一種基于LabVIEW的無線溫度測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　 (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(jì)算機(jī)串口及無線通信模塊接收單片機(jī)發(fā)送來的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。為了保證計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的順利通信，首先應(yīng)進(jìn)行串口初始化，如設(shè)置串口號(hào)COMl、波特率9600、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)及流控制。程序運(yùn)行時(shí)，單擊“開始采集”按鈕，系統(tǒng)便能接收到單片機(jī)發(fā)送來的溫度數(shù)據(jù)，通過溫度儀表控件顯示當(dāng)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(hào)值，通過波形圖表顯示控件進(jìn)行逐點(diǎn)顯示并連線，可繪制出溫度趨勢曲線，拖動(dòng)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(bào)警模塊

　　數(shù)據(jù)處理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)。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(yīng)程序?qū)囟葦?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在波形圖控件中顯示溫度直方圖，便于用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

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

　　(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要實(shí)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(diào)出歷史溫度數(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)構(gòu)”的“真”分支程序，將采集時(shí)間及10個(gè)溫度數(shù)據(jù)寫入電子表格文件后換行，然后再進(jìn)行條件判斷。這樣，溫度數(shù)據(jù)便以10個(gè)為l行記錄到電子表格文件中，同時(shí)每一行的開頭均記錄下了采集本組數(shù)據(jù)的日期與時(shí)間。

　　另外，利用“方法節(jié)點(diǎn)”和“寫入JPEG文件”VI可將溫度曲線以JPEG格式存儲(chǔ)。用戶單擊“保存溫度曲線”按鈕，系統(tǒng)彈出保存對(duì)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(qiáng)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(jìn)行PID控制時(shí)，首先將溫度信號(hào)輸入至PID控制器，并輸入溫度設(shè)定值和PID增益，包括比例系數(shù)Kc、積分時(shí)間常數(shù)Ti及微分時(shí)間常數(shù)Td。單擊“PID控制”按鈕，程序按照PID算法對(duì)溫度進(jìn)行控制，使溫度逼近設(shè)定值。

　　3．2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　P89LV5lRD2單片機(jī)程序采用C語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。P89LV51RD2內(nèi)部提供了3個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器以及1個(gè)全雙工串行通信口，滿足本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要求。圖4給出了單片機(jī)控制程序流程。