07电信田新光初稿

1、目录摘要III关键字IIIABSTRACTIVKEY WORDS .V第一章绪论 .11.1引言.11.2现状.11.3课题的目标和意义.11.4虚拟仪器采用的技术路线.21.5 系统设计方案.3第二章关于湿度 .32.1湿度的基本概念.32.2湿度对人类的影响 .52.3湿度检测方案的选择.52.4湿度传感器选择的注意事项.62.5 湿度测量技术与湿度传感器的国内外发展情况.7第三章湿度传感器 HS1101 简介及与频率关系 .73.1 湿度传感器 HS1101 有哪些特点.83.2 湿度传感器 HS1101 相关参数.83.3 湿度传感器 HS1101 电容湿度关系.83.4 频率湿度关系

2、（参考 6208HZ 为 55%RH/25）.9第四章 LABVIEW介绍及设计.94.1 LABVIEW简介.94.2 LABVIEW结构104.21 VI 的组成：104.22 LabVIEW 模板.114.3LABVIEW 设计思路 .134.4 前面板的设计.154.3 程序框图的设计.164.31 虚拟串口设置模块.174.32 设置缓冲区大小及串口，并显示累计字节数.184.33 数据提取及数据处理.204.34 湿度显示模块.21第五章下位机与上位机的联合仿真 .215.1 安装虚拟串口的驱动程序并添加串口.215.2 设置下位机仿真电路与上位机串口.22第七章 总结与.23参考

3、文献 .23附录一VI 源代码.24附录二前面板 .24致谢 .25粮仓湿度监测系统研究与设计上位机部分摘要粮食关系着民生，由于湿度的不适，造成大量的粮食浪费，给国家和人民造成了巨大的经济损失，粮仓的性能成为了粮食质量的决定。以往采用的措施是用人工的方法对粮食进行晾晒、通风，消耗了大量的人力和财力，然而，效果不佳，发霉变质等现象仍然仔在。粮食的储藏对环境温度和湿度的要求较高，因此对粮仓的湿度检测非常必要。本设计的目的就是研究设计一个能实现异地粮仓湿度监测的分布式集散系统，以替代传统的人工检测，降低粮食储藏成本。粮仓湿度监测系统采用单片机与虚拟仪器LabVIEW 相结合的技术来进行湿度检测，系统

4、利用基于微控制器 MCU 技术的湿度检测系统对湿度数据进行，再将数据传输到计算机中通过虚拟仪器 LabVIEW 进行数据处理与显示，本系统具有控湿精度高、功能强、体积小、价格低、简单灵活、可靠性高、反映时间短等优点，并且具有智能化、可编程、可实时等优点，相信本系统具有广泛的应用领域。能很好的满足了工艺要求。本文主要负责粮仓湿度系统的上位机设计，由 USB 串口传输过来的将数据分析和数据处理，并将数据包传输给电脑，电脑基于虚拟仪器 LabVIEW其波形图，频率，湿度值显示出来，以供给用户，知道粮仓的湿度，更好的保护好粮食。虚拟仪器是本课题硬件与系统不可或缺的一部分。关键字：虚拟仪器，数据分析，数

5、据处理，波形图，湿度值，频率Research and Design of Remote Measurement System of Granary HumidityHigher ComputerAbstractRelationship with the peoples livelihood and food, thefort due to moisture,causing a lot of food waste to the country and the people has caused tremendous economic losses, the performance of the

6、granary as determinants of food quality. Measures previouslyused for food by artifil means for drying, ventilation, consume a large amount of humanand finanl resour, however, results are poor, degradation, and other signs are still inAberdeen. Food storage on the environmental temperature and humidi

7、ty are higher, so the granary of the humidity detection is ne sary. The pur e of this design is to study the design of a granary and humidity to achieve remote monitoring remote distributed distribution system to replace the traditional manual testing methods, lowering the cost of grain storage.Gran

8、ary and humidity monitoring system using remote MCU and LabVIEW virtual instrument technology to a combination of the humidity detection system MCUmicrocontroller-based humidity detection technology and humidity data acquisition system,and then transfer the dao the computer through the LabVIEW virtu

9、al instrument Dataprosing and display, this system has high precihumidity control, function, smallvolume, low price, simple, flexible, high reliability and short response time, etc., and haveelligent, programmable, real-time monitoring, etc.,t The system has a wide range ofapplications. Wellitioned

