基于labview的温湿度监测系统.docx

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毕业设计（论文）

基于labview的粮仓温湿度检测系统

院别

控制工程学院

专业名称

测控技术与仪器

班级学号

5090914

学生姓名

廖訢凯

指导教师

宋爱娟

2013年6月13日

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页

基于labview的温湿度检测系统

摘要

随着科技的不断发展，测控技术愈加的自动化，智能化，数字化和网络化。

计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向，美国NI公司研制开发的labview虚拟仪器具有强大的数据处理能力，拥有良好的人机设计界面，能够充分发挥计算机的功能，可以创造出功能强大的仪器，实现普通仪器所不能实现的功能。

随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。

温度和湿度是两个重要环境参数，直接影响到粮食的储存，因此有必要对其进行时时的检测，本设计借助虚拟仪器技术的易开发、灵活性强和使用方便等优点，将其和传统测量系统结合起来，基于labview软件设计出可以采集多路温度和多路湿度信号的温湿度检测系统，具有温湿度数据显示、波形显示、温湿度超限报警等功能，并且操作简单。

本系统采用温湿度传感器，将所采集到的温度和湿度，经过变换，转换成电压信号送入数据采集卡中，再通过RS-485接入计算机中，在计算机软件的支持下，完成自动采集自动处理等功能。

关键词：

labview，温湿度，检测

thedetectionsystemBasedonlabviewofthetemperatureandhumidity

Author：

LiaoXinkaiTutor：

SongAijuan

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,measurementandcontroltechnologyincreasinglyautomation,intelligent,digitalandnetwork.Thecloselycombiningofinstrumentandcomputeriscurrentlyanimportantdirection，ThelabviewwhichUnitedStatesNIcompanyresearchanddevelophasthepowerfuldataprocessingability,haveagoodman-machineinterfacedesign,cangivefullplaytothefunctionofthecomputer,cancreateapowerfulinstrument,realizefunctionsthatcommoninstrumentcan’t.

Withthegradualdevelopmentofthemeteorologicalservice,meteorologicaldatameasurementalsointoautomation.Temperatureandhumidityaretwoimportantenvironmentalparameter,directlyaffectthefoodstore,Thereforeitisnecessarytocarryouttheireverytest,Thisdesignbymeansofthevirtualinstrumenttechnologyiseasydevelopment,flexibilityandeasytouse,andwecombineitandthetraditionalmeasurement.BasedonlabviewsoftwaredesignedtemperatureandhumiditydetectionsystemWithtemperatureandhumiditydatadisplay,waveformdisplay,temperatureandhumiditytransfinitealarm,andotherfunctions,whichcanacquisitemultichanneltemperaturesignalandmultiplehumiditysignalandiseasytooperate.

Thesystemwhichusesthetemperatureandhumiditysensor,willconvertthetemperatureandhumiditysignalcollectedintoavoltagesignalandsentittothedataacquisitioncard.

KeyWords:

labview,Temperatureandhumidity,detection

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第38页

目录

1绪论 2

2系统总体方案设计 5

2.1系统功能 5

2.2系统组成框图 6

3下位机设计 7

3.1器件的选择 7

3.1.1DS18B20温度传感器 7

3.1.2.湿度传感器HS1101介绍 14

3.1.3数据采集卡 15

3.1.4RS-485接口 18

3.2设计思路 20

3.3调理电路设计 21

4上位机程序设计 22

4.1登陆界面 22

4.2基于LabVIEW的数据采集及存储 23

4.3超限报警 27

5程序的调试 30

5.1程序的运行 30

5.2程序调试技术 30

致谢 32

参考文献 33

1绪论

1.1设计的背景及目的

伴随着以计算机和网络为代表的信息技术的快速发展，基于计算机软件平台的测量系统被广泛应用于各行各业中，“软件就是仪器”的思想得到广泛的认同和实践。

美国国家仪器公司（NationalInstruments,NI）提供的虚拟仪器·程序设计语言LabVIEW，已经成为开发测量控制系统的重要工具，在各个领域得到了普遍的应用【1】。

虚拟仪器的主要特点有：

尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件；可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能强大的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器，并且购置费用低、可重复利用；技术更新非常快、开发与维护费用较低、系统开放、方便与外设、网络连接。

