一種基于LabVIEW的無線溫度測控系統(tǒng)設計

　 (1)數(shù)據(jù)采集與顯示模塊

　　數(shù)據(jù)采集與顯示模塊主要是通過計算機串口及無線通信模塊接收單片機發(fā)送來的溫度數(shù)據(jù)，并進行實時顯示。為了保證計算機與單片機的順利通信，首先應進行串口初始化，如設置串口號COMl、波特率9600、8個數(shù)據(jù)位、1個停止位，無奇偶校驗及流控制。程序運行時，單擊“開始采集”按鈕，系統(tǒng)便能接收到單片機發(fā)送來的溫度數(shù)據(jù)，通過溫度儀表控件顯示當前采集到的溫度值。此外，數(shù)據(jù)采集模塊所接收到的是一組離散的溫度信號值，通過波形圖表顯示控件進行逐點顯示并連線，可繪制出溫度趨勢曲線，拖動曲線圖右下方的滑塊，并可查看歷史溫度曲線。

　　(2)數(shù)據(jù)處理與報警模塊

　　數(shù)據(jù)處理主要實現(xiàn)對采集到的溫度數(shù)據(jù)進行直方圖統(tǒng)計。單擊系統(tǒng)界面上的“創(chuàng)建直方圖”按鈕，系統(tǒng)便執(zhí)行相應程序對溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，在波形圖控件中顯示溫度直方圖，便于用戶進行統(tǒng)計分析。

　　溫度報警模塊主要實現(xiàn)高溫報警和低溫報警。用戶在系統(tǒng)界面中設置溫度上下限值，當實際溫度大于溫度上限或小于溫度下限時，系統(tǒng)通過指示燈給出高溫報警(紅燈亮)或低溫報警(黃燈亮)，提示用戶溫度超限，以確保人員及設備安全。

　　(3)數(shù)據(jù)存儲模塊

　　數(shù)據(jù)存儲模塊主要實現(xiàn)將采集到的溫度數(shù)據(jù)保存至Excel表格，方便用戶日后調出歷史溫度數(shù)據(jù)進行查閱分析。首先利用“數(shù)組大小”VI獲取采集到的溫度數(shù)組的大小，并判斷其能否被10整除，若能整除，執(zhí)行“條件結構”的“真”分支程序，將采集時間及10個溫度數(shù)據(jù)寫入電子表格文件后換行，然后再進行條件判斷。這樣，溫度數(shù)據(jù)便以10個為l行記錄到電子表格文件中，同時每一行的開頭均記錄下了采集本組數(shù)據(jù)的日期與時間。

　　另外，利用“方法節(jié)點”和“寫入JPEG文件”VI可將溫度曲線以JPEG格式存儲。用戶單擊“保存溫度曲線”按鈕，系統(tǒng)彈出保存對話框，提示用戶將溫度曲線保存為JPEG圖片。

　　(4)PID控制模塊

　　LabVIEW提供了功能強大的PID控制器，使用戶避免了繁瑣的PID算法的編寫，提高開發(fā)效率。進行PID控制時，首先將溫度信號輸入至PID控制器，并輸入溫度設定值和PID增益，包括比例系數(shù)Kc、積分時間常數(shù)Ti及微分時間常數(shù)Td。單擊“PID控制”按鈕，程序按照PID算法對溫度進行控制，使溫度逼近設定值。

　　3．2 下位機軟件設計

　　P89LV5lRD2單片機程序采用C語言進行設計。P89LV51RD2內部提供了3個16位定時器／計數(shù)器以及1個全雙工串行通信口，滿足本系統(tǒng)的軟件設計要求。圖4給出了單片機控制程序流程。