10、to meet the pros requirements.This article is mainly responsible for the granary humidity control system of theremote host computer software design, the USB serial transmisof data packettransmisdataover a computer, computer software based on LabVIEW virtual instrumentysis and data prosing, and its w

11、aveform, frequency, humidity display Out tosupply the user to read and know the granary of the humidity, bettrotect food. Virtualinstrument is the subject of hardware and software anegral part of the system.Key words: virtual instrument, datavalue, frequencyysis, data prosing, waveform figure, humid

12、ity第一章绪论1.1引言粮食的安全是关系到国计民生的大事，科学保粮具有重要的社会意义与经济价值。粮食在期间，由于环境、气候和通风条件等的变化，粮仓内的湿度会发生异常，这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。目前我国的粮食仓在安全且保质保量储藏难度大等弊端。为保证粮食仓库具有一个正常的温湿环境，有必要对仓内湿度，包括粮食里面的湿度进行监测。同时湿度也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，像化工电子行业，潮湿是电子产品质量的致命敌人，绝大部分电子产品都要业和存放。据统计，全球每年有 1/4 以上的工业制造不良品与潮湿求在干燥条件的危害有关。潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要之一。如集成电路、液晶器件、硅

13、晶片、作业过程中的电子器件及成品电子等，在度环境下时间过长，将对一些焊盘和引脚表面产生氧化导致接触不良发生故障。还有食品工业，药品行业等等。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中湿度的变化与的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对湿度的分析检测就非常有必要了。所以，环境湿度的分析检测的设计和开发具有非常大的市场前景和实用价值。1.2现状湿度关系着生活的方方面面，湿度检测系统在化工电子，食品行业，药品行业等方面，应用越来越广泛，面对着工业、农业等行业对湿度检测的日益需求，对湿度检测系统精确性的严格要求，为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强湿度的监测工作，在这种新形势

14、的要求下，湿度的测试方法油然而生，常见的湿度测量方法有：动态化（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），法，干湿球法。这些方法存在测量误差较大、设备复杂、成本较高等缺点，因此需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的湿度检测系统。1.3课题的目标和意义随着科学技术的不断进步，电子式湿度传感器法的出现克服了传统湿度测量方法误差较大、设备复杂、成本较高的缺点，湿度传感器正从简单的元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平，并不断线钳发展。本课题的主要意义就在于让所学的知识很好的应用，由下位机产生湿度数据包传给上位机，

15、借助于 LabVIEW，实现与计算机的串口通信以及建立非接触测量的概念等知识良好应用到毕业设计中，方便快捷地提供给用户关于湿度的信息。1.4虚拟仪器采用的技术路线虚拟仪器，实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过实现对数据的显示、以及分析处理。虚拟仪器是在计算机基础上通过增加相关硬件和构建而成的、具有可视化界面的仪器，是计算机硬件资源、仪器硬件、数据分析处理、通信及图行用户界面的有效结合，具有传统仪器所具备的信号、信号处理分

16、析、信号输出等功能。其基本包括计算机、虚拟仪器、硬件接口和测试仪器等。传统仪器具有封闭性、仪器间相互配合较差，本身是硬件，升级成本较高，且升级必须，价格昂贵，仪器间一般无法相互利用，只有厂家能定义仪器功能，功能单一，只能连接有限的独立设备开发与开销高。而虚拟仪器虚拟仪器具有传立仪器无法比拟的优势，开放性、灵活性，可与计算机技术保持同步发展，关键是，系统性能升级方便，通过网络升级程序既可，价格低廉，仪器间资源可重复利用率高用户可定义仪器功能可以与网络及周边设备方便连接开发与费用降至最低。本课题要做的是将下位机传来的频率数据传送到计算机中，计算机中调用LabVIEW对数据进行分析处理，并将用户所需

17、要的数据形象的显示出来。下位机湿度测量系统做好硬件实物后，将实物与计算机用串口连接好后，再在计算机中启动LabVIEW，调节好参数启动即可实现粮仓湿度监测。1.5 系统设计方案下位机传给上位机数据包 4 个字节，上位机配置串口并串口，对数据进行提取并处理，再将数据进行显示，上位机的总体结构框图如下图所示：图 1.1 上位机结构框图第二章关于湿度2.1湿度的基本概念湿度，表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。若表示在湿蒸汽中液态水分的重量占蒸汽总重量的百分比，则称之为蒸汽的湿度。空气湿度是指空气

