基于LabVIEW的温湿度测控系统

基于 LabVIEW 的温湿度测控系统 1 设计目标 利用 LabVIEW 图形化编程平台 设计一个温湿度测控系统 对某一环境中的温度湿度进行测量 显示 控制以及记录 自行设 计用户界面 自行定义数据类型 自行选择程序结构和函数方法 要求最终系统 UI 友好 功能完善 操作简便 2 设计内容 采用仿真方式生成温湿度信号 使用温度计 仪表盘或其它控件显示即时温湿度信息 使用波形 显示控件记录温湿度曲线数据并能保存到指定路径和格式文件 中 具备温湿度范围显示 要求系统具有警示功能 设计子 VI 对温湿度范围进行调整 输出虚拟控制信号 自动控制外部设备调节温湿度 自定义其它功能 3 前面板设计 图 1 温湿度测控系统前面板图 温湿度测控系统前面板如图 1 所示 具体功能如下 使用波形图显示每次采集的温湿度数据曲线图 使用温度计和仪表盘分别显示每次采集的温湿度数据 使用波形图显示 24 小时的温湿度数据曲线 使用滑动条调节温湿度范围并显示具体范围的数值 使用数值输入控件调节虚拟外部设备功率 使用指示灯显示温湿度超界警告 使用指示灯显示虚拟外部设备工作状态 使用波动开关控制系统启停 4 程序框图 设计思路 图 2 温湿度测控系统总程序框图 图 3 系统流程图 系统程序框图如图 2 所示 系统的工作流程如图 3 所示 当系 统启动后数据采集器便开始工作 将采集到的温湿度数据与系统设 置的温湿度范围进行比较 若温湿度超过设定范围则激活警报装置 之后判断温湿度是大于设定上界还是小于设定下界 若超过设定上 界则启动虚拟外设进行降温或除湿 反之若超过设定下界则启动虚 拟外设进行升温或加湿 之后将数据通过显示设备显示出来并保存 到指定文件中 温湿度控制调节子 VI 设计 图 4 所示为温度控制调节程序框图 不过它同样可以用作湿度 控制调节 其工作流程不难从图中看出 将采集到的温度数据与设 定的温度范围进行比较并结合外设功率确定外设的升温功率和降温 功率 当采集到的温度大于最大值时输出负数表示降温 反之输出 正数表示升温 图 4 温湿度控制调节子 VI 程序框图 温度模块 图 5 温度模块程序框图 系统中假设每分钟采集一次数据 在虚拟程序中的采集间隔为 20 毫秒 循环第一次开始时使用室外温度作为温控模块的输入 当 数据进过温控模块处理后判断是否启动虚拟外部设备并将结果返回 给显示控件 之后的循环将使用经过调节的温度作为温控模块的输 入以体现温度调节的过程 在温度模块中还有一个公式节点用来控 制最大值和最小值的合法性 当设定的最大值小于最小值或最小值 大于最大值时将自动将前面板的设定最小值的滑动条控件调节至小 于等于最大值滑动条控件的地方 此外通过判断温控模块输出的调 节值可以简单的判断出外设的工作状态和是否产生报警信号 湿度模块和温度模块的逻辑结构一样 在此不再赘述 5 系统运行与调试 温度调控结果 图 6 温度调控结果 系统中设置的温度范围为 16 24 摄氏度 从温度调节波形可以 看出当采集的外界温度超出 24 摄氏度时立即启动虚拟空调进行降温 直到小于等于 24 摄氏度为止 湿度调控结果 图 7 湿度调控结果 系统中设置的湿度范围为 50 70 从控制面板中可以看出 当 前的湿度为 75 所以除湿器开始工作并产生报警信号 数据输出 图 8 数据记录部分截图 图 8 中每一列为每小时里记录的数据 由于版面限制 只截取 了部分数据 6 设计总结与体会 在课题的研究开发过程中 充分应用 LabVIEW 虚拟仪器技术 的优点 由于缺少硬件设备便采用虚拟温湿度信号 设计了工作可 靠性高 操作简单的温湿度测控系统 该系统包含温湿度实时设置 与显示 温湿度控制曲线实时显示 系统状态监测 历史数据记录 等功能块 可实现温湿度设定值的实时设置 温湿度超标的实时报 警