新式温室大棚的温度控制系统设计-毕业设计及新经理过关篇（主管的学问）

PAGE1、概述1.1现状我国人多地少，人均占有耕地面积少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能的，要用新的方法来提高单位亩产量，温室大棚技术就是其中的一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的限制。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长影响不大，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，温室大棚技术越来越普及。成为农民增收的主要手段。1.2现有温室大棚的缺点随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温度控制成为一个难题。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，通过读取温度值来知道大棚内的实际温度，然后根据现有温度与额定温度进行比较，看温度是否过高或过低，如果过高，就对大棚进行降温处理，如果过低就升温，就对大棚进行升温。这些操作都是在人工情况下进行的，这些都浪费了大量的人力物力，对于大棚数量很多来说，是面临的一个难题。现在，随着农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。1.3改进办法虚拟仪器技术越来越完善，所以，选用虚拟仪器来改善大棚的温度控制系统。本系统LabVIEW虚拟仪器编程，通过对前面板的设置来显示温室大棚内的温度，并进行报警，进而对大棚内温度进行控制。本系统有单片机，温度传感器，串口通信，和计算机组成。计算机主要是进行编程，对温度进行显示、报警和控制等；温度传感器是对大棚内温度进行测量，显示；单片机是对温度传感进行编程，读去温度传感器的温度值，并半温度值通过串口通信送入计算机；串口通信作用是把单片机送来的数据送到计算机里，起到传输作用。其原理图如图1—1所示。需要做的工作就是进行计算机编程，和单片机编程，使传感器工作，并进行温度控制。大棚大棚温度传感器单片机计算机RS-485通信图1温室大棚温度控制系统Fig.1Temperaturecontrolsystemoflargecanopyofgreenhouse本系统能够对大棚内的温度进行采集，然后再进行比较，通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析，如果超过温度限制，温度报警系统将进行报警，来通知管理人员大棚内的温度超过限制，大棚内的温控系统出现故障，从而有利于农作物的生长，提高产量。本系统最大的优点是在一台电脑上可以监测到多个大棚内的温度情况，从而进行控制。在涉及本系统中，需要对LabVIEW进行学习，然后设计系统的前面板，对温度传感器进行选择，对单片机和通信标准进行选择和设计，由于本系统侧重软件部分，所以，硬件部分的程序忽略不写。2、虚拟仪器程序设计2.1虚拟仪器介绍2.1.1仪器的发展概况仪器是人类认识世界的基本工具，也是信息社会人们获取信息的主要手段之一。电子测量仪器发展至今，经历了指针式仪表、模拟器件仪器、数字器件仪器、智能仪器、个人仪器、虚拟仪器的发展阶段。由于电子技术、计算机技术和网络技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，电子测量仪器的功能和作用已发生质的变化，其中计算机处于核心地位。计算机软件技术和测试系统更加紧密的结合趁一个有机整体，导致仪器的结构概念和设计观点的也发生突破性的变化。在上述的背景下，出现了新的仪器概念—虚拟仪器[1]。2.1.2、虚拟仪器所谓虚拟仪器技术，就是用户在通用的计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，其实只是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义。（1）、虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”和“触摸”进行操作的；虚拟仪器前棉班是外形与实物相象的“图标”，每个图标的“通”、“断”、“放大”、等动作通过用户操作计算机鼠标或键盘来完成。因此，设计虚拟仪器前面板就是在前面板设计窗口中摆放所需的图标，然后对图标的属性进行设置。（2）、虚拟仪器测量功能是通过对图形化软件流程图的编程来实现的。虚拟仪器是在一PC为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程来实现仪器功能的。因此，可以通过不同测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能。2.1.3虚拟仪器的特点传统的面板只有一个，其上布置着种类繁多的显示和操作元件，易导致许多识别与操作错误。虚拟仪器可以通过在几个分面板撒谎感的操作来实现比较复杂的功能。这样，在每个分面板上就可以实现功能操作的单纯化与面板布置的简捷化，从而提高操作的正确性和便捷性。同时，虚拟仪器面板上的显示元件和操作元件的种类和形式不受“标准件”和“加工工艺”的限制，它们是由编程来实现的，设计者可以根据用户的认知要求和操作要求，设计仪器面板。在通过硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完趁一起的功能。仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的。仪器性能的改进和功能的扩展只需更新相关的软件设计，而不需要购买新的仪器。研制用期较传统仪器大为缩短。虚拟仪器开放、灵活、可与计算机同步发展，与网络及其他周围设备互联[2]。2.1.4虚拟仪器的功能和基本工作原理1、虚拟仪器的功能：（1）、信号调理和采集功能；（2）、数据分析和处理功能；（3）、参数设置和结果表达。2、虚拟仪器的基本工作原理虚拟仪器完成上述三大功能的原理框图如图2-1所示仪器驱动程序（机-机接口）仪器驱动程序（机-机接口）用户接口（人-机接口）被测对象调理、采集激励检测软件计算机及附件（控制、处理）用户键盘显示读出键入图2-1虚拟仪器原理功能图Fig2-1PrinciplefunctionaldiagramofVI工作构成如下：首先，用户通过虚拟仪器面板设置好仪器功能，量程，频段等工作参数后，启动仪器进行测量。在计算机控制下，被测对象经仪器部分的调理和采集后，变成数据，再经过计算机处理，其结果送显示，由用户读取或打印输出。因此，虚拟仪器的基本组成应包括：1、用户（人-机）接口部分此部分完成参数设置和结果显示等人-机对话功能。其硬件有鼠标、键盘、显示器、打印机、绘图仪等，其软件有用户界面。2、信号（机-机）接口部分此部分完成信号调理和数据采集功能。它的硬件主要由测量仪器的模拟电路为主构成。由于被测对象是各种各样的，有点或非电的物理量、化学量、生物量等，由于这些被测对象千差万别，因此，在采集前通常要进行非电量到电量的变换（各式传感器）、幅度（放大、衰减）、频率（混频、检波、滤波）、阻抗（高阻、低阻、匹配）、隔离、激励（交直流源、恒压恒流源）等各种调理，使其到采集板时为归一化的模拟电信号，最后再由采集板进行A/D转换。此外，信号接口部分通常还含D/A变换，定时/记数、数字I/O等功能模块。这部分的软件称为仪器（或设备）驱动器。3、控制与处理部分此部分硬件包括各种高性能的计算机（笔记本机、PC机、工控机、工作站等）及附件。起软件为控制、分析、处理程序。2.2LabVIEW语言LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境的简称，是美国国家仪器公司（简称NI）的创新软件产品，也是目前应用最广，发展最快，功能最强的图形化软件开发集成环境。