18、潮湿的程度，可用相对湿度(RH)表示。相对湿度是指空气实际所含水蒸气密度和同温下饱和水蒸气密度的百分比值。在室内感觉舒适的最佳相对湿度是，495l，相对湿度过低或过高，对都不适甚至有害。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及等物理量来表示，一下对常见的湿度物理量介绍：1. 绝对湿度绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，即空气中的水汽密度，一般其是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的温度中绝对湿度也不同，因为随着温度的变化空气的体积也要发生变化。但绝对湿度越靠近最提取

19、数 据数据类型 转换数据处 理数据显示串口设置缓存 区大小配 置串口下位机传来数据包度。它是空气中水汽绝对含量的一种度量。绝对湿度表示体积空气里所含水汽的质量，其表达式为：=(MV)/V式中： 被测空气的绝对湿度，MV 一被测空气中水汽的质量，V 被测空气的体积。绝对湿度与水汽压（e）的关系可由下式给出：=289*e/T(g/m3)式中为绝对湿度，e 为水汽压（mmHg），T 为气温（K）。当气温等于 16（289K）时，a=e。一般情况下，气温数值与 16相差不大，以 mmHg 为的水汽压与绝对湿度在数值上相近，因而在实际工作中有时以水汽压来代替绝对湿度。实际上碰到许多跟湿度有关的现象并不跟

20、绝对湿度直接有关，而是跟水汽离饱和状态的程度有直接关系，因此提出了一个能表示空气中的水汽离开饱和程度的新概念相对湿度。也是空气湿度的一种表示方式。2. 相对湿度相对湿度用 RH 表示。相对湿度的定义是体积空气内实际所含的水气密度（用 d1 表示）和同温度下饱和水气密度（用 d2 表示）的百分比，即：RH（%）= d1/ d2 x 100%另一种计算方法是：实际的空气水气压强（用 p1 表示）和同温度下饱和水气压强（用 p2 表示）的百分比，即：RH（%）= p1/ p2 x 100%3. 混合比混合比是湿空气里的水汽和干空气的质量之比，为 gkg。水汽达到饱和时的混合比则称饱和混合比。4. 饱

21、和差饱和差是指某地空气一定温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值。其单位与气压相同，用 hPa 表示。不同时间或不同地点的饱和差可以相同，但它们的相对湿度和绝对湿度却不同。因为饱和差一个值，并不能确定相对湿度和绝对湿度。所以，单一的饱和差异不能表示湿度的大小。饱和差越小，说明空气越潮湿，饱和差越大说明空气越干燥。5.气温愈低，饱和水气压就愈小。所以对于含有一定量水汽的空气，在气压不变的情况下降低温度，使饱和水汽压降至与当时实际的水汽压相等时的温度，称为。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫。补充：当该温度低于零摄氏度时，又称为霜点。本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为

22、，当空气中水汽已达到饱和时，气温与相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。在 100%温度。所以的相对湿度时，周围环境的温度就是。越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，不受温度影响，但受压力影响。2.2湿度对人类的影响在任何气温条件下潮湿的空气对都是不利的。研究表明，温度过大时，中一种叫松果腺体出的松果激素量也较大，使得体内甲状腺素及肾上腺素的浓度就相对降低，细胞就会“偷懒”，人就会打采，萎靡不振。长时间在湿度较大的地方工作、生活，还容易患湿痹症；湿度过小时，蒸发加快，干燥的空气容易夺走的水分，导致人的皮肤弹性下降，加速皮

23、肤衰老，出现表皮粗糙、细胞脱落等现象，一定程度上降低了皮肤抵抗病菌的能力。我国南方妇女皮肤细嫩、光润，主要原因之一是南方相对湿度高。另外，湿度对电子工业、生物学、农业与林业、建筑、化工行业、冶金行业、电力行业、工领域等都有的影响。2.3湿度检测方案的选择现代湿度测量方法最主要的有两种：干湿球测湿法，电子式湿度传感器测湿法。1. 干湿球测湿法很早以前人类就发明了干湿球湿度计，干球、湿球两支温度计本身的精度决定了干湿球湿度计的准确度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。干湿球湿度计的准确度只有 5一 7RH。干湿球测湿法采用间接测量方法，通过测量

