大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)(共32頁(yè))

1、 PAGE II 編號(hào)(bin ho) 淮安信息職業(yè)(zhy)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(b y ln wn)題 目大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王利榮學(xué) 號(hào)15011202系 部電子工程學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班 級(jí)150112指導(dǎo)教師陳亮顧問(wèn)教師二一四年六月(li yu)摘 要 PAGE 摘 要在蔬菜大棚的生產(chǎn)管理中，棚內(nèi)環(huán)境對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育、栽培技術(shù)的實(shí)施、病蟲害的預(yù)防等產(chǎn)生極其重要的影響。數(shù)據(jù)采集是蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要組成部分，但長(zhǎng)期以來(lái)，大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)普遍(pbin)采用人工方式，這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法耗時(shí)耗力，時(shí)效性差，而且容易受到干擾，準(zhǔn)確性不高。本文介紹了一種基于虛擬儀器的大棚智能監(jiān)控(

2、jin kn)系統(tǒng)。文章(wnzhng)對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了描述, 設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu), 然后對(duì)系統(tǒng)的主要硬件模塊和軟件模塊進(jìn)行了介紹。系統(tǒng)利用虛擬儀器強(qiáng)大的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析功能, 優(yōu)化控制參數(shù),使得大棚內(nèi)作物生長(zhǎng)的環(huán)境最優(yōu)化。虛擬儀器技術(shù)為數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了一種理想的解決方案。基于虛擬儀器技術(shù)的蔬菜大棚生態(tài)環(huán)境信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，對(duì)于指導(dǎo)蔬菜大棚實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞： LabvieW、蔬菜大棚環(huán)境、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、SHT11AbstractAbstract PAGE II PAGE IAbstractIn greenhouse production managem

3、ent and cultivation techniques of greenhouse environment on growth of vegetables, in implementation, the impact of plant diseases and insect pests prevention is very important. Data acquisition is important part of greenhouse environment monitoring, but for a long time, greenhouses commonly used art

4、ificial means for environmental monitoring, intensive of work by such traditional methods of data acquisition, time-poor and susceptible to interference, accuracy is not high.This paper describes a greenhouse intelligent monitoring system based on virtual instrument. The article describes the struct

5、ure and function of the system to design the overall structure of the system, and then the main hardware and software modules of the system are described. System utilizes a powerful virtual instrument measurement and data analysis capabilities, optimizing control parameters, environment optimization

6、 in greenhouse crops.Virtual instrument for automatic data acquisition and remote real-time monitoring provides an ideal solution. Greenhouse environment based on virtual instrument technology information acquisition and remote monitoring, for guidance in vegetable greenhouse production plays a very

7、 important role.Key words：LabvieW、greenhouse environment、real-time monitoring、SHT11目 錄目 錄 PAGE II目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc371924637 摘 要 PAGEREF _Toc371924637 h I HYPERLINK l _Toc371924638 Abstract PAGEREF _Toc371924638 h II HYPERLINK l _Toc371924639 第一章 緒論(xln) PAGEREF _Toc371924639 h 1 H

8、YPERLINK l _Toc371924640 1.1 課題(kt)背景 PAGEREF _Toc371924640 h 1 HYPERLINK l _Toc371924641 1.2 國(guó)內(nèi)外研究(ynji)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc371924641 h 1 HYPERLINK l _Toc371924642 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc371924642 h 1 HYPERLINK l _Toc371924643 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc371924643 h 2 HYPERLINK l _Toc371924644 第二章 整體設(shè)計(jì) P

9、AGEREF _Toc371924644 h 3 HYPERLINK l _Toc371924645 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc371924645 h 5 HYPERLINK l _Toc371924646 3.1硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc371924646 h 5 HYPERLINK l _Toc371924647 3.1.1元件介紹 PAGEREF _Toc371924647 h 5 HYPERLINK l _Toc371924648 3.1.2硬件電路 PAGEREF _Toc371924648 h 8 HYPERLINK l _Toc371924649 3.2

10、軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc371924649 h 10 HYPERLINK l _Toc371924650 3.2.1上位機(jī)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc371924650 h 10 