LabVIEW软件的特点如下：具有图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师语言。提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数。提供传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供独具特色的执行工具，是程序动画式运行，利于设计者观察到程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。32位的编译器编译生成32位的编译程序，保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行。囊括了PCI、GPIB、PXI、VXI、RS232/485、USB等各种仪器通信总线标准的所有功能函数，使得不懂得总线标准的开发者也能够驱动不同总线标准接口设备和仪器。提供大量与外部代码或软件进行链接的机制，诸如DLL（动态链接库），DDE（共享库），Activex等。具有强大的Internet功能，支持常用的网络协议，方便网络远程测控仪器的开发[3]。虚拟仪器和传统仪器的比较传统仪器：仪器厂商定义、硬件是关键、价格昂贵、技术更新慢（5—10年）、封闭系统、规模、功能固定、开发维护费用高、功能单一，维护不便。虚拟仪器：由用户自己定义、软件是关键、价格低、可重复使用、技术更新快（1—2年）、开放系统，可方便的同外设、网络等连接、规模、功能可任意修改、增减、开发维护费用低、智能化、多功能、远距离传输[7]。在虚拟仪器系统中，硬件是用来解决信号的输入和输出，软件是整个仪器系统的关键。虚拟仪器棉班空间对应着软件程序，这些软件已经设计好了，使用时用户只需将代表该种软件程序的图形控件防在窗口中相应的位置，然后把所有的图标连起来，就组成了一个虚拟仪器系统。虚拟仪器综合运用了计算机软件技术、智能测试技术、摸板及总线标准化技术、数字信号处理技术、图形处理技术以及高速专用集成电路制造技术等，是建立在标准化、系列化、模块化、积木化的硬件与软件平台上的一个完全开放的系统。由于虚拟仪器具有以上优点，所以，温室大棚的温度控制系统采用了虚拟仪器语言来设计系统的前面板。2.3温室大棚的虚拟仪器设计系统温室大棚的虚拟仪器设计分为3个部分，登陆部分、大棚序号显示部分、各个大棚的温度显示报警控制部分。下面分别叙述其功能。2.3.1登陆面板登陆面板如图2—2所示，框图程序如图2—3和图2—4所示。如图所示，如果输入正确的用户名和密码，点确定，将进入虚拟仪器温室大棚温度测控系统；如果输入的用户名和密码错误，将无法登陆虚拟仪器温室大棚温度测控系统。如过输入用户名和密码后，不想进入本系统，点取消键将退出本系统。其框图程序分为两部分，结构为事件结构，当程序运行时，点击确定或取消，就能进入或退出系统。事件结构使LabVIEW具有了事件驱动的能力，这些事件包括鼠标事件（单击、双击等）、键盘事件、选单事件、窗口事件（如关闭窗口）、对象的数值变化等。这给用户的编程带来了很大的方便。事件结构由框架、超时端口、时间数据节点、递增/递减按钮和选择器标签组成。事件结构能够响应的事件有两种类型：通告事件和过滤事件。通告事件通知LabVIEW一个动作发生，例如用户改变了一个控件的值。过滤事件用来控制用户界面的操作。当没有任何事件发生时，事件结构就会处于休眠状态，直到有一个或多个预先设定的事件发生时，事件结构才会自动苏醒，并根据发生的事件执行用户预先设定的动作。图2—2登陆面板Fig2-2Landthepanel事件结构的特点如下：1、使用MechanicalAction属性为Latch的布尔控件来触发事件。2、在一个事件结构中使用多个子框架处理相同事件。3、使用一个事件结构子框架处理多个通告事件。4、使用一个事件结构子框架处理多个过滤事件。5、使用事件结构处理用于循环控制的布尔控件。6、使用事件与使用WaitforFrontPanelActivity节点。7、事件结构只响应用户交互操作引发的事件。8、避免在同一个循环中使用两个事件结构。图2-3登陆框图程序—确定的框图程序Fig2-3Landtheblockdiagramprocedure-Procedureofblockdiagramconfirmed图2—4登陆框图的取消程序框图Fig2-4Landthecancellationprocedureblockdiagramoftheblockdiagram2.3.2温室大棚界面其大棚界面前面板如图2—5所示。其中一个大棚的子程序框图程序如图2—6所示。当大棚内温度过高或过低时，大棚号会显示出红色，并出现“温度报警”的字样，这是，点击1号大棚，会出现1号大棚内的子程序前面板，显示温度值等数据，具体介绍在后面给出。2号大棚的设计和一号大棚类似，不在介绍。1号大棚的程序框图如图2—6所示，“OK”为布尔按钮，其值为1和0，1为真，0为假。通过设置，能改变按钮的属性。框图为选择结构的一种，其输入为“Ture”和“False”两种，当输入为Ture时，为真，显示Ture框架里的内容，当为“False”时，显示False内的图2—5温室大棚的前面板Fig2-5Boardinthefrontinthelargecanopyofthegreenhouse图2—61号大棚的子程序框图Fig2-6Subprogramblockdiagramofthelargecanopyofthe1st内容。图中程序执行的步骤为：当按下按钮时，其值为Ture，程序执行其内容。在本框图中，False框架内的内容为空，忽略不计，所以没有显示。最基本的选择结构由选择框架、选择端口、选择器标签，以及递增/递减按钮组成。选择结构比较灵活，输入选择端口中的外部控制条件的数据类型有3种可选：布尔型、数字型和字符串型。当控制条件为布尔型时，选择结构的选择器标签的值为Ture和False两种，即有Ture和False两种选择框架，这是系统的默认的选择框架类型。当控制条件为数字型时，选择结构的选择器的选择器标签的值为整数0、1、2等，选择框架的个数可根据实际需要确定，在选择框架的右键弹出选单可天家选择框架。当控制条件为字符串型时，选择结构的选择器标签的值为由双引号括起来的字符串，选择框架的个数也是根据实际需要确定的。但是，在使用选择结构时候，控制条件的数据类型必须与选择器标签中的数据类型一致。二者如果不匹配，系统回报错，同时，选择器标签中的字体的颜色会变为红色[8]。在VI处于编辑状态时，用鼠标（对象操作工具状态）单击递增/递减按钮可将当前的选择框架切换到前一个或后一个选择框架；用鼠标单击选择器标签，可在下拉选单中选择切换到任一个选择框架。选择结构有很多特点，其主要特点是，当外部数据连接到选择框架上供其内不节点使用时，选择结构的每一个子框架都能从该通道中获得输入的外部数据；当选择结构内部的数据需要通过框架通道送至外部时，必须在每一个子框架中都连接一个同数据类型的数据到同一个框架通道上。2.3.3单个大棚的温度测控系统单个大棚的温度测控系统前面板如图2—7所示。下面分别叙述其个部分的功能。（1）、温度实时图在虚拟仪器中，波形显示控件主要分成两大类，一类为事后记录图，或事后记录波形控件；另一类称为实时趋势图，或实时趋势波形控件。这两类控件都是用来对波形或图形进行显示的，它们的区别在于两者数据组织方式及波形的刷新方式不同。对于事后记录图来说，它的基本数据类型为数组，也就是其显示是将构成数组的全部测量数据一次显示完成的；而实时趋势图则是实时显示一个或几个测量数据，而且新接受数据点要接在原有波形的后面连续显示。她的基本数据类型是数据标量，也可以是数组。即使是数组，实时趋势图的方式也是连续不断地一个数组接着一个数组显示，而不是一次显示完成。实时趋势图控件的输入是一个双精度浮点数。实时趋势图控件一次可以接收一个点的数据，也可以接收一组数据。