中國地質大學（北京）本科課程論文學生姓名院（系）地信專業測控學號2012年12月中文摘要隨著信息領域各種技術的發展，在數據采集方面的技術也取得了很大的進步，采集數據的信息化是目前社會的主流發展方向。各種領域都用到了數據采集，在石油勘探，地震數據采集領域已經得到應用。隨著測控技術的迅猛發展，以虛擬儀器為核心的數據采集系統已經在測控領域中占到了統治地位。數據采集系統是將現場采集到的數據進行處理、傳輸顯示、儲存等操作。數據采集系統主要功能是把模擬信號變成數字信號，并進行分析、處理、存儲和顯示。溫度數據采集系統廣泛的應用于人們的日常生活中。本文主要介紹了利用labview實現溫度采集系統的設計過程，系統結構時利用了labview的虛擬儀器技術，由單片機作為下位機端生成溫度信號，通過溫度的采集實現對溫度數據的采集，預處理，分析，儲存和顯示。全文的內容主要包括：溫度采集系統的制作與調試，自己在本次制作中的不足與展望。關鍵詞：labview，溫度采集系統ABSTRACTWiththevarietyofthefieldofinformationtechnology,intermsofdataacquisitiontechnologyhasmadegreatprogress,collectdata,informationtechnologyisthedevelopmentdirectionofthemainstreamofsociety.Variousareasofdatacollectionusedinoilexploration,seismicdataacquisitionhasbeenappliedfield.Withtherapiddevelopmentofmeasurementandcontroltechnology,virtualinstrumentdataacquisitionsystemasthecoreareahavebeenaccountedforinthemeasurementandcontroldominance.Dataacquisitionsystemisthedatacollectedon-siteprocessing,transmissiondisplay,storageandotheroperations.Dataacquisitionsystemmainfunctionistheanalogsignalintodigitalsignal,andforanalysis,processing,storageanddisplay.Temperaturedataacquisitionsystemsarewidelyusedinpeople'sdailylife.Thispaperdescribestheuseoflivingtolabviewtemperatureacquisitionsystemtoachievethedesignprocess,Composedofasinglechipmicrocomputerastheterminalmachinesgeneratingatemperaturesignal.Full-textcontentincludes:Temperatureacquisitionsystemmanufacturinganddebugging,intheproductionofthedeficienciesandprospects.Keywords:labview,temperature,collected目錄中文摘要 2ABSTRACT 3第一章緒論 51.1研究背景 51.1.1溫度采集系統的設計背景 51.1.2LABVIEW的發展 51.2本文研究的意義 61.3組織結構 6第二章基于labview的溫度采集系統 72.1程序前面板的介紹以及運行情況 72.1.1系統控制 72.1.2顯示部分 82.1.3溫度走向圖 92.1.4溫度范圍 92.2程序后面板的介紹 102.2.1重要函數的介紹 102.2.2vi層次結構 142.3讀取功能實現的VI 14第三章結論與展望 16第四章調試與心得 17參考文獻 18第一章緒論1.1研究背景1.1.1溫度采集系統的設計背景傳統靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號的測壓﹑力控系統，外圍電路比較復雜，測量精度較低，分辨力不高，需進行溫度校準(非線性校準、溫度補償、傳感器標定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數的設定需要有其它儀表的參與，外界設備多，成本高，因而越來越適應不了社會的要求。在對多類型、多通道信號同時進行檢測和控制中，傳統的測控系統能力有限。如何將計算機與各種設施、設備結合，簡化人工操作并實現自動控制，滿足社會的需求，成為一個很迫切的問題。溫度檢測是現代檢測技術的重要組成部分，在保證產品質量、節約能源和安全生產等方面起著關鍵的作用。隨著社會的發展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生產的自動控制系統開始進入了人們的生活，以單片機為核心的溫度采集系統就是其中之一。同時也標志了自動控制領域成為了數字化時代的一員。它實用性強，功能齊全，技術先進，使人們相信這是科技進步的成果。溫度是工業控制中主要的被控參數之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術和微型計算機的迅速發展，微機測量和控制技術得到了迅速的發展和廣泛的應用。單片機具有處理能強、運行速度快、功耗低等優點，應用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。