基于虚拟仪器的温湿度远程控制开题报告

1、本科毕业论文（设计）开题报告姓 名： 刘 冲学 号： 0614120501学 院： 机 电 学 院专 业： 测控技术与仪器 班 级： B1205指导教师： 赵娜开题日期： 2015 年11 月21 日 毕业论文（设计）题目 基于虚拟仪器的温湿度远程控制课题来源科研 应用教学 其它成果类别论文 设计一、课题的研究意义温湿度是工业生产和科学研究实验中的一个非常重要的参数，物体的许多物理现象和化学性质都与温湿度有关，许多生产过程和物品的储存都必须一定的温湿度范围内才可行，需要测量温湿度的场合极其广泛。目前的温湿度测量系统一般使用的都是传统仪器，传统仪器的功能都是通过硬件或者固化的软件来实现的。这种框

2、架结构决定了它只能由仪器厂家来定义、制造，而且功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。随着科学技术的进步，计算机技术的飞速发展，传统仪器己经不能适应现代监测系统的要求，美国国家仪器公司（简称NI）率先提出虚拟仪器 的概念，它彻底打破了传统仪器由厂家定义生产，用户无法改变的模式，从而使测控仪器发生了一场巨大的变革。20世纪90年代初在我国兴起对虚拟仪器的开发和应用，现在已进入航空、航天、通信、医疗、电力、石油勘探、铁路等行业，并得到了广泛的应用，未来市场潜力巨大。虚拟仪器是当前测控领域的技术热点，它代表了未来仪器技术的发展方向。虚拟仪器是通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合

3、在一起的一种全新的测控仪器系统。用户通过显示器友好的图形界面操作计算机，完成对被测量的数据采集、分析、处理、显示、存储等整套测试工作，如同操作一台自行定义与设计的专用传统仪器一样。因此，基于虚拟仪器的远程控制系统这个设计理念应运而生，相对与传统的温湿度测控系统而言，使用简单方便，便于技术升级更新，系统的使用和维护费用极低，同时具有极高的可靠性。性价比更高。可以提高现在温湿度控制的整体水平。二、课题研究的主要内容：（课题研究的重点和在研究过程中要解决的关键问题，所要实现预期成果）1课题研究的重点和主要设计内容：（1）系统总体分析设计工作根据本设计对技术指标以及气路图的要求，分析了系统中软件部分和

4、硬件部分所实现的具体功能，对电路板的型号进行了选择。（2）系统硬件设计 系统硬件主要包括温度传感器、湿度传感器、信号调理电路、数据采集卡以及连至Intert的PC机，其中温湿度传感器用于分别采集目标温度和湿度。通过数据采集卡可将电压信号转换为数字信号，进而送至PC机。通过NI公司提供的NI DAQmax来配置相应数据采集卡的测 量 通道，可以完 成 信 号 滤 波 和单 位 换 算。从而 借 助 于Labview强大的网络编程功能，并连接到lnternet的PC机来实现对目标温度的监测和控制。（3）系统软件设计采用工具软件Labview进行人机界面设计。2、 预期实现的成果本系统预期

5、效果：能够精确的测量环境的温湿度，当温度过高或过低、湿度过高或过低时，能通过网络及时向工作人员发出警告。并且自动纪录工作数据和报警历史。工作人员可以通过打开温湿度调控器进行及时的调节被测环境的温湿度。同时，工作人员可以通过人机界面直观的查看或者打印工作数据。根据工作环境的不同能方便的调节与输入温湿度上限下限。由于虚拟仪器天生的优势，技术人员可以通过极少的硬件投资和极少甚至无需软件上的升级就能改进整个系统。让系统能适应各种环境和工作需求。三、课题的研究方法：（课题研究所采用的方法、技术路线以及研究思路等）课题研究所采用的技术路线以及研究思路研究的总体思路是应用温湿度传感器来完成对所需数据的初步采