在实时趋势图控件中，它的数据只不过是代表一条波形上的几个点。在实时趋势图控件内，设置了一个显示缓冲器，用来保存一部分历史数据，并接收新数据。这个缓冲区的数据存储按照先进先出的规则管理，它决定了该控件的最大显示数据长度。在默认情况下，这个缓冲的大小为1KB，即最大的数据显示长度为1024个。实时趋势图控件适合用在实时测量中的参数监控[3]。图2—7温室大棚的温度测控系统Fig2-7Thetemperatureofthelargecanopyofthegreenhouseobservesandcontrolsthesystem在波形显示控件中，可以对波形显示进行属性设置，如调整X、Y轴的坐标，对波形进行清空等，另外，还可以对图形的外观、数据格式和精度、线型、刻度、光标进行设置。在波形显示控件中的工具可以对波形进行自动缩放、数字标度设置、对图形进行拖动等工具。实时趋势图除了具有上述功能外，还具有本身的特点。1、数字显示实时趋势图控件是以一次一个点或几个点的方式来接收数据的。在右键弹出选项总，有一个数字指示器，这个指示器直观地显示了最新显示的一个数据的大小。如果有多条波形，则每条波形都可以有一个对应的数字指示器。2、滚动条实时趋势图控件有一个数据缓冲区。如果要显示滚动条，在右键弹出的选项中选取，当这个选项有效时，实时趋势图控件可以用一个滚动条来查看缓冲区内前后任何位置的一段数据波形。3波形刷新方式在实时趋势图空间中，有3中不同的波形刷新方式，可以刷新波形。4多层图在默认条件下，实时趋势图控件将在相同的纵坐标下显示多条波形曲线。如果这些测量信号的大小范围相差比较大或是显示量纲不同，那么，在相同的纵坐标下，就可能出现信号显示不匹配的情况。针对这种情况，实时去世土控件专门提供了多层图选项，允许不同信号在不同的纵坐标设置下显示。当选项有效时，每个波形的Y轴值旧可以单独设置，但X轴的设置是共用的。5、历史记录长度该选项用语设置缓冲去的大小，默认值1024点的浮点数。缓冲区越大，保留的历史数据越多。但也要注意实际系统的物理内存大小，否则将引起系统性能的下降。（2）、时间显示在虚拟仪器语言中，有字符串节点，其中有时间字符串的格式化节点。在此节点中，输入相应的字符串，就能在前面板上显示出当前的时间。其前面板如图2—8所示。框图程序如图2—9所示。在字符串节点中，包含以下集中用法：1、字符串合并；图2—8时间显示前面板Fig2-8Boardtimeshowinginthefront图2—9时间显示框图程序Fig2-9Blockdiagramprocedureoftimeshowing2、字符串分离；3、子字符串的提取；4、时间字符串的格式化；5、字符串的大小写转换；6、数值与字符串的相互转换；7、字符串的比较；8、字符串与ASCII码值的转换[3]。在此设计中，用到了While循环，下面介绍一下次循环。当循环次数不能预先确定时，就用到While循环。While循环也是虚拟仪器语言最基本的结构之一。最基本的While循环由循环框架，重复端口，以及条件端口组成。重复端口的初始值为0，每次循环的递增步长为1。但是，在LabVIEW中，重复端口的初始值和步长是固定不变的，如果要用到不同的初始值和步长，可对重复端口产生的数据进行一定的数据运算。条件端口用语控制循环是否继续进行，当每一次循环结束时，条件端口便会检测通过数据连线输入的布尔值，并根据输入的布尔值和其使用状态决定是否继续执行循环。While循环执行的是包含在循环框架中的程序，但循环次数却是不固定的，只有当满足给定的条件时，才停止循环的执行。（3）温度显示在本系统中，能够显示当前温度值和温度报警等功能。当前温度显示由温度计和数字输出组成，能够显示出当前大棚内的实时温度值，能够从温度计和数字输出（实时温度值）读出数据。（4）温度管理在温度管理中，可以对大棚内的温度上下限进行设置，然后把从传感器送近来的温度值和上下限进行比较，如果当前温度高于温度上限，则温度过高指示灯亮，如果当前温度低于温度下限，则温度过低指示灯会亮。起结构为比较结构，和循环结构。把当前温度和温度上下限进行比较，在把比较结果送到循环结构的条件端口，当条件满足时，循环开始，执行循环内的程序；当条件没有满足时，循环停止。两个循环都不满足时，温度在上下限范围内，两个指示灯都不亮。在循环内部，把由循环框架送进来的数据和温度上下限进行比较，得出应该上升和下降的温度。从而得知大棚内温度情况。大棚内温度测控系统的部分框图程序如图2-10所示。图2-10温室大棚温度测控系统的部分框图程序Fig2-10Thetemperatureoflargecanopyofthegreenhouseobservesandcontrolssomeblockdiagramproceduresofthesystem（5）、传感器状态信息传感器状态信息是反映出大棚内各个传感器的状态，如传感器出现故障，历史传感器的数据等，通过此面板，可以看出大棚内传感器是否正常工作。如出现故障，可以及时发现，并进行处理。（6）、各个按钮的作用1、设置此按钮作用是对系统进行设置，初始化，如设置温度上下限等。2、数据刷新此按钮用来刷新数据，把温度实时图的图像刷新，在程序运行过程中，如果点此按钮，将把温度实时图的图形清除掉，重新开始显示。3、数据保存在一般的实时系统中，都有数据保存按钮。当程序运行时，需要保存数据的时候，按下数据保存按钮，就能把从现在开始的数据保存到指定的文件中。4、数据查询在系统中，有时候要对以前的历史数据进行查询，以便分析大棚内的温度变化情况，数据查询按钮这是为此设置的。当程序运行的时候，需要查询以前的数据，按下此按钮，便可以出现以前的数据，以便查询[8]。5、数据打印有些时候，保存下来的数据需要打印出来，此按钮这是完成这个功能。当程序运行时，需要把数据打印出来，按下此按钮，与电脑相连的打印机便会把数据打印出来，以供查询。6、停止当程序正在运行时，需要终止程序的运行，按下停止按钮，程序便终止，不在运行。7、返回当大棚内温度达到正常时候，点返回按钮，便返回到上一程序，结束本程序的显示。这是大棚温度测控系统的前面板显示。另外，由于计算机和单片机的通信距离比较远，而并行通信的传输距离和抗干扰力比串行通信弱，所以在此单片机和计算机的连接采用串口连接，因此要对串口通信进行编程。串口通信分为串口读和串口写，下面分别介绍其框图程序以及前面板的设计方法。首先介绍串口读程序。在虚拟仪器语言中，有能够对串行口通信进行读的节点。串行通信节点分为6种，分别实现初始化串口、串口写、串口读、检测串口缓存、中断以及关闭串口等功能。在利用计算机控制串口一起设备时，经常会用到初始化串口节点。在进行串行通信前，首先要配置好串口，也即先初始化串口，使计算机串口的各种参数设置与仪器设备的串口保持一致，这样才能够正确的通信。在初始化节点中，能够对串口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验、流控制、激活终止符、终止符、超时、复制的串口好进行设置。如果不进行设置，系统将按照默认值进行设置。下面为串口读的前面板程序和框图程序。图2-11串口读程序前面板Fig2-11Onebunchofmouthsisreadtheprocedurefrontboard图2-12串口读框图程序Fig2-12Onebunchofmouthsisreadtheblockdiagramprocedure此程序为串口读的程序，在程序中，先对串口进行初始化，由于有的串口不设置系统有默认值，所以只对串口号，波特率，接受的数据字节数进行了设置。由框图程序可以看出，程序采用了顺序结构和While循环，当程序运行时，先询问是否继续串口读操作，点2-12串口初始化前面板Fig2-12Onebunchofmouthsinitializesthefrontboard2-13串口初始化框图程序Fig2-13Onebunchofmouthsinitializestheblockdiagramprocedure确定后，继续操作。