基于虚拟仪器技术果园生态环境课程设计报告.docVIP

课程设计说明书 （2011 /2012 学年 第 1 学期） 课程名称 ： 智能仪表课程设计 题 目 ： 果园生态监测系统 专业班级 ： 自动化三班 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2 周 设计成绩 ： 2012 年 1 月 5 日 目录 一、概述 2 二、方案设计 2 三、程序设计 2 3.1 系统初始化 3 3.2 数据采集 3 3.3 采集结束 4 四、前面板设计 4 五、运行结果 6 六、课程设计总结 6 七、参考文献 7 一、概述 随着计算机技术的迅速发展，虚拟仪器正逐渐成为测试领域的发展方向。虚拟仪器是指在通用的计算机平台上，用户根据自己的需求定义和设计具有测试功能的仪器系统，即虚拟仪器是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统。虚拟仪器的三大主要功能是：数据采集；数据测试和分析；结果输出显示。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言就是美国NI公司的LABVIEW。 LabVIEW是基于通用PC建立的可编程仪器及仪器系统，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系统，虚拟仪器具有功能强、测试精度高、测试速度快、自动化 程度高、人机界面优异、灵活性强等优点，通常被认为是第三代自动测试系统的同义语。使用虚拟仪器系统可以避免仪器编程过程中的大量重复性劳动，从而大大缩短复杂程序的开发时间，并且客户可以用不同的模块来构造自己的虚拟仪器系统，选择统一的测试策略。通过LabVIEW软件实现虚拟温度测量系统，改善了工作条件，提高了精度，节约了时间，降低了成本。该系统的扩展性很强，可进一步扩充其功能 1. 由随机数发生器（0～1）产生的20到40之间的随机数，作为采集的摄氏温度数据。 2. 用户可以有华氏和摄氏两种显示模式，并通过波形图显示。 3. 用户可以设置温度上限温度，温度超过上限值时，报警灯亮。 4. 用户可以设置温度下限温度，温度低于下限值时，绿色指示灯亮。 5. 系统开始采集数据前，要对系统清零，进行初始化设置。 6. 采集系统过程中，用户若单击“暂停”按钮则系统暂停，且会弹出对话框“系统处于暂停状态”表示暂停采集。 三、程序设计 温度监测系统的程序框图如图3-1所示，框图的最外层是一个平铺循环结构。 图3-1 温度检测系统程序框图 图 3-2 系统登陆程序 3.1 系统初始化 通过对相应输入文本框进行极限输入实现初始化设置。值得注意的是，初始化过程中用到的局部变量都是写入型的。 3.2 数据采集 数据采集部分程序图如图3-1所示，最外层是一个for循环结构框，通过循环执行25次来实现温度的采集。图中包括六部分内容： （1）温度的显示，通过数值运算将0-1内的随机数转换为摄氏温度值，再分别将其通过显示控件显示； （2）设置上限温度为35oC，温度超过35oC时，高温报警灯亮。 （3）设置下限温度为22oC，温度低于22oC时，低温警告指示灯亮； （4）波形显示，构建一个一维数组，通过数组数据来控制波形的显示； （5）暂停控制，通过将“暂停”按钮连接到一个条件框图上来实现控制； （6）数据采样间隔，通过一个等待函数实现0.1s的采样间隔。 3.3 采集结束 如图3-1程序框图的最右边，数据采集完毕后，输出波形改变。 四、前面板设计 前面板设计及运行结果如图4-1所示。 图4-1 系统登录界面 图4-2 温度检测实时监控前面板界面 图4-3 温度检测系统曲线前面板界面 五、运行结果 （1）波形图 图5-1 实时曲线波形显示 六、课程设计总结 通过这次温度检测系统的设计，我对虚拟仪器的应用及Labview的掌握程度又上升了一个台阶。这次课程设计，是我们对本学期这门课程所学知识的综合运用，把我们在本学期学的理论提高到实践的高度。不仅锻炼了自己动手实践操作的能力，而且学到了很多书本上学不到的东西，使实践与实际结合起来，达到能力的综合提高。 在整个设计中我们学会了在复杂的问题面前怎样去分析，找到问题的关键所在，而且认识到这种能力的重要性。在此过程中，我也增加了学习的兴趣，对自己成果