24、干球、湿球的温度经过计算得到湿度值，因此对使用温度没有严格限制，在高温环境下测湿不会对传感器造成损坏。 其相当简单，应用中，只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可。干湿球测湿法相比电子式湿度传感器，不会产生老化，精度下降等问题。在高温及恶劣环境下，干湿球测湿法是明智的选择。2. 电子式湿度传感器测湿法电子式湿度传感器是近几十年特别是近 20 年才迅速发展起来的。新旧事物的交替与人们的观念转变很有关系。由于干湿球、毛发湿度计的价格仍明显低于湿度传感器，造成一部分人对电子湿度传感器价格的不认可。正好像用惯了扫帚的人改用吸尘器时，总觉得花几百元钱买一台吸尘器有些不上算，不如花几元钱买把扫帚那样心理容易

25、平衡。由于传统测湿方法在人们的脑海象太深了，一些人形成了只有干湿球湿度计才是准确的固有概念。有些用户拿干湿球湿度计来对比刚购得的湿度传感器，如发现示值不同，马上认为湿度传感器。须知干湿球的准确度只有 5一 7RH，而电子式湿度传感器的准确度可以达到 2一 3RH。并且干湿球测湿法还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。电子式湿度传感器测湿法在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器年漂移量一般都在2%左右，甚至更高。一般情况下，生产厂商会标明 1 次标定的有

26、效使用时间为 1 年或 2 年，到期需重新标定。电子式湿度传感器是采用半导体技术，因此对使用的环境温度有要求，超过其规定的使用温度将对传感器造成损坏。所以电子式湿度传感器测湿方法更适合于在洁净及常温的场合使用。两种湿度检测方法的相比，不难发现：电子式传感器测湿法具有精确度高、更加直观、易于控制等特点。另外，前者可外加 LabVIEW 等数据处理显示来一个智能检测系统，使读者更能直观的看到湿度值，使用上更加方便。因而本课题采用电子式传感器测湿法进行系统设计。2.4湿度传感器选择的注意事项湿度传感器是非密封性的，为保护测量的准确度和稳定性，应尽量避免在酸性、碱性及含的气氛中使用。也避免在粉尘较大的

27、环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度，还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。如果被测的房间太大，就应放置多个传感器。 传感器需要进行远距离信号传输时，要注意信号的衰减问题。当传输距离超过 200m 以上时，建议选用频率输出信号的湿度传感器。由于元件都存在一定的分散性，无论进口或国产的传感器都需逐支调试标定。大多数在更换元件后需要重新调试标定，对于测量精度比较高的湿度传感器尤其重要。另外，还要考虑测量范围，测量湿度跟测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100RH)测量。2.5 湿度测量技术与湿度传感器的

28、国内外发展情况迄今为止的湿度传感器与湿度测量仪表,大多数是通用型的, 仅适用在常温下对 30%80%的湿度作长期的测量。但现代工业与现代科技的发展, 对湿度的测量与控制提出了一些特殊的要求, 一般的湿度传感器和测湿仪器仪表难以胜任。一些发达国家开展湿度传感器和湿度测量技术的研究, 一些湿度传感器和测湿仪表应运而生。湿度传感器和测湿仪表主要包温测湿用的湿度传感器及测湿仪表，高湿测量用的湿度传感器及测湿仪表，测量用的湿度传感器及测湿仪表，测量用的湿度传感器及测湿仪表，微区空间测湿用的湿度传感器。我国还有一些研究工作, 如声振荡式湿度传感器、固体水份以及低测量中的人工消滞技术等, 在国际上也跨入先进

29、行列。因此, 我国的湿度测量研究与世界先进水平差距不算太大但其实际应用与工业化生产方面的差距就很大而且我国在湿度测量技术及仪器仪表领域中近年来独创性的东西不多, 小的改进不少, 大多数的工作都是跟在、等发达国家后面的, 像陶像陶瓷、高分子、FET 结构湿度传感器等。第三章湿度传感器 HS1101 简介及与频率关系湿度传感器 HS1101 基于独艺设计的电容元件，湿度传感器可以应用于办公自动化、车厢内空气质量、粮仓性能控制，家电，工业控制系统等。在需要湿度补偿的场合他，也可以得到很大的应用。湿度传感器 HS1101 实物图如图 3.1 所示：图 3.1 湿度传感器 HS1101 实物图3.1 湿