先写串口，然后在写入这次接受的数据字节数，在读串口输入的文字，最后关闭文件。在程序中，把串口输入的数据用实时图表示出来，显示输入的数据，再在数据缓冲区显示出来。下面为串口初始化前面板和框图程序。在串口初始化设置中，波特率选择有多种，其中默认值为9600，在串口号选择中默认值为COM1数据位参数默认值为8位，停止位参数为1bit，奇偶校验默认值为无校验。对串口进行设置，可以按照用户的意图设置。在虚拟仪器语言中，串口写程序前面板如图2-14所示，框图程序图2-14串口写前面板Fig2-14Onebunchofmouthsiswrittenwiththefrontboard图2-15串口写框图程序Fig2-15Onebunchofmouthsiswrittenwiththeblockdiagramprocedure如图2-15所示。以上为虚拟仪器温室大棚测控系统各部分的作用，原理，其综合作用就是通过串口读程序，把从单片机送来的数据读入程序之中，在把数据与给定的温度上下限进行比较，得出结果，进行报警和得出应该上升或下降的温度值；在通过按钮，对系统进行存储、打印、查询等。通过登陆界面，来登陆本系统，如果不是管理员，用户名和密码错误，就不能登陆本系统。在大棚号界面，当温度超限时，大棚号将自动变红，来提醒操作人员，此大棚温度超限。这是虚拟仪器界面完成的功能。3、硬件电路的设计3.1组成由于系统要对温度进行测量和控制，在大棚内部，对温度进行测量，并对温度进行控制。由于智能温度传感器DS18B20既集能对温度进行测量，又能控制温度，并对温度值能够把二进制转换成十进制，所以设计系统选用此智能温度传感器。由于AT89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容，所以，单片机选用AT89C2051。在数据传输方面，由于从大棚到计算机的距离较长，所以选用RS-485通信作为数据传输。硬件电路由单片机、温度传感器、RS—485串口通信和计算机组成。其中温度传感器选用DS18B20智能温度传感器，作用是采集大棚内的温度，并进行判断。单片机主要是对DS18B20进行编程，使起进行温度测量和控制温度，并对RS—485通信进行编程，是数据传入计算机。3.2温度传感器DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能过直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9—12位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和2位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以想所挂接DS18B20供电，而无需额外电源，因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性高。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便和更令人满意的效果。DS18B20采用了3脚PR—35封装或8脚SOIC封装，引脚排列如图3—1所示。I/O为数据输入/输出端（即单线总线），它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。UDD是可供选用的外部电源端，不用时接地，GND为地，NC空脚。DS18B20的性能特点（1）、DS18B20的供电电压范围为3.0-5.5V。当在-10℃—+85℃范围内，可确保测量误差不超过0.5℃，在-55—+125℃范围内，测量误差也不超过2℃。（2）、DS18B20的转换速率比较高，进行9位的温度转换仅需93.75ms。（3）、具有电源反接保护电路。当电源电压的极性反接时，能保护DS18B20不会因发热而烧毁。但此时芯片无法正常工作。图3—1DS18B20的管脚排列Fig3-1ThefootofthetubeofDS18B20isarranged（4）、适配各种单片机或系统。（5）、采用DALLAS公司独特的“单线总线”专有技术，通过串行通信接口（I/O）直接输出被测温度值（9—12位二进制数据，含符号位）。（6）、内含64位激光修正的只读存储ROM，扣除8位产品系列号和8位循环冗余校验码（CRC）之后，产品序号占48位。出厂前产品序号存入其ROM中。在构成大型温控系统时，允许在单线总线上挂接多片DS18B20。（7）、用户可自设定非易失性的报警上下限值。（8）、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温[4]。单线接口单线接口64位ROM和存储器与控制逻辑高速缓存温度传感器高温触发器Th低温触发器Tl配置寄存器8位CRC发生器电源检测GNDI/OCC图3—2DS18B20的内部结构Fig3-2InsidestructureofDS18B20DS18B20主要包括7部分：1、寄生电源；2、温度传感器；3、64位激光（loser）ROM与单线接口；4、高速暂存器，即便筏式RAM，用于存放中间数据；5、TH触发寄存器和TL触发寄存器，分别用来存储用户设定的温度上下限值；6、存储和控制逻辑；7、8位循环冗余校验码（CRC）发生器。其内部结构框图如图2—2所示。DS18B20的初始化和读温度程序流程图、启动温度转换及读温度值流程图如图3-3、3-4、3-5所示；图3-3DS18B20的初始化流程图Fig3-3InitializingtheflowchartofDS18B20图3-4DS18B20的工作流程图Fig3-4JobflowchartofDS18B20图3-5启动温度转换及读温度值Fig3-5Starttemperatureandchangeandreadtemperaturevalue3.3RS—485通信设计在计算机领域内，有两种数据传送方式：串行传送和并行传送。并行数据传送是数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源到目的。串行数据传输是数据在单条1位宽的传输线上，1比特1比特的按顺序分时序传送。虽然串行传输在短距离上传输速度慢，但在长距离传输上快于并行传输，且在传输距离，信号衰减与放大、费用上明显优于并行传输。由于从大棚到计算机的距离较长，基于以上原因，选用串行传输。数据的连通方式分为3种：1、单向数据通道。它仅能进行一个方向的数据传送。即A只能作为发送器，B只能作为接收器。数据只能A传送B。2、半双工数据通路、它能交替地进行双向数据传送，即A可以作为发送器，也可以作为接收器，设备B也是如此。数据可以从设备A传送到设备B，反之亦然。但是两设备之间仅有一根传输线。因此两个方向的数据传输不能同时进行，而只能交替进行。某一时刻A作为发送器，B作为接收器，数据流由A流向B。另一时刻，B作为发送器，A作为接受器，数据流由B流向A3、全双工数据通路A、B均可以既是发送器，又是接收器，两者之间有两根传输线。因此，它能在两个方向上同时进行数据传输，即A向B发送的同时，B也可以向A发送。显然，为了实现双工传输，两个传输方向的资源必须完全独立，即A和B必须具有独立的接受器和发送器。从A到B的数据通路必须完全与从B到A的数据通路分开。这样，当A向B发送，B向A发送时，实际上使用两个逻辑上独立的单向传输线路[11]。在串行通信中，有同步通信和异步通信两种方式，其具体论述如下：同步方式为在数据之前加入某些表示传送开始的控制信号（一些二进制位或字罕），当接收一方收到这些表示传送开始的控制信息后，即把控制信息后面的内容作为数据接收下来。异步方式为以字符为单位传送数据的。每个字符前有起始位，表示字符开始，在字符结束时有停止位，表示字符结束。目前的通信标准有RD-232、RS-422、RS-485标准。其标准如下：RS-232串行接口标准

