温度采集系统设计

1湖南工程学院课程设计任务书课程名称测控技术与系统课题名称温度采集系统设计专业班级测控技术0901班姓名学号指导教师黄峰李亚任务书下达日期2012年12月31日任务完成日期2013年1月4日2设计内容与设计要求设计内容：本课题要求设计一个温度采集系统。该系统可以设置温度采集数以及采集的速度。通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：(1)可通过虚拟面板的波形图显示；(2)可通过表格显示。其中表格中数据要求有采集时间。同时在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键；(3)摄氏度和华氏度两种显示。为了设计方便，本设计用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。设计要求：1）确定并分析系统设计要求；2）进行系统的方案设计；3）系统的软件设计；4）系统的软件调试；5）系统总调及操作说明6）写说明书7）答辩所设计的方案能满足题目要求并实现相应的功能，所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。3主要设计条件1、LabVIEW软件。2、参考文献若干。说明书格式1.课程设计说明书封面。2.课程设计任务书。3.说明书目录。4.正文5.总结。6.参考文献。7.附录。8.课程设计评分表。正文部分包括（概述、总体设计、软件设计及调试等）4目录第1章概述…………………………………………………………5第2章设计任务和要求……………………………………………6第3章设计过程……………………………………………………63.1.1前面板总体框图………………………………………………63.1.2温度显示………………………………………………………73.1.3报警显示………………………………………………………73.1.4温度波形曲线显示……………………………………………83.1.5采集数据显示…………………………………………………83.1.6温度采集设置项………………………………………………93.1.7温度采集控制…………………………………………………93.2程序框图设计…………………………………………………103.2.1总图框图设计………………………………………………103.2.2重要的结构介绍……………………………………………11第4章调试…………………………………………………………13第5章总结…………………………………………………………14参考文献……………………………………………………………15附录A………………………………………………………………16附录B………………………………………………………………17评分表………………………………………………………………195第1章概述随着人们生活水平的不断提高,测量控制自动化无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。利用LABVIEW在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。本次设计用LABVIEW进行温度采集，没有用到温度传感器，在这作者用模拟的进行温度采集，在LABVIEW里面用一个随机数代替了采集到的温度，通过控制它的上限温度，和下限温度采集在这个温度区间的数值，在这个数值区间之外就报警，反之就采集。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化己成为世界潮流，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。我们这次的设计只是用LABVIEW进行设计一个简单的能进行温度采集控制的系统，系统中包括了开始采集，暂停采集，设置采集上限温度和下限温度，华氏和摄氏温度显示，是一个简单的基于LABVIEW的系统。第2章设计任务和要求6本课题要求设计一个温度采集系统。该系统可以设置温度采集数以及采集的速度。通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：(1)可通过虚拟面板的波形图显示；(2)可通过表格显示。其中表格中数据要求有采集时间。同时在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键；(3)摄氏度和华氏度两种显示。为了设计方便，本设计用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。第3章设计过程3.1前面板设计3.1.1前面板总体框图前面板设计图如下：图一前面板设计图73.1.2温度显示采集的温度数值输入到一个填充温度计，用来满足设计要求的有温度的显示。设计图如下所示：图二温度显示图3.1.3报警显示设置一个报警指示灯，当采集的数值不在上限和下限温度之间时，报警指示灯亮一次，并且显示报警的次数，即采集的数量中，不在采集温度区间的数量。