6、集后，再与数据采集卡相连接，然后运用Labview DAQ进行编程对所接收到的相关数据进行相应的处理，当温湿度不在预设范围时，也可通过Labview编程发布相关改变指令传输到对应执行机构，实现温湿度的改变。至于对温湿度的远程监测与控制也是可以通过虚拟仪器（Labview）的网络通信技术来实现的。本设计分为三大部分：温湿度采集部分、Labview数据处理部分、温湿度控制实现部分。温湿度采集部分是通过一个集温度与湿度集合采集器DHT11温湿度传感器采集数据。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠

7、性与卓越的长期稳定性，成本低、相对湿度和温度测量、超快响应、抗干扰能力强、超长的信号传输距离、数字信号输出、精确校准。 Labview数据处理部分是运用Labview的数据处理功能，判断采集器传递来的数据是否超过预设的温湿度上限或低于预设的温湿度下限。如果不在温湿度不在正常范围内，则会通过虚拟仪器网络端口向工作人员发出报警，再由工作人员通过温湿度控制实现部分调控温湿度。温湿度控制实现部分由工作人员遥控温湿度调控器实现温湿度调节，温湿度调控器包括四个部分：加热器、降温器、加湿器、去湿器。 四、课题计划进度（各阶段计划完成的内容和所需时间）15年10月16日-15年11月14日查阅、收集、整理资料

8、，撰写开题报告，初拟设计方案15年11月15日-15年12月17日学习、掌握虚拟仪器原理与应用等相关知识16年 1月20日-16年 4月15日完成虚拟仪器的温湿度远程控制设计及文献资料的检索与翻译16年 1月16日-16年 2月28日完成的硬件、软件设计。16年 3月 1 日-16年 3月14日控制系统模拟安装与调试16年 3月15日-16年 4月 5日控制系统调试分析16年 4月 6日-16年 5月 4日撰写毕业论文，准备答辩五、指导教师评语和意见：该生对于所开课题进行了较为详尽的市场调研，参考了许多文献，课题具有一定的实用价值。本课题是学生所学专业知识的延续，符合学生专业发展方向，对于提高

9、学生的基本知识和技能，对于提高学生的研究能力有益。研究方法和研究计划基本合理，难度合适，学生能够在预定时间内完成该课题的设计。 同意该课题开题。指导教师（签字）： 年 月 日 六、所在系审查意见： 系主任（签字）： 年 月 日 注：1本表一式四份，指导教师一份，二级学院存档一份，学生本人二份一份留用、一份装订于毕业论文（设计）资料中。2开题报告后需附关于本课题的文献综述。3各项若不够请加附页或扩展表格。4指导教师、系主任的签字及日期必须手写，不得打印。一、国内外研究现状及发展动态：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

10、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 HEM Data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

11、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。在国内己有部分院校的实验室引入了虚拟仪器,

12、国内专家预测:未来几年内，我国将有50%的仪器为虚拟仪器。国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时检测。随着微型计算机技术的发展，虚拟仪器将会逐步取代传统仪器而成为测试仪器的主流。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着二十一世纪自动控制与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。附：文献综述2、 文献的查阅范围及手段： Kluwer全文期刊数据库、Asme数据库、Springer Link全文期刊数据库、Elsevier Science期刊等电子期刊全文数据库、中国期刊网、万方期刊网、重庆维普全文数据库等。3、 主要参考文献：1 陈国顺，张桐，郭阳宽，王正林.精通LabVIEW程序设计(第二版), 2012：7-8.2 杨凤鸣，基于LabVIEW的温度检测系统 ，沈阳：沈阳理工大学，2008:2-3.3 董冬，司颉，基于LabVIEW的温湿度检测系统，科技论坛，2005.4李江全，刘恩博，胡蓉等编著，虚拟仪器数据采集与串口通信测控应用实战，20105张国雄主编.测控电路M.天津大学.机械工业出版社，20066翁维勤，孙洪程编著.过程控制系统及工程M.化学工业出版社，20027童刚.虚拟仪器实用编程技术M.机械工业出版社，20088张重雄编著.虚拟仪器技术分析与设计M.电子工业出版社，20079张毅等编著.虚拟仪器技术分析与应用M.机械工业出版社