目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。

由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。由于RS—232接口标准出现的较早难免有不足之处，主要有以下四点：1、接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容，使用电平转换电路才能与TTL电路连接。2、传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。3、接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易昌盛共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。4、传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右[5]。RS-422电气规定

RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。

RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s[5]。

RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。针对RS—232、RS-422的不足，于是出现了一些新的接口通信标准，RS—485就是其中之一，它具有以下特点：1、RS—485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS2、RS—485的数据最高传输速率为10Mbps。3、RS—485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达1219米。另外，RS—232接口在总线上只允许连接一个收发器，即单站能力。而RS—485接口在总线上是允许连接多达128个收发器，即具有多站能力，用户可以利用单一的RS—485接口方便的建立起设备网络。4、RS—485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，即抗噪声干扰性好[6]。RS-485电气规定

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由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，

无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。因RS—485接口具有良好的抗干扰能力，长距离传输和多站能力等上述优点，就使其成为手选的串行接口。因为RS—485接口组成的半双工网络，一般只需2根线，所以RS—485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS—485接口连接器采用DB-9的9芯插头座与智能终端。3.4单片机的选择单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机（以一大规模集成电路为特征）。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器/计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器（MCU）代替单片微型计算机（SCM）这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称[7]。单片机的主要特点1、具有优异的性能价格比。2、集成度的、高、体积小、可靠性高。3、控制功能强。4低电压，低工耗[6]。单片机的主要应用领域由于单片机具有上述显著的特点，因此，其应用领域无所不至，在自动化装置、智能化仪器仪表和家用电器等领域得到日益广泛的应用。下面举一些典型的应用领域。1、工业控制2、仪器仪表3、电信技术4、办公自动化和计算机外部设备5、汽车和节能6、制导和导航7、商用产品8、家用电器[10]。在单片机选用方面，选用ATMEL公司生产的AT89C2051，它是该公司生产标准型单片机，其主要性能如下：AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节闪速存储器的8位单片机。其具有如下的一些特性：

(1)指令与MCS-51芯片兼容；

(2)内含2k字节的可编程闪速存储器；

(3)工作电压范围：2．7V至6V;

(4)全静态工作：0H-24MHZ；

(5)内含128位RAM；

(6)15条可编程控制I／O线；

(7)片内模拟电压比较器

(8)2个16位定时器／计数器寄存器；

(9)6个中断源；

(10)可编程串行URAT通道；

(11)直接LED驱动输出；

(12)低功耗的闲置和掉电模式；

(13)二级程序存储器加锁；

(14)寿命：1000次写／擦循环；

(15)数据保留时间：10年[9]。其内部结构如图2-7所示。

端口P1可以用作为8位双向I／O引脚控制,P1．2至P1．7提供内部提升电阻，P1．0及P1．1则需要外加提升电阻，P1．0也作为内部模拟比较器的负端(AINI)输入，P1的输出缓冲器可以吸入20mA而直接驱动LED显示器，P1．6是比较器输出端。

端口引脚P3．0-P3．5及P3．7可以作为7位双向I／O引脚控制，并提供内部提升电阻，P3．6位用于内部比较器输出控制，无法做一般I／O控制，P3口输出缓冲器可以吸入20mA电流。

图3-7AT89C2051引脚图Fig3-7AT89C2051pinpictureXTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器时可以配置为片内振荡器。

端口P1.6和P1.7分别接模数转换器件的SCL和SDA(SCL是串行端口的时钟输入；SDA是串行数据输出口)，用来保持大屏幕数据接收的实时同步控制。AT89C2051内部有19个专用寄存器。

AT89C2051含有2K字节闪存用来存放程序，与MCS-51体系结构完全兼容，可用MCS-51指令系统对其进行程序设计。然而，当我们用某些指令对AT89C2051进行程序设计时，一定要牢记某些特点。

因为AT89C2051内部只有2K字节程序存储器，所以所有跳转指令之目的地址必须落在该器件2K字节的程序存储器物理空间之内。例如：LJMP7E0H指令有效，而LJMP900H则无效。分支指令：LCALL、LJMP、ACALL、SJMP等无条件分支指令，只要保证它们的目的地址一定落在000H-7FFH范围内就可执行无误，超出物理空间的界限就会引起不可知的程序执行结果。CJNE、DJNE、JB、JNB等无条件分支指令，也须遵从上述规则、另外对于MOVX指令，AT89C2051不可外扩数据存储器，亦不可外扩程序存储器。故在程序中不应包括访问片外数据存储器的MOVX指令。通常汇编程序只顾汇编，不管它所翻译的这些指令是否违反上述规则，这就要求程序设计时在这方面特别注意。

AT89C2051片内存储器售后通常处于擦除状态，即每个地址单元内容均为FFH，人们可随时对其编程[9]。

掌握了单片机的编程特性并知道可编程模数转换芯片的具体操作要求之后，就可以对芯片进行初始化编程。3.5硬件综述以上DS18B20和单片机的电路图如图3-8所示。图3-8硬件电路Fig3-8Hardwarecircuit其功能就是把温度传感器DS18B20采集的温度值，经过求平均值后，通过显示装置显示出来，在把温度值通过RS-485送入计算机中，通过虚拟仪器进行测控。其他部分在大棚内部，又单片机和温度传感器构成的系统还有显示电路，其功能是把有温度传感器测得的温度值显示出来，然后判断当前温度与设定值的大小，当当前温度值不在给定范围内的时候，单片机发出温度控制信号，对温度进行控制。如果单片机或传感器出现故障，就把温度送入计算机，提醒工作人员几号大棚内出现故障，以便及时发现并排除故障。参考文献1赵会兵虚拟仪器技术规范与系统集成第1版北方交通大学出版社。2003.82刘军华基于LabVIEW的虚拟仪器设计第1版北京电子工业出版社。2003.13杨乐平LabVIEW程序设计与应用第1版北京电子工业出版社2001.74沙占友智能化集成温度传感器原理与应用第1版北京机械工业出版社2002.65缴瑞山韩全立单片机控制技术及应用第1版北京高等教育出版社2003.76胡乾斌单片微型计算机原理与应用第1版武汉华中科技大学出版社19977王仲生智能检测与控制技术第1版西安西北工业大学出版社20028杨乐平LabVIEW程序设计与应用第1版北京电子工业出版社20019于海生微型计算机控制技术第1版北京清华大学出版社200010赵茂泰智能仪器原理及应用第1版北京电子工业出版社199711胡瑞雯智能检测与控制系统第1版西安西安交通大学出版社199112TRUL97Trulove,J.LANwiring.NEWYORK:McGraw-Hill,199713XIAO99XIAO,X.,andNi,L.“InternetQoS:ABigPICTURE”IEEENetwork,March/April1999新经理过关篇（主管的学问）第一部分，新经理过九关新经理过九关之会议，开还是不开人们为什么不喜欢开会？有个笑话是这么说的：到世界末日那一天，上帝把人分成了两类，好人让他们去了天堂，坏人呢，都送去了会议室。还有人说：“如果哥伦布有个委员会的话，那他现在还在岸上没能出发。”这个世界上有没有谁喜欢开会胜过看电影的？估计没有。为什么？通常一部电影持续90分钟到2小时，会议也是。可是，会议是交互式的，但是电影不是。我们不能冲着屏幕叫：“别进那个房子啊，你这个白痴！”更重要的是，电影不能真正影响我们的生活，不能让我们因为故事的结果而做什么事。但是会议和我们的生活直接相关。