30、度传感器 HS1101 有哪些特点湿度传感器 HS1101 在标准环境下不需校正、可用于线性电压或频率输出回路、反应时间快、其精确性比其它传感器高，全互换性，在标准环境下不需校正长时间饱和下快速脱湿可以自动化焊接包括波峰焊或水浸高可靠性与长时间稳定性专利的固态聚合物结构可用于线性电压或频率输出回炉，快速反应时间而且其价格相对其它传感器要便宜，其实用价值和性价比高。3.2 湿度传感器 HS1101 相关参数湿度传感器 HS1101 相关参数如图 3.2 所示：图 3.2 湿度传感器 HS1101 相关参数3.3 湿度传感器 HS1101 电容湿度关系相对湿度在 0%100%RH 范围内；电容量由

31、 162变到 200,其误差不大于LabVIEW 本身是一个功能比较完整的开发环境，但它是为替代常规的BASIC 或 C 语言而设计的，LabVIEW 是编程语言而不仅仅是一个开发环境。作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同外，LABVIEW 具备语言的所有特性，因此又称之为 G 语言。G 语言是一种适合应用于任何编程任务，具有扩展函数库的通用编程语言。和BASIC 或 C 语言一样，G 语言定义了数据模型、结构类型和模型调用语则等编程语言的基本要素，在功能完整性和应用灵活性上不逊于任何高级语言，同时，G 语言丰富的扩展函数库还为用户编程提供了极大的方便。这些扩展函数库主要面向数据采集、GP

32、IB 和串行仪器控制，以及数据分析、数据显示和数据。G 语言还包括常用的程序调试工具，比如允许设置断点、单步调试、数据探针和动态显示执行程序流程等功能。G 语言与传统高级编程语言最大的差别在于编程方式，一般高级语言采用文本编程，而 G 语言采用图形化编程方式。LabVIEW 是一种图形化编程语言，又称 G 语言。 其编写的程序称为虚拟仪器VI（Virtual Instrument），以.VI 后缀。4.2 LabVIEW结构4.21 VI 的组成：1. VI 的前面板运行 LabVIEW，新建一个 VI，生成前面板和程序框图，前面板如图 4.1 所示：图 4.1 VI 前面板前面板是图形用户界

33、面，也就是 VI 的虚拟仪器面板，用户在这一界面上进行具体的虚拟仪器设计，如放置开关、旋钮、图形等对象。对前面板的操作包括前面板控件和前面板修饰。前面板的修饰，在利用 LabVIEW 进行前面板的设计过程中，除了对放置的控件进行必要的布局外，为了使设计的界面更接近真实的仪器仪表面板，或者使设计的面板更加优美、大方、人性化，可以对前面板进行必要的修饰。面板上正确地放置了各种控件后，虚拟仪器还不能正常工作，因为虚拟仪器不仅是指用户面板上放置了相应的输入或输出对象，还需要一个与之相配套的程序框图，用来完成与前面板上输入数据和输出数据控件间的传递和交换、数据信号的处理等任务。前面板的设计类似于工作中看

34、到的仪器界面，而程序框图的设计过程则类似于实际仪器信号处理的过程（来源 LabVIEW8.20 编程及应用）。2.VI 的程序框图新建一个 VI 同时也会生成一个程序框图，如下图所示：图 4.2 VI 程序框图对程序框图的操作有节点（Node），数据连线（Wire）。节点有：功能函数(Functions)，结构(Structures)，代码接口节点(CIN)，子 VI(SubVI)。数据端口有：控制端口和指示端口，节点端口。LabVIEW 编程又称为“数据流编程”。4.22 LabVIEW 模板1. 控件选板模板控件选板只能通过前面板才能打开，执行【查看】/【控件选板】菜单指令，可以打开 La

35、bVIEW 的控件选板模块，：另外，用户也可以面板的设计窗口中单击鼠标右键，弹出【控件】选板，如图 4.3 所示：图 4.3 控件选板控件选板包括创建前面板所需的输入控件和显示控件，这些控件按照类型可以分为【新式】、【系统】、【经典】、【Express】等几种。控件选板为用户提供了众多的输入控件和输出显示控件等控件对象，将这些空间放置到前面板上，就类似于实际仪表中的各种按键、旋钮、显示屏等对象。2. 函数选板模板函数选板只能通过程序框图才能打开。在程序框图窗口下，执行【查看】/【函数选板】菜单命令，可以打开 LabVIEW 的【函数】选板，。另外，用户也可以在程序框图的设计窗口中单击鼠标右键，

