基于labview的较简单的温度测控系统上位机设计

硕士研究生非笔试课程考核报告（以论文或调研报告等形式考核用）2011 至2012学年第二 学期考核课程： 虚拟仪器与仿真 提交日期：2012年6月23日报告题目： 基于labview的温度测控系统的上位机设计考核成绩考核人姓 名 学 号 2011080101 年 级 专 业 检测 所在学院 山东建筑大学研究生处制基于Labview的温度测控系统的上位机设计摘要本文主要介绍了如何利用labview进行温度测控系统监控界面的设计。温度监控界面是整个温度测控系统的重要组成部分，上位机软件（监控界面）通过串口232与下位机（温度采集模块）进行通信，从而实现对温度的测量和控制。该监控界面可以完成对温度值的设定、温度上限和下限的设定、串口参数的设置、显示实时温度曲线和温度报警以及数据存储等功能。尤其是串口通讯部分，可谓是重中之重，好像是上位机与下位机之间的联系纽带，将二者紧密连接起来，形成一个整体。本次设计中串口通讯主要通过labview自带的一些串行通信模块完成。该监控界面简单实用，灵活性强，实用性高，并且操作简单，易于掌握。正文1.1上位机监控界面前面板的设计整个上位机的监控界面的前面板如图（2.1）所示图1.1监控界面前面板由图1.1可以看到，前面板主要由温度设定模块、温度显示部分温度预警模块和实时温度曲线显示以及一些参数输入控件组成。1.1.1温度设定模块如图1.1.1温度设定模块主要由温度上限设定、温度下限设定和期望温度设定三部分组成。每一部分均由温度值输入和仪表显示部分组成，用户只需要在温度输入框内输入想要设定的温度值就可以进行相关温度的设定，并通过仪表显示部分随时的显示出来。

图1.1.1温度设定模块1.1.2温度预警模块如图1.1.2所示，温度预警模块由两个指示灯组成，在正常情况下，它们都显示为绿色；当温度超过所设定的温度上限后，高温预警灯会显示红色，同样当温度低于所设定的温度下限后，低温预警灯会显示红色图1.1.2温度预警模块1.1.3温度显示部分如图1.1.3所示，温度显示部分由一个温度计和一个显示控件组成用来显示实时温度。图1.1.3温度显示部分1.1.4实时温度曲线模块如图1.1.4所示，实时温度曲线模块由波形图表控件组成， 它用来根据所测的温度值来绘制温度变化的曲线，从而对温度的走势一目了然。共由四条曲线组成，分别是高温曲线、期望曲线、实际曲线和低温曲线。当实际曲线越过咼温曲线或低于低温曲线时，系统将报警图1.1.4实时温度曲线模块1.1.5参数设置模块如图1.1.5所示，在该模块中可对端口选择、最大等待时间、波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控制和采样周期进行设置。其中，最大等待时间设置读取和写入操作的超时值，以毫秒为单位，默认值为10000。波特率是传输速率，默认值为9600。数据位是输入数据的位数，数据比特值介于5和8之间，默认值为&奇偶校验制定要传输或接受的每一帧所使用的校验方法：0为无校验（默认）；1为奇校验；2为偶校验；3为校验位始终为1;4为校验位始终为0。停止位指定用于表示帧结束的停止位数量。流控制设置传输机制使用的控制类型。

罢待时间（1图罢待时间（1图1.1.5参数设置模块1.1.6控制开关模块如图1.1.6所示，控制开关模块由两个开关按钮组成，其中第一个按钮可进行开始或暂停的控制，另一个按钮起停止的作用1.2图1.1.6控制开关模块1.2图1.1.6控制开关模块上位机监控界面程序框图的设计由图1.2可以看出，该程序框图主要由一个while循环、一个条件结构、VISA配置串口、VISA写入、VISA读取和VISA关闭等控件组成。其中有些控件我们在前面板中已经介绍，在此我们主要介绍串口通讯的几个子VI。尹呂We：目 （一）为真时（二）为假时图1.2总程序框图尹呂We：目 （一）为真时（二）为假时图1.2总程序框图程序开始首先利用VISA配置串口模块对串行口进行初始化，然后判断开始/暂停采集按钮是否按下，如果处于按下状态，则执行 Case语句的True分支程序；否则执行Case语句的False分支程序。在True分支程序里，首先利用“VISA写入模块”将温度设定值传给单片机，然后用“VISA读取模块”接收单片机传递过来的温度信息，并将其显示在波形图控件和温度计上，同时存储在文件中。在 Fasle分支程序中，则不进行任何操作。因为串行通信中传递的是字符串类型的数据， 因此需要将以数字量形式存在的温度设定值转化为字符串格式，才能写入“ VISA写入模块”，在这里采用“数字至十进制字符转换”功能模块实现这一功能。同样的，需要将从“VISA读取”的字符串信息转换成数字量，然后才能在波形图控件上显示，在这里采用“十进制字符串至数值转换”功能模块实现这一功能。1.2.1使用VISA实现串口通信在labview功能面板的InstrumentI/OSerial目录下，包含串行通信所需要的集成模块。利用这些模块，可以非常方便的设计出基于串行通信的控制系统。需要注意的是，在使用这些模块前，需安装在光盘上的VISA驱动程序，也可从NI的网站免费下载最新VISA驱动程序，下面介绍一下最常用的串行通信模块。1)VISA配置串口用于初始化所选择的串行口。其中VISA资源名称用于选择所用到的串行口，PC机中常用到的串口号分别用COM和COM表示，流控制用于设置握手方式。波特率、数据位、停止位、奇偶校验分别用于设置串行

通信的波特率，数据位长度，停止位和校验方式VISAWrite用于将WriteBuffer 中的字符写到VISA资源名称指定的串行接口中。VISARead用于从VISA资源名称指定的串行口中读取规定字节数的数据，并把这些数据传递给ReadBuffer。其中，Bytecount用于设置要读取的字节数。VISAClose用于关闭VISA资源名称指定的串行口，让出串行口的使用权。1.2.2While循环While循环的框图是一个大小可变的方框，用于执行框中的程序，直到不再满足循环的条件为止。根据需要可设置“真(T)时继续”或“真(T)时停止”，如图2.2.2所示。(1)真时继续(2)真时停止(1)真时继续(2)真时停止图1.2.21.2.31.2.3WaitUntilNextmsMultiple1.2.3可以在循环中调用该函数，用于控制循环执行的速率。如图

所示，该模块可以用于设置系统串行通信的控制周期，其输入端子millisecondmultiple 用于给定需要等待的毫秒数。这里给出的设定值为1000,即等待1秒的时间。图1.2.31.2.4条件结构如图2.2.4所示，该模块作用相当于Case结构，一般分为真和假两种情况，根据条件端子，即边框上绿色的“？”变量来确定真假，条件端子通常和一布尔型变量相连。125数据存储模块在本设计中，采用WritetoSpreadsheetFile.vi子模块将采集的温度值存储在电子表格中，如Excel、在本设计中，采用WritetoSpreadsheetFile.vi子模块将采集的温度值存储在电子表格中，如Excel、txt文档等。图1.2.5小结本学期通过对虚拟仪器与仿真这门课程的学习，我熟悉了对labview这款软件的使用，结合课堂上所学的知识，我设计了温度测控系统的上位机部分，它是温度测控系统重要组成部分。 在设计过程中，我对整个温度测控系统有了较为深入的认识，同时也更加意识到了虚拟仪器的方便与快捷，它不仅可以缩短产品开发周期，而且能够代替部分硬件，从而降