那么，我们为什么还是不喜欢开会呢？开会太枯燥了。所有的电影，无论动作片、喜剧片还是爱情片，都有一个基本的要素，就是冲突、矛盾和戏剧性。没有冲突，我们就不关心影片里的人物到底有什么结局了。通常的会议却是没有冲突的，很多会议都太死板，太单调。没有分歧，没有争执，如果会议当中也有冲突，有辩论，那么，可能我们对会议的感觉彻底改观。每个高效率的团队中都存在着深层次的辩论，即使是最团结的团队也有很多争论，而为什么很多团队中却没有？有人说：“我们没有那么多时间。我们太忙了，没有时间斤斤计较。”真的是如此吗？会议中没有争论，更多的原因是因为我们大部分人都不喜欢彼此反驳，尤其在会议这样的“公共场合”。实际上，只有对引发别人的不悦十分不敏感的人，才会毫不迟疑地在会议上独树一帜并据理力争。很多人都说：“我宁愿选择忍受他们的行为，来避免人际关系上的摩擦。”会议中，一致同意往往变成了谁也不得罪谁的权宜之计。这是习惯做法，或者索性就是为了尽早结束会议使然。这是大家对工作无视结果、欠缺投入的表现。所以，在开会的时候，我们应要求每个人，在附和意见之前，请先扪心自问：出了这个门之后，我真的会同意这个结论吗？否则，会议的无效就变得顺理成章。枯燥并且无效的会议，没有任何人会喜欢，也没有任何公司需要。会议，最基本的团队仪式没有仪式，就没有团队。你能想象一个没有开幕式的奥运会吗？——全世界各个国家的运动员，下了飞机各自入住酒店，然后拿着比赛日程表，各自到自己的赛场参加比赛？现在很多年轻人非常反感会议，甚至以“我极少开会”标榜自己现代和高效。真的如此吗？如果没有会议，我们的团队会怎么样？会议是最基本的团队仪式，是最基本的培养团队成员相互了解、共同协作的途径。没有人会喜欢自己不熟悉的人。要确保团队有凝聚力，定期的聚会让大家保持接触，是非常必要的，所以，会议是最自然、最便利的团队建设方式。废弃会议，就是矫枉过正。如果你能让你的会议中有大家关心的主题，有开放、真诚、随便的对话，有经验和心得的交流，有矛盾——甚至有激烈的冲突，如果你能让你的会议产生对大家都有所助益的决定，你的会议就肯定是有效的并广受欢迎的。如果你希望决议能够被良好地彻底地执行，会议是必经的一环。没有经过充分讨论并得到执行者衷心认同的决议，是无法被执行的。

所以，关键不是开不开会，而是怎么开会。有效的会议可能是这么开的：Nucor（纳科尔）钢铁公司CEO肯·艾弗森如此说：“我们举行了很多总经理会议，我更像是一个负责调停的中间人。会场乱糟糟的，我们会一连数小时待在那里，讨论问题，直到事情有个眉目。有的时候，会议变得如此暴力，人们几乎要动手。大家叫喊着，在桌子旁边挥舞着手臂，脸涨得通红，青筋暴出。”“争吵和争论，然后卖掉了原子能生意；争吵和争论，然后把重点放在了钢筋横梁的经营上；争吵和争论，然后开始自己炼钢；争吵和争论，然后投资了矿井……”争吵和争论的最后，纳科尔从只有一个部门赢利的糟糕得不得了的公司变成了世界第四大钢铁公司，公司收入超过了美国所有的钢铁公司。（见柯林斯的《从优秀到卓越》）联信的CEO拉里·博西迪说：“判断一个企业的优秀程度，要看它的对话的质量。”我们说，判断一个经理是否优秀，也可以参照他组织会议的状况。会议管理的第一步，是确定会议的频率和时长。会议要有效，就不能开太多。同时，有效的会议时间都短——套用林语堂先生一句话：“好的会议就像女人的裙子，越短越好。”会议分为例行的会议和专项会议两大类。专项的会议比较容易激发大家各抒己见，产生激烈、丰富的交流，例行的会议（周会或每天的晨会、晚会）就比较困难了。

新经理可以试试这样的例会程序：宣布成绩：最近一周或昨天团队成员取得的进步；现存的困难：鼓励各成员、各小组相互通力合作、互相扶持；行动计划：具体的行动，负责人和进度表。就算是例会，也要充满鼓掌声和喝彩声，营造生动的气氛。尝试让员工轮流主持例会是个非常好的方法，会产生很多惊人的创意，使会议变得生动有趣，而员工在这个过程中，也得到了很大的锻炼。新经理主持会议时，可以遵循这样的基本程序：1.先用一分钟说明会议的目的，同时说明与会者的收获，强调议程的主要方面。2.会议进行中，布置好的任务一定要写下来。3.会议结束时，指定谁完成哪项任务，以及何时完成。4.发一个会议纪要，总结每个人需要做的工作。这一关列举了管理中最常见的一些难题，试图为大家提供一些思路——在跟这样的下属面谈的时候怎么说服他。这些说服人的要点很多是涉及价值观内容的，旨在帮助下属改变思维，继而改变行为。这些要点在实际工作中被证明是行之有效的，大部分情况下可以说服下属放弃以往的错误做法，达到跟管理者合作的目的。参阅这些要点，在适当的地方加进你个人的经历或者案例、故事，或者发生在你身边的实例，这样会更加生动，并有更强大的说服力。新经理过九关之小心下属的特殊请求特别对待下属的特殊要求身为上司，权柄在手，当然会经常碰到下属提出的特殊请求。请考虑这个题目：某员工甲提出请求，希望之后的两个月中，每周二、四，提早15分钟下班，送他的独子参加高考补习班。在你的职权下，你有权准许。

你怎么做？培训课堂上，很多学员都说，我会同意他。也有少数说我会考虑一下情况，或者征求其他员工的意见再决定。于是，我再提供几个选项如下：1.准许他，不过须在其他职员没有异议的前提下；2.婉转驳回；3.跟他商量，在提早下班的那段日子也提前15分钟上班，就可以特别批准；4.原则同意，不过要孩子的课程比较重要才行；5.与他协商，要他全力超越目前的工作目标，你会特批以作为激励。看到这几个选项时，很多学员都显得舒了一口气的样子，尤其刚才还犹豫不决的，看到有第3、第5个选项，更倾向于批准该员工的请求——有如此好的交换条件，为什么还不同意？在课堂上，上述五个选项，每个选项都有一部分人会采纳。其中选2的，大概只有五分之一。

