn)性、優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景受到眾多商家的青睞，不少生產(chǎn)儀器廠商開始投入到虛擬儀器開發(fā)陣營中來，如美國 HP 公司、 Tektronix 公司等，使得虛擬儀器發(fā)展迎來了自己的春天。 隨著中國社會的發(fā)展，涉足領(lǐng)域開始蔓延縱深方向，國防、通信、航天、航空、氣象、環(huán)境監(jiān)測、制造等領(lǐng)域?qū)τ跍y控和處理的信息量需求越來越大、速度越來越快，被測對象的空間位置日益分散，測控任務(wù)也由原來的單一性向現(xiàn)代的多元化轉(zhuǎn)變，測控系統(tǒng)更加復(fù)雜龐大，面對現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求，要求檢測技術(shù)現(xiàn)場化、遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化等。縱觀我國虛擬儀器發(fā)展歷程，我國虛擬儀器堅(jiān)持走出一條自主創(chuàng)新的路子，具體表現(xiàn)為 863 項(xiàng)目 “虛擬儀器關(guān)鍵技術(shù)的研究及其產(chǎn)業(yè)化 ”中所研制的 “一體化虛擬儀器 ”，標(biāo)志我國成為嵌入式一體化虛擬儀器研發(fā)先行者。 完成一個(gè)基于 LabVIEW 與傳感模塊的溫度檢測系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)具體功能如下： （溫度采集） 顯示界面及與下位機(jī)的串口通信 軟件上溫度的實(shí)時(shí)顯示 方案選擇 數(shù)據(jù)采集作為系統(tǒng)信 號輸入組成部分，從傳感器和其他待測設(shè)備將物理信號自動采集為電量或者非電量信號形式，并通過一定時(shí)鐘脈沖采集頻率和信號載波組合送于信號處理模塊分析處理。 一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、信號調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集卡、驅(qū)動程序、應(yīng)用軟件和計(jì)算機(jī)等相關(guān)部分組成。 DHT11 溫濕度傳感器有四個(gè)引腳，引腳 1 與正電源相 連接、引腳 4 接地、 DOUT 為輸出引腳負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，第三引腳為空引腳，具體結(jié)構(gòu)如圖 DS18B20 1 2 3 8 22 所示。內(nèi)部計(jì)數(shù)器 2 是一個(gè)對溫度影響大的高溫度系數(shù)產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號振蕩器。小數(shù)部分因?yàn)槭前雮€(gè)字節(jié)，所以二進(jìn)制值范圍是 0 至 F，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)值就是 的倍=0 =0 計(jì) 數(shù) 器 2 溫度寄存器 預(yù)置 比 較 低溫度系數(shù)晶振 高溫度系數(shù)晶振 計(jì) 數(shù) 器 1 斜率累加器 預(yù)置 11 數(shù)（ 0 至 15），最高位是符號位， 1 表示溫度為負(fù)（用補(bǔ)碼表示），將讀出采樣值取補(bǔ)再轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制表示溫度， 0 表示溫度為正。衡量硬件平臺的指標(biāo)有： ，負(fù)責(zé)被測模擬信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別數(shù)字信號，核心器件有 A/D 轉(zhuǎn)換器，常用采集速率、分辨率、輸入動態(tài)范圍、建立時(shí)間等指標(biāo)衡量； 模塊，將采集的外部輸入信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，向采集模塊產(chǎn)生符合 要求的信號激勵(lì)，常見處理方式有信號隔離、限幅、衰減、放大、濾波等； 號產(chǎn)生模塊，向外界提供測試激勵(lì)信號，核心器件有 D/A 轉(zhuǎn)換器，信號調(diào)理措施有信號隔離、放大、衰減等，最終生成用戶所需的信號； 陣列，信號測試需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、存儲，傳送于處理終端； 號的 I/O 模塊，采集到的信號處理完成后通過數(shù)字 I/O 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為功率信號，去實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制。系統(tǒng)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取時(shí)，上位機(jī)和下位機(jī)在同一波特率下，溫度采集模塊將采集到了數(shù)據(jù)以 8 位形式發(fā)給 SBUF，上位機(jī)讀取 SBUF 中的數(shù)據(jù)。采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 和 AT89C51 單片機(jī)構(gòu)成溫度測量裝置，體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便，不僅可以快速測溫，而且可以根據(jù)需要設(shè)定 上下限溫度，實(shí)用性強(qiáng)，系統(tǒng)框圖如圖 35 所示 [12]。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信號采集。程序創(chuàng)建依靠三個(gè)模板分別為工具模板、控件模板、函數(shù)模板，工具模板負(fù)責(zé)創(chuàng)建、修改和調(diào)試 VI 程序，控件模板負(fù)責(zé)創(chuàng)建控制器和顯示器，函數(shù)模板創(chuàng)建流程圖程序。 溫度采集模塊程序 溫度采集模塊程序由 DS18B20 初始化函數(shù)、 DS18B20 讀寫字節(jié)函數(shù)和轉(zhuǎn)換溫度函數(shù)組成。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試前需要將波特率設(shè)置為 4800,溫度報(bào)警限度根據(jù)對被測環(huán)境溫度要求進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)被測溫度超過限度范圍，報(bào)警指示燈會變亮。關(guān)閉 VISA 資源名稱指定的設(shè)備會話句柄或者事件對象。 圖 53 實(shí)時(shí)驗(yàn)證 性 ，具體如圖 54 所示。 ，可靠性需要進(jìn)一步驗(yàn)證， 測試環(huán)境有溫度要求。于是我通過網(wǎng)上資料查詢最終決定買單片機(jī)開發(fā)板作為溫度采集模塊硬件部分，對于開發(fā)板其他模塊也可以用于我日后在工作之余進(jìn)行學(xué)習(xí)探究。 經(jīng)過半年的查資料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試、整理材料、論文寫作、今天論文終于完成得以呈現(xiàn)。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識我和我認(rèn)識的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活豐富多彩，絢麗多姿的篇章！ 31 參考文獻(xiàn) [1] 王磊，陶梅 .精通 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx:20303. 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