1.1.2LABVIEW的發展上世紀80年代早期，計算機接口變得越來越精細，軟件設計的虛擬器界面也越來越友好，蘋果公司的Macintosh開發了G語言，這些為功能強大的專業虛擬儀器軟件的出現提供了必要基礎。不久，NI為基于計算機的測量和自動化開發出了LABVIEW軟件包。LABVIEW的功能不斷豐富和強大。LABVIEW用來進來數據采集和控制、數據分析和數據表達，使工程師和科學家能充分利用PC的功能，快速簡便地完成自己的工作。經過多年的不斷充實，LABVIEW成為豐富、強大的實用工具軟件包，內部配有GPIB、VXI、串口和插入式DAQ板的庫函數以及全球幾百家廠商的儀器驅動程序。圍繞這些核心軟件還陸續開發出多種附件。工業發達國家已經將虛擬儀器技術廣泛應用于航天、通訊、生物醫學、地球物理、電子、機械等各個領域，進行工程技術和科學研究，國內對于虛擬儀器的研究與工程也取得了很多成就，在產品性能測試、設備故障診斷、生產過程控制中得到普遍應用。1.2本文研究的意義生活的需要，方便了生產中對溫度的控制，有效的提高了生產質量。外圍電路比較簡單雜，測量精度較高，分辨力高，使用方便。溫度檢測是現代檢測技術的重要組成部分，在保證產品質量、節約能源和安全生產等方面起著關鍵的作用。本次設計正是為了完成溫度采集而設計的，但限于學生在學校的條件，此次設計使用了單片機作為下位端向上位端傳溫度數據，實現了時時模擬采集溫度數據，可以說與人們的日常生活是息息相關的，具有很大的現實意義。1.3組織結構本論文共有四章，第一章為概述部分，主要介紹課題的選題背景、本文研究的意義及本論文的組織結構。第二章主要介紹了基于labVIEW的四通道溫度采集系統的相關知識。第三章是對本文的總結以及對將來工作的展望。第四章介紹了調試過程中遇到的問題和心得。第二章基于labview的溫度采集系統2.1程序前面板的介紹以及運行情況溫度采集是所有測試測量的首要工作,試驗測試通過單片機作為下位機端模擬產生溫度數據，數據由單片機控制發送傳輸，由上位機端接收數據并作一定的處理，顯示在四個波形圖標中。下面介紹一下此程序：圖2-1前面板如圖2-12.1.1系統控制系統控制包括：程序運行允許開關按鈕、單片機發送數據控制端、清除讀取緩沖區按鈕、溫度上下限設置。a）停止/允許開關控制整個程序的運行b）發送字符串按鈕控制單片機是否發送數據，T表示發送數據c）清除按鈕手動控制是否清除讀取緩沖區d)溫度上下限設置可以對溫度上下限進行設置（如圖2-2）圖2-22.1.2顯示部分顯示部分包括：讀取緩沖區、四通道波形圖表、當前溫度值。a）讀取緩沖區顯示有單片機發來的數據圖2-3b）四個波形圖標用來分別顯示四個通道的及時溫度數據，并有報警裝置，報警時指示燈紅白閃爍，橫坐標為絕對時間，縱坐標為溫度值。c）當前溫度反應的是實時溫度，并有報警控件如圖2-4圖2-4報警時，顯示控件閃爍。當前溫度還可以實現攝氏溫度與華氏溫度的轉換，并顯示出來。2.1.3溫度走向圖溫度走向圖反應的是一段時間內溫度的走向。如圖2-5圖2-52.1.4溫度范圍溫度范圍包括上限值，下限值a)上限值可以改變溫度走向圖的最大值b)下線值可以改變溫度走向圖的最小值。如圖2-6圖2-62.2程序后面板的介紹圖2-7圖2-7是程序的程序框圖程序結構主要由兩個while循環、VISA串口等組成2.2.1重要函數的介紹接收來自下位機的數據：采用VISA串口實現。通過VISA匹配——VISA寫入——VISA讀取來完成。圖2-8匹配來自下位機的數據：通過字符串匹配模式來完成，當匹配到正則表達式時，輸出正則表達式后面的字符串。如圖2-9圖2-9匹配的數據顯示在相應波形圖標中：將匹配的字符串轉換為數值和溫度上下限捆綁成簇一起顯示在波形圖標中。如圖2-10圖2-10同時實現當溫度不在上下限時報警（有聲效）和攝氏溫度與華氏溫度的轉換。如圖2-11圖2-11d）設置波形圖標和坐標為絕對時間。如圖2-12圖2-12分別創建四個波形圖表的屬性節點，轉換為輸入，通過獲取時間函數設置絕對時間e）緩沖區自動與手動清除功能實現：通過獲得緩沖區字符串大小，與10kb比較，當大于10kb或者接收到手動清除指令時，清除讀取緩沖區。如圖2-13圖2-13f）寫入文件：將從串口讀取的初始文件，進行文件存檔（存成txt），并且產生頭文件（Tab鍵隔開），頭文件格式如下加黑所示。時間顯示精確到秒。創建頭文件后寫入頭文件，將文件內容添加數據。文件大小為10KB，超出后，自動創建新文件。以開始時間為創建的文件名。比如20121106090000.txt。如圖2-14圖2-14圖2-14可以生成類似20121106090000.txt文件名的文件。通過格式化寫入:將四通道數據同時寫入文件，再通過獲取文件大小函數獲得文件大小，實現每10kb大小自動創建的功能。如圖2-15圖2-152.2.2vi層次結構通過在主菜單選項中選擇“查看—vi層次結構”可以調出程序的vi層次結構圖。如圖Vi層次圖中以vi圖標代表各個vi，清楚地顯示出了分層式的金字塔結構，本次設計中只是簡單的調用了VISA和蜂鳴器兩個子Vi結構，所以VI層次較簡單2.3讀文件功能實現的VI程序結構如圖2-16圖2-16將讀取文本文件函數設置為讀取行，則讀取文件時按行取出，輸出文本相當于一個一位數組。在通過數組索引函數，加上while循環，控制文件可以一行一行的讀取出來，直到整個文件讀完。顯示部分與寫入文件相同。第三章結論與展望由于時間的關系和缺少實際的測試對象，很多測試的細節沒有深入研究，對數據的處理程度也比較淺和簡略，仍需進一步的開發和大量的完善工作。此四通道溫度采集系統，應用LabVIEW的數據處理庫，完成了對信號的采集、處理、存儲、回放和顯示；與傳統的數據采集系統相比，其價格低廉、使用性強、開發周期短、數據處理簡單方便。在實際開發中,LabVIEW表現了很好的靈活性。LabVIEW環境下的單片機數據采集系統具有很強的工程實用性,可廣泛應用于測試控制領域。調試與心得