然后，我会问学员一个问题：你批准了甲之后，你部门的另一个员工乙提出，他希望今后每天晚半个小时上下班，这样就可以顺路接送老婆上下班。你会怎样？那时候有些学员就愣住了。所有的人本能地都知道，这个请求太离谱，决不能批准。可是，你之前已经同意了甲的请求，为什么这里不同意乙的请求？二者有质的区别吗？新经理一不小心就会犯下类似的错误，请看两个例子：公司的地区计划要求我从竞争对手那里挖一些员工过来，我从其他公司挖来了一位员工。他来自一家很小的公司，非常希望能在大公司里有所作为，所以我挖他过来的价格很低。但是我答应给他一间私人办公室。这也是我最大的错误所在。因为在公司有这样一个不成文的规定，那就是只有资深员工才有私人办公室。由于我的决定，公司里的其他员工在后面一个月里一直在议论这件事，我不得不花很多时间向他们解释我做出这样决定的理由。尽管这样，这场风波直到四个月以后还没有平息。这是我到目前为止犯的最大的错误，我常常对此进行反省。我算是个不错的人，我不想太过教条，不希望别人认为我是那种不变通、只会按死规矩办事的人，但是，当我破了一次例之后，我才发现真的是后患无穷。很快所有人都知道我破了一回例，于是他们也想得到同样的待遇。很多新经理都碰到这类事，他们认为自己只不过是灵活地处理了问题，却招致源源不断的麻烦。面对下属的特殊请求，我们一定要知道一句话：善门易开却难关。在每一次法外施恩、为员工破例的时候，你一定要问自己：此事十分特殊吗？具有偶然性吗？要知道，所有的破例到最后都会变成惯例。你的行为员工都看得清清楚楚，一旦某人得利，其他人会纷纷试图比照，现代人都很注意维护自己的利益，更遑论公司里永远有一些时刻准备占便宜的人，他们怎会听之任之，最低限度也会飞短流长一番。如果你一开始不十分小心，事情可能就演变成你预想不到的复杂，甚至引发员工对你的信任危机，纪律涣散，士气一落千丈，你的威信荡然无存。即使我们真的觉得很同情员工的处境、不想让员工这么为难、希望破格给他提供某些便利，最好也是先驳回他。如果这件事对员工很重要，他的确非常需要这样的特殊照顾，那么，他肯定会再次提出的。等他再提的时候，我们可以向高层申请批准这件事，至少表示是需要经过高层同意，我们才能批准这件事——“要让高层有机会扮好人，中层要先扮恶人”。这样可以比较有效地杜绝各种破例频繁发生。情感型上司PK理智型上司谈到应对下属的特殊要求，很自然地会谈到情感型上司和理智型上司。如果你感觉公正、纪律、公平对你很重要，超过人际关系的融洽和和谐，那么基本上可以判定，你是理智型的。——你是个“置身事外”的人，找到事情的解决方法会让你特别满足。如果你很在意人的感受，愿意付出很多努力去让员工感觉良好，而对公司的制度和规定不是非常看重，那么你是倾向于情感型的。——你是个“以人为本”的人，看到下属的成长会让你由衷的喜悦。情感型上司就是那种会拍拍员工的肩膀，说“今天辛苦了，早点回家”的上司——他这么做是发自内心的，不是基于训练或作秀。我们很容易想到，情感型上司显然更倾向于“广开善门”，他们很重感情，所以比较容易心软，甚至畏惧拒绝下属的请求，员工的特殊申请比较容易得到批准。而理智型上司就不那么容易“蒙混过关”了，下属提出特殊要求，理智型上司可能直接给他碰钉子。不过请注意，这并不意味着理智型的上司就比情感型的上司更具优势。实际上，情感型的上司更加能理解、体贴下属的心情，只要他们对自己的感情稍有控制，不让自己的情绪泛滥成灾，他们会是非常好的管理者。而理智型的人因为对人的情绪相对淡漠甚至不是非常尊重，他们稍有不当就可能演变成暴君。而且，从天赋来说，他们要学习体察别人的情绪比情感型的人学习控制自己的情绪要困难一些。所以，两种类型各有所长，都是一种非常有价值的存在。新经理过九关之要及时，更要真实肯·布兰佳和斯宾塞·约翰逊合著的《一分钟经理人》提供了一套十分简单而有效的管理方法：一分钟目标，一分钟赞美和一分钟夸奖。实际上，这本书传递的核心概念为：即时评价，是效果卓著的管理方式。评估最有效，上下都需要员工的需要几乎所有的员工都渴望上司的关注。即时评估可以让下属知道：他是被关注的；他的工作表现是被关注的；他的工作表现是以什么方式被关注的；他可以朝什么方向去改善。全球著名的人力资源咨询公司翰威特在中国进行过有关绩效评估的调查。他们发现，很多员工都很困惑，为什么上司不让自己知道自己的工作表现到底如何。很多员工到了年底绩效考评的时候，才知道上司对自己有这样那样的看法。他们不无愤懑地说：“如果不是年底才告诉我我哪里做得不好，我本来还可以做得好得多！”这不仅仅是遗憾，还是公司重大的损失。中国人的传统讲究和为贵、忍为高，讲究维护彼此的面子，所以，很多管理者回避对下属进行直接、坦率的评价。员工的工作如同像打保龄球，如果每次击球之后，员工都不知道自己的分数，这样的保龄球玩起来还有什么意思？还怎么可能改善？从小到大，我们在学校都习惯了有分数、有评价，为什么踏入社会，走上工作岗位之后要改变？认为下属无需反馈就能把工作做好，是荒谬的；认为员工不需要什么帮助，在自生自灭的状况下就能表现好，更是天方夜谭。来自上司的全面的、客观的、即时的工作评价，是下属了解自己、改善工作、培养工作中的安全感的必需品。管理者的需要——履行自己基本的管理职责我们看到过很多管理者，指出下属的不良表现时总是要绕弯子，趁下属心情好的时候透一个口风，点一点，或者是在跟下属出差、单独吃饭的时候，先培养好气氛，再试探性地说两句。甚至还有些老板，绝对不跟下属当面谈，而是通过第三者带话。很多公司的文化似乎也支持这种高成本、低效益的做法。甚至，我还听说过有一种上司，发现一个下属工作表现严重欠佳时，会给他加薪升职，上司的想法是：我这么给你面子了，你总要觉得不好意思了吧？总要好好做事了吧？实在荒谬之极。这样的上司，欠缺情感强度，面对下属畏惧、心软，是不尽职的经理。而有这样文化的公司，不能激发员工的工作热情，在竞争中也迟早陷于泥潭。公司付薪水给经理，就是要他们监督员工的行为，并且对其进行评价、指导并协助改善。一个管理者必须在也只有在他对整个部门的业绩了解、控制并能实际改变下属表现的时候，才能算是个真正的管理者。通用电气的CEO杰克·韦尔奇的管理方法可以用几个字来概括——“随时评价，区别对待，末位淘汰”，其中最根本的，就是随时评价。

