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基于LabVIEW的温度采集系统设计 摘要：用ATmega16 单片机对温度数据进行处理，然后通过串口和数据采集卡上传到上位机，再利 用虚拟仪器软件LabVIEW 作为温度采集监测系统的开发平台，实现对温度的采集、显示、监测、 报警等功能。利用图形化虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件，软件实现也很方便，同时图形化的显 示使结果更直观、准确，并给出了模拟的系统程序。 关键词：LabVIEW、虚拟仪器、温度、采集 引言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物，它充分利用计算机强大的运算处理功能， 突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台，通过编写 LabVIEW 软件对温度进行测量，可以减少硬件的重复开发，有利于系统的维护，也便于系统软件 升级。 一、虚拟仪器 1.1 虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测 试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来 模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数 据的运算、分析和处理；利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理，从而完成各种测试功能的一种 计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。 1.2 虚拟仪器的图形化开发平台 LabVIEW 是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一 个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232 和RS- 485 协议 的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/ IP 、A ct iveX 等软件标准的库函 word 文档 可自由编辑 数。LabVIEW 的编程环境包括两个面板：前面板和程序框图面板。通过编制虚拟仪器的前面板来 模拟真实仪表的面板，在程序前面板上，输入量被称为控制，输出量被称为显是控制和显示是以各 种图标形式出现在前面板上。框图程序用LabVIEW 图形化编程语言编写，可以把它理解成传统程 序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口用来同程序前面板的控制和显示 传递数据，节点用来实现函数和功能调用，图框用来实现结构化程序控制命令。 1.3 虚拟仪器结构 根据I/O接口硬件设备的不同，虚拟仪器可以分为多种类型，本文采用的是基于串口的虚拟仪 器测试系统，它以串行总线设备与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器系统，其结构图如图 1.1 所示。 图1.1串行总线的虚拟仪器结构 二、总体设计方案 该设计选择LabVIEW来完成对软件编写。LabVIEW 是一套专为数据采集与仪器控制、数据分 析和数据表达而设计的图形化编程软件，将其与一般的数据采集以及仪器设备加以组合，就可以设 计出虚拟仪器。计算机温度检测仪是一个智能化的信号采集处理系统，其结构上主要由温度信号采 集、放大和预处理的硬件电路和数据软件处理、显示等组成。温度采集系统总体框图如图2.1所示。 图2.1 温度采集系统总体框图 word文档 可自由编辑 2、1 硬件设计 该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心，单片机运用ATmega16 完成对温度信号进行 数据采集，计算机用LabVIEW2011 完成温度信号的分析、显示和控制等功能。 2、2 计算机温度检测器的软件设计 系统的软件设计分为单片机软件设计和计算机软件设计两个部分。单片机软件实现数据采集和 数据传输功能，计算机软件实现数据的分析和显示等功能。 三、设计内容 3.1数据的采集 温度测量系统采用光纤探头作为传感器，将测温现场的辐射光线吸收并通过光纤进行传输。 纤末端接上Y 型耦合器，将传输的光信号分成两路，并且每一路都有一个窄带干涉滤光片，这样就 可以近似得到两路不同波长的光信号。然后再将光信号进行光电转换，并进行一定的信号调理操作 (例如放大，滤波等)使信号方便于后续的采集、处理、分析。 3.2 温度监测软件设计 本系统以LabVIEW 2011 作为开发工具。现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报 警及显示功能。利用LabVIEW 2011 编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换，同时对温度 实时监测。当温度超过上限时会及时点亮