　随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。

传统的气象要素测量系统体积庞大，所需要的硬件设备较多，使用时受人员、地点、空间等诸多因素的影响较大。

而且这类测量系统和传统仪器一样，功能、作用都由生产商在生产时定义好，一旦成型，用户就无法在使用过程中根据自身的需要对仪器的功能和作用进行重新定义。

而如果借助虚拟仪器技术的易开发、灵活性强和使用方便等优点，将其和传统测量系统结合起来，来完成气象要素的数据采集和处理功能，还可以根据用户自身的需要来对系统的功能和作用进行自我定义和修改，节省了大量的人力、物力，使得对于气象要素的数据采集和处理变得更加简单、方便。

粮食在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素的变化，粮仓内的温度或湿度会发生异常，这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。

同时粮仓中粮食储存质量还受到粮仓中气体、微生物以及其他虫害等因素的影响。

为保证粮食仓库具有一个正常的温湿环境，有必要对仓内温度，包括粮食里面的温湿度进行监测，所以设计出一个简单方便的温湿度检测系统具有十分重要的意义。

1.2研究现状

20世纪70年代，因为个人电脑技术的出现，人们开始考虑用电报来处理传统仪器测试的数据，同时GPIB技术也发展起来，促进了IEEE488.2标准的诞生；20世纪80年代，随着计算机技术进一步发展，计算机主板上有多个扩展槽，，并出现了插在计算机里的数据采集卡，这样的系统已经可以进行一些简单的数据采集工作，将采集到的数据直接由计算机软件进行处理，这就是虚拟仪器技术的雏形；20世纪90年代，计算机总线速度进一步提高，PCI总显得数据传输速率达到了132Mbps，1996年底，NI在PCI数据总线的基础上提出了第一代PXI（PCIeXtensionsforInstrumentation）系统的技术规范。

到21世纪初，全球已有超过25000用户在使用虚拟仪器技术，其中不乏国际知名的大公司，像Nokia、Simens、Tektronix等。

在世界财富500强中的制造业厂商，95%都采用了虚拟仪器技术。

虚拟仪器在国内外发展都很快，以美国NI公司为代表的很多企业都已已经推出了基于虚拟仪器设计的仪器产品。

同时在国内外虚拟仪器都是相关理工科大学生的必须要学习的一门课。

近几年来，世界各大虚拟仪器公司开发了很多虚拟仪器开发平台软件，供使用者组建适合自己的虚拟仪器以及测试系统。

其中尤其以美国NI公司的LabVIEW和Labwindows/CVI开发最早且最具影响力。

LabVIEW采用的是图形化编程方案，是非常实用的开发软件；Labwindows/CVI是采用C语言进行编程的、在Windows环境下的标准ANSIC开发软件。

除了上述几种软件，还有美国HP公司开发的H-VEE和HPTIG软件，美国Tektronix公司开发的Ez-Test和Tek-TNS软件，以及美国HEMData公司开发的Sanp-Master软件，都是国际上公认的非常优秀虚拟仪器开发软件。

当今虚拟仪器的系统开发采用的总线包括GPIB通用接口总线、传统的RS-232串行总线、RS-485串行总线、VXI总线，以及USB总线等。

世界各国的公司，特别是美国的NI公司，为了使虚拟仪器能适应各种总线的配置，开发了大量的软件和适应要求的硬件，从而可以使使用者灵活地组建各种各样的不同复杂程度的虚拟仪器自动测控系统。

虚拟仪器的开发公司，在测量结果的数据处理、表达模式及其变换方面不断地改革和创新，发布了各种软件，建立了开发工具库和数据处理的高级分析库，进一步扩大了虚拟仪器的功能。

随着微型计算机技术的发展，虚拟仪器将逐步取代传统仪器而成为测试仪器的主流。

据专家预测，到2015年我国有70%的仪器为虚拟仪器。

虚拟仪器将在航天、通信、医疗、电力、石油、铁路等行业普及及应用。

1.3论文构成及研究内容

本文重点介绍了利用LabVIEW开发环境设计上位机的检测界面，温湿度传感器通RS-485串行总线与采集板卡相连接介入上位机，从而实现对粮仓内温湿度的检测。

本文主要进行以下几方面的工作：

1、论述了智能温湿度检测系统的课题目的及意义，智能温度检测系统的国内外发展概况及本论文的主要内容。

2、温湿度检测系统的设计思路及方案，对系统软件开发平台进行选择。

3、粮仓温湿度检测系统软件整体