即时的意思，就是事情发生之后的第一时间。万科有个高管，其口头禅是“表扬提拔不隔天，打击报复不过夜”，堪为即时评价、区别对待的典范。管理者如果不能坦率地、客观地对下属进行评价（尤其是不能针对下属的不良表现进行评价），他就没有尽到最基本的管理责任。“Ifyoucan’treachthetarget,youwillbeatarget.”（如果你不能达到目标，你就会变成一个靶子。）既然管理是通过他人之力将事情完成的互动的过程，管理者就必须懂得赢得他人的认同，并经由他人去达成既定目标的艺术。彼得·德鲁克说：“优秀的管理者，不会同下属谈自己的问题，但懂得怎么跟下属谈他们的问题。”高效的经理会每天给出反馈：热情的赞扬，客观的分析，严厉的警告……他会找机会指出员工做得好的地方，在理想状态下，赞扬和批评会维持在4∶1的比例。通过这种方式，管理者可以全面地、有技巧地、有系统地介入员工的工作，为他们提供全方位的帮助和改善建议，达到塑造员工的目的。帮助和严格的控制并不能改变人的本性，但是能使人的行为发生很大的改观。身为上司者，要跟员工一起讨论：员工有哪些才干（天赋）、怎样的优势和弱点，他有什么样的目标，这样的目标有哪些细节，他希望的衡量绩效的标准是什么。员工对表扬的需求，他喜欢怎样的表扬，喜欢何种奖励物，公开的表扬是使他骄傲还是尴尬。他对人际关系的需求如何，他希望有怎样的人际关系圈。如果在这方面下属需要帮助，上司应该提供什么样的支持。员工愿意多久一次跟上司谈自己的表现和发展，双方怎么样可以更好地合作。员工愿意培养什么技能，愿意往哪个方向发展，是否愿意接受某些挑战。总之，管理者应着眼于发现和发展，要求员工自己判断、衡量自己的才干和表现，并通过全面的跟进和反馈，促使员工不断进步。成功的上司总是能够帮助下属成长并提高他们的适应能力。通过这种即时的评价，下属会在上司的帮助下逐步成长。再结合下属的职业生涯规划进行，那就是一个完美的员工辅导。管理者从来不应该是旁观下属的表现，只在一边打分数，他必须像一个教练，影响整个比赛的进程。从本质上讲，管理者的工作就是管理下属的行为。因为管理者的存在，能够让员工不断地重复公司需要的行为，而不断减少直至消灭公司不想看到的行为。如果员工表现出了合格或优异的行为，他应该得到肯定，赢得升职加薪。如果员工表现出不良的行为，工作不能达标、违反纪律等，他将被处分直至解聘。管理者不应回避给下属难堪，不应回避给员工不快，只要这个下属的做法没有达到公司的要求。即时评价不是随便评价即时评价需要遵循一些重要的原则，根据我们对大量管理者的观察，正是因为管理者不懂得这些原则，所以，很多人无法对下属进行有效的即时评价，而不恰当的评价只会适得其反。切入点——清晰的行为界定对下属进行即时评价，首先要对下属应有的行为有清楚的界定：看该行为发展下去是否会影响工作结果、影响绩效，而不是基于管理者个人的好恶。如果一个员工上班打很长时间的私人电话，必须要制止，因为她可能以后会越打越长；如果一个员工表现得不尊重同事、对同事做无礼的评价、做错事不道歉，管理者也需要要求他改正；但是如果一个员工涂的指甲油不是管理者喜欢的颜色，那就不一定要干涉，除非员工手册或者工作性质决定了她不应该涂这样的指甲油。同样，要求销售人员穿西装是没错的，这是基于对客户的尊重。但是，如果一个管理者自己喜欢三件套西装，就要求所有的销售人员都穿三件套，那就没有道理了。评价最主要的依据是什么？当然是职位说明书。根据职位说明书来衡量一个下属是否达到了他的职位应达到的目标，也根据职位说明书来评价他日常是否做对了工作。但是，大部分的管理者，不是这样去评价他们下属的，他们的评价通常过于宽泛、模糊，欠缺行为和细节。

《绩效、绩效》一书中，写道：“有一位经营大型通路的副总告诉我，他认为他的副手不卖力，我问他问题出在哪里。他的回答是：‘他没有好好做他分内的事。’当我再问他是否可以具体地说出这名员工到底是哪里做错时，我得到的回答是：‘他自从来上班之后，就没有好好干一天活。’这样的对话持续了好几分钟，最后我不得不告诉他：‘我不知道你在说些什么。’”

如果一个管理者对下属的评价就是这样的，你怎么指望他能够告诉下属该如何改善？戈尔的狗美国前任副总统阿尔·戈尔有两个孩子。当孩子还小的时候，戈尔夫妇决定为他们养一只小狗。小狗抱回来以后，他们请宠物训练中心把这只小狗训练一下。当他们来到训练中心时，驯狗师问：“您的小狗的目标是什么?”夫妻俩被这突如其来的问题弄懵了，面面相觑，嘟囔着说：“小狗的目标？小狗还要什么目标？不就是一只狗。”他们实在想不出狗还有什么目标。驯狗师很认真地摇了摇头说：“每只小狗都要有一个目标。”没有办法，夫妇俩商量之后，为小狗确立了两个目标：第一，白天能陪孩子们一道玩；第二，夜里能够在家里看家。后来，这只经过训练的小狗，白天成了孩子可爱的好朋友，夜晚成了家里忠诚的守护神。而驯狗这件事让戈尔夫妇知道了这样一个道理——做一只小狗都要有明确的目标，更何况是做一个人呢？换成在工作场合，这个目标就是设定员工这个职位要达到的目的，只有根据这个目的，我们才能判断这个员工到底需要哪些资质和技能，他在工作中应做到哪些行为。某一天，我（拉姆·查兰）和一家消费品公司的CEO及该公司副董事长共进午餐。这家公司的市场份额不断下滑，通过讨论，我们认为，主要问题在于：公司的营销部门领导不合格。很显然，这家公司需要聘请一名新的营销主管——这将事关公司的前途命运。这位CEO想到了一个人，副董事长立刻对其大加赞赏：“他非常了不起。”“在哪些方面？”我问。他似乎也不甚清楚，只是泛泛地给出了一些回答。我接着问道：“你为什么认为他非常了不起呢？”他没有回答。我问这位CEO和公司副董事长：“这个岗位的基本要求是什么？”经过一番讨论之后，他们得出了下面的答案：要善于选择促销方式；对什么形式的广告最有效以及如何在电视、广播和纸质媒体上投放广告有明确的认识；知道在适当的时机展开营销活动，有效配合公司新产品的发布；要能够选择适当的人选来重新组建公司的营销部门。

在陈述完这几个标准之后，我问他们：“候选人是否满足这些条件？”他们久久没能得出答案。最后，这位CEO坦白地说：“我现在才发现自己根本不了解他。”（见拉姆·查兰的《执行》）准确的职位说明书，是管理者评价员工的基本依据，但只有说明书还不够。在一次培训中，我听到这么一个例子。有一个工人，是生产线上的高手，一向都不太合群，让他的班组长很头痛。比如开会的时候，他就经常一个人坐在角落里。他的班组长叫他：“某某某，你过来跟我们一起坐。”他回答：“我听得到。”这个班组长就不知道怎么办了。大家都觉得这个工人的做法让人感觉不舒服，但是很多管理者都说不出不舒服在哪里，当然也不知道应该用什么理由去说服他。其实，答案很简单：会议时坐在角落里，是一种排斥其他人的行为，这种做法欠缺团队精神。身为上司，必须对员工应有的行为，什么是敬业、负责，什么是合作、信任，什么是团队精神，都有清楚的认识。如果管理者自己对“何谓良好的表现”都没有清晰的标准，下属绩效不良，经理要承担主要责任。

管理者在评价下属的时候，还要留意一点：永远不评价员工的个性，只评价具体行为——你希望他重复出现的行为和你想让他改正的行为。管理者不应该说：“小王是个懒家伙。”他应该说，“小王需要上班时多打几个电话”或者“小王的拜访量应该可以再增加20%”。管理者也要避免对下属进行这样的评价：“你的态度太糟糕了”或“你做得很出色，给我留下了深刻印象”。这些评论太含糊，没有足够的依据和信息，下属不明白他要保持的或要改进的行为是什么。你应该告诉下属他“态度糟糕”具体表现在不适当的语言、表情还是举止上，也需要让下属理解，他做得出色的是哪些方面。这样的表述就好得多：“李四，我很满意你在张先生（客户）那里的工作。上个月他们的购买额增加了22％。前几天我接到了张先生的电话，他向我称赞你，说你对竞品促销的问题反应很快。”

适当的措辞不要给下属模糊的、相互冲突的信息。

避免敏感的和负面的字眼。照顾下属的情绪，避免伤害。管理者必须了解下属往往不及自己聪明，也可能不那么有进取心，要有耐心！评价下属的时候，一定要