基于虛擬儀器的煙田遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　目前，自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向之一，虛擬儀器技術(shù)正是適應(yīng)這種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求而出現(xiàn)的。農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境對(duì)煙葉的生長(zhǎng)發(fā)育、栽培技術(shù)的實(shí)施、病蟲(chóng)害的預(yù)防等，有著極其重要的影響。而煙葉的生長(zhǎng)發(fā)育狀況又同光照度、溫度、濕度等因素息息相關(guān)，因此在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)突顯“多樣化”、“優(yōu)質(zhì)化”、“高效化”的今天，簡(jiǎn)單的依靠人的經(jīng)驗(yàn)力量來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境，尤其顯得杯水車薪。而且傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法耗時(shí)耗力，容易受到外界的干擾，準(zhǔn)確性不高。本設(shè)計(jì)試圖利用基于LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的虛擬儀器技術(shù)來(lái)對(duì)果樹(shù)園區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。

　　1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

　　煙田生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)建方案采用PC-DAQ(基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡)系統(tǒng)，由傳感器、信號(hào)調(diào)理裝置、數(shù)據(jù)采集卡和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備組成。

　　本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集卡的多路選通開(kāi)關(guān)來(lái)完成各硬件數(shù)據(jù)通道之間的切換，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)煙葉生長(zhǎng)的溫濕度、光照等氣候因子進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和測(cè)量的目的。將采集來(lái)的煙田生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)分析、處理后，在前面板實(shí)時(shí)顯示和靜態(tài)顯示(日平均數(shù)歷史數(shù)據(jù))，之后將它們存儲(chǔ)起來(lái)以便日后查詢和使用。另外，本系統(tǒng)中還增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)用戶在本地計(jì)算機(jī)上開(kāi)啟并操作遠(yuǎn)程服務(wù)器端計(jì)算機(jī)上VI的前面板。

　　2系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　圖1為煙田生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件整體框圖。該系統(tǒng)主要完成對(duì)生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集硬件、硬件驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)采集函數(shù)及應(yīng)用程序幾個(gè)部分組成，其基本任務(wù)就是用于物理信號(hào)的產(chǎn)生和測(cè)量。

　　本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有溫度傳感器，濕度傳感器，光照傳感器，數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)等組成。首先溫濕度傳感器及光照傳感器把溫濕度信號(hào)及光照信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡的AD轉(zhuǎn)換后傳遞給計(jì)算機(jī)，最后計(jì)算機(jī)在對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)顯示。

　　對(duì)于硬件的選用，應(yīng)遵循實(shí)用、標(biāo)準(zhǔn)和耐用的原則。在傳感器選擇方面，可以采用LT／W／S室外溫濕度傳感器，其溫度量程是-20～80℃，濕度量程是0～100％；LT／G光照度傳感器，光強(qiáng)測(cè)量范圍是0～20萬(wàn)lux。

　　本系統(tǒng)中使用NI公司的數(shù)據(jù)采集卡的PCI-6024，此卡基于PCI總線，支持單極性和雙極性模擬信號(hào)輸入，信號(hào)輸入范圍分別為-5～+5 V和0～10 V?？商峁?6路單端／8路差動(dòng)模擬輸入通道，2路獨(dú)立的D／A輸出通道，24線的TTL型數(shù)字I／O通道，3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能。采用NI公司提供的Measurement Automation軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置便可完成系統(tǒng)軟件與數(shù)據(jù)采集卡之間的通訊。