36、弹出【函数】选板，如图 4.4 所示图 4.4 函数选板函数选板是创建程序框图的主要模板，包含【编程】、【测量 I/O】、【仪器 I/O】等众多子选板。其中，子选板下面可能还包含众多子选板。函数选板的众多子选板中提供了不同的信号处理函数，这些函数可以很方便地放到程序设计区，并且将这些函数称为节点。节点可以看成是其他高级文本语言的子程序，用户在调用这些函数节点对象时，只需对这些节点的参数进行简单的设计，就可应用 LabVIEW 为用户提供大量的节点函数，可以满足用户信号处理的大部分任务。函数节点的极大地方便了程序的设计，也充分体现了 G 语言的优越性。3. 工具选板模板面板设计窗口或程序框图设计

37、窗口执行【查看】/【工具选板】菜单命令，就可以打开【工具】选板，如图 4.5 所示：图 4.5 工具选板工具选板上的每一个工具都对应一种操作模式。在操作过程中，光标的类型与选板上的所选的工具图标相对应。用户可以根据需要选择合适的工具对前面板或程序框图中的对象进行操作和修改。4.3LabVIEW 设计思路虚拟仪器前面板的波形的显示和参数的测量有上位机的控制实现，由下位机传送给上位机后，程序流程图如图4.6所示无错误错误无错误无错误图 4.6数据包流程图下位机向上位机传送数据包虚拟串口设置模块VISA 设置I/O 缓冲区VISA 关闭VISA指定数量的字节字节数累加模块拆分字符串，提取频率信息转换

38、数据类型，定义数组定义数组对数据进行多项式插值波形显示相对湿度值量表显示相对湿度累计字节数显示根据需要，前面板显示量表式相对湿度、相对湿度的波形曲线、累计字节数、相应的波特率、串口选择等。下面进行具体设计。前面板的设计启动 LabVIEW 中创建一个新的 VI。右击鼠标弹出控件选板模块，将鼠标放在【Express】/【数值显示控件】/【量表】。选中量表放面板，就生成一个仪表样式图形。3.鼠标放在量表上，右击鼠标弹出该量表属性，更改其属性，：相对湿度，大小：高度 240、宽度 240，将其“显示数字显示框”勾起，并更该量表刻度范围：0100。这样一个相对湿度仪表就做好了，如图 4.7 所示：图

39、4.7 相对湿度仪表图4. 右击鼠标弹出控件选板，将鼠标放在【Express】/【图形显示控件】/【波形图】，选中选择的波形图放面板，就生成一个波形显示器图样。5. 鼠标放在波形显示器上，右击鼠标弹出其属性，更改属性，：相对湿度变化曲线，大小：高度 300，宽度 600，颜色：线条绿色，更改其 X，Y 坐标尺度，生成波形显示器，如图 4.8 所示：图 4.8 波形显示图6.串口选择显示的生成：右击鼠标弹出控件选板选择【经典】/【经典 I/O】/【VISA资源名称】，并更改其为可见，名：串口选择。7.波特率显示的生成：右击鼠标弹出控件选板选择【系统】/【系统下拉列表】，改变波特率的数据类型为单字

40、节，更改其为可见，名：波特率。8.累计字节数显示的生成：右击鼠标弹出控件选板选择【经典】/【经典数值】/【数值显示控件】，并更改其为可见，名：累计字节数。9.开关的生成：右击鼠标弹出控件选板选择【Express】/【按钮与开关】/【开关按钮】，并更改其属性，改变其高度、宽度，为不可见，并显示显示文本。10.停止按钮的生成：右击鼠标弹出控件选板选择【Express】/【按钮与开关】/【停止按钮】，并更改其属性，改变其高度、宽度。为了使前面板更加美观，并使读者更加直观地观察数据，对前面板放置的空间进行必要的布局，这样前面板的设计基本完成，如图 4.9 所示：图 4.9 前面板4.3 程序框图的设计