设计图如下所示：图三报警显示图83.1.4温度波形曲线显示设计图如下：图四温度曲线图3.1.5采集数据显示采集的数据的大小能够集体的在下图的框图中显示。显示图如下：图五采样数据图93.1.6温度采集设置项温度采集的内容包括：设置采集温度上限、下限、采集数量、采集的时间间隔、华氏和摄氏的转换。温度范围包括上限值，下限值值a）上限值可以改变温度走向图的最大值b)下限值可以改变温度走向图的最小值.图六采集控制图3.1.7温度采集控制控制按钮包括：开始采集、暂停采集、清除警报、停止采集四项，用来控制采集的开始和停止。设计图如下：图七温度采集控制图103.2程序框图设计3.2.1总图框图设计后面板是程序设计图，设计中用到了while结构、顺序结构、条件结构，有时钟定时用来设置采集的间隔，比较子面板用来控制采样的数值。设计图如下所示图八层叠式顺序结构的第0帧图九条件结构“真”程序面板11图十层叠式顺序结构的第1帧3.2.2重要的结构介绍：等等待指定长度的毫秒数，并返回毫秒计时器的值。将0连接到毫秒计时值输入，可迫使当前线程放弃对CPU的控制。：包括一个或多个子程序框图，或分支，结构执行时，仅有一个子程序框图或分支在执行。连接至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数，或枚举类型，用于确定要执行的分支。右键单击结构边框，可添加或删除分支。可使用标签工具来输入条件选择器标签的值，并配置每个分支处理的值。12根据s的值，返回连接至t输入或f输入的值。s为TRUE时，函数返回连接到t的值。s为FALSE时，函数返回连接到f的值。：如x大于y，则返回TRUE。否则，函数返回FALSE。该函数可改变比较模式。可比较数组或相同数据类型元素组成的簇，产生布尔值数组或簇。连线板可显示该多态函数的默认数据类型。：计算输入的逻辑或。两个输入必须为布尔或数值。如两个输入都为FALSE，则函数返回FALSE。否则，返回TRUE。：如果x等于y，则返回TRUE。否则，函数返回FALSE。该函数可改变比较模式。如比较两个矩阵，默认的比较模式为比较集合，该函数将返回标量。可比较数组或相同数据类型元素组成的簇，产生布尔值数组或簇。连线板可显示该多态函数的默认数据类型。：将输入字符串和一维字符串数组连接成输出字符串。对于数组输入，该函数连接数组中的每个元素。右键单击函数，从快捷菜单中选择添加输入，或调整函数大小，均可向函数增加输入端。：将时间标识的值或数值转换为计算机配置的时区的日期和时间字符串。该函数将时间标识和数值解析为分时区的，自通用时间1904年1月1日，中午12:00至今经历的秒数。13第4章调试调试主要是检测设计系统是否能完成任务要求的功能。首先让系统自动连续运行，在设置里面设置上限温度为10，下限温度为100采集数量为10个，采集间隔两秒，点击开始采集，系统显示图如下：图十一系统调试图从调试的图中可以查看到采集的十个数种有八个在10度到100度之外，所以报警八次，而从采样数据显示的八个数中的确有八个数不在采集温度区间之内。重新设置采集参数，实验三次，结果一致，所以可以的出这次的采集系统设计很成功。14第5章总结这次设计的系统能准确的完成设置温度采集数以及采集的速度。通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：(1)可通过虚拟面板的波形图显示；(2)可通过表格显示。其中表格中数据要求有采集时间。同时在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键；(3)摄氏度和华氏度两种显示。15参考文献[1]张健,韩薪莘.《LABVIEW图形化编程与实例应用》北京:中国铁道出版社[2]戴鹏飞.《测试工程与LABVEIW应用》北京:电子工业出版社[3]路林吉.虚拟仪器的应用.电子技术[4]侯国屏.《LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计》清华大学出版社[5]杨乐平,李海涛,宵相生,等《LABVIEW程序设计与应用》北京:电子工业出版社16附录A前面板程序设计图图十二前面板图17附录B后面板程序设计图图十三程序框图层叠式顺序结构“0”帧图十四程序框图层叠式顺序结构“1”帧18图十五程序结构框图条件结构“真”程序图19电气信息学院课程设计评分表项目评价设计方案的合理性与创造性开发板焊接及其调试完成情况硬件设计或软件编程完成情况*硬件测试及软件调试结果*设计说明书质量设计图纸质量答辩汇报的条理性和独特见解答辩中对所提问题的回答情况完成任务情况独立工作能力组织纪律性（出勤率）综合评分指导教师签名：________________日期：________________注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。20