41、通过前面板控件的放置，程序框图同时生成了相应的函数控件，如图 4.10 所示：图 4.10 函数控件生成下面进行具体设计：4.31 串口设置模块1. 生成一个 VISA 配置串口，右击鼠标弹出函数选板选择【仪器 I/O】/【VISA】/【高级 VISA】/【总线】/【接口配置】/【串口】/【VISA 配置串口】，这样就生成一个 VISA 配置串口。VISA 配置串口的引脚功能如图 4.11 所示：图 4.11 VISA 配置串口引脚功能2.鼠标放在的“启用终止符（T）”引脚上右击选择【连接。选板】/【假常量】，用导线将串口选择与 VISA 配置串口的“VISA 资源名称”引脚用导线连接。波特率

42、与 VISA 配置串口的通信，因为有几个波特率选择，所以要添加一个条件结构，右击鼠标弹出函数选板，选择【编程】/【结构】/【条件结构】，条件控制为数字整型，根据波特率的不同，选择结构的选择器的值为正数 0，1，2，3，4。先用导线将波特率与条件结构连接，：图 4.12 波特率配置图框，选择【在后面添加爱分支】单击鼠标右键弹出的值变为 2，以此类推，直到的值生成“4”。将的值改为“0”，设置所对应的波特率 9600，具体操作：在条件结构框架内生成一个常数 9600，连接到条件结构框架上，再将的值改为“1”， 在条件结构框架内生成一个常数生成一个常数 19200，连接到条件结构框架上，以此类推：“

43、2”38400，“3”57600，“4”115200。将条件结构与 VISA 配置串口的“流控制”端口相连，这样串口设置模块就做好了，虚拟串口设置源代码如图如下图所示：图 4.13 虚拟串口设置源代码串口，并显示累计字节数4.32 设置缓冲区大小及1. 生成一个 VISA 设置 I/O 缓冲区大小，右击鼠标弹出函数选板选择【仪器 I/O】/【串口】/【VISA 设置 I/O 缓冲区大小】，这样就生成一个 VISA 设置 I/O 缓冲区大小。VISA 设置 I/O 缓冲区大小的端口功能如图 4.14 所示：图 4.14 VISA 设置 I/O 缓冲区大小的端口功能根据VISA 设置I/O 缓冲区

44、大小的端口连接其他函数，其中大小指明I/O 缓冲区的大小，以字节为。大小应略大于要传输或接收的数据数量。如在没有指定缓冲区大小的情况下调用该函数，函数将把缓冲区大小设置为 4096 字节。2. 生成一个 VISA 设置 I/O 缓冲区大小，右击鼠标弹出函数选板选择【仪器 I/O】/【串口】/【VISA所示：】，这样就生成一个 VISA。VISA的端口功能如图 4.14图 4.14 VISA的端口功能其中 VISA字节总数是要的字节数量。字节总数端口引出，做一个累加器，如图 4.15 所示：图 4.15 字节累加器串口连接如图 4.16 所示：3. 缓冲区大小及图 4.16 串口4.33 数据提

45、取及数据处理下位机传来数据包是一个字符串，需要将整个字符串拆分，提取有校字符串，再将有效字符串进行数据转换，转换成数值型数据。具体操作如下：1. 生成一个搜索/拆分字符串函数，右击鼠标弹出函数选板选择【编程】/【字符串】/【附加字符串】/【搜索/拆分字符串】，这样就生成一个搜索/拆分字符串函数。搜索/拆分字符串函数的端口功能如图 4.17 所示：图 4.17 搜索/拆分字符串函数端口功能图搜索字符串/字符是要在字符串中搜索的字符串或字符，因为下位机传来字符是“F”，此时需定义为“F”。2. 生成一个字符串至字节数组转换函数，右击鼠标弹出函数选板选择【数学】/【数值】/【转换】/【字符串至字节数组转换】，这样就生成一个字符串至字节数组转换函数。3.生成一个数组子集函数，再经过数组子集返回数组的一部分，右击鼠标弹出函数选板选择【编程】/【数组】/【数组子集】，数组子集函数的端口功能如图 4.18 所示：图 4.18 数组子集函数的端口功能其中索引（0）、长度（剩余）定义为“2”。4.再将子数组类型强制转换，添加一个强制类型转换。5.一个多项式插值函数，右击鼠标弹出函数选板选择【数学】/【内插/外推】/【多项式插值】，生成一个多项式插值函数。用导线连起。Labview 数据处理模块 VI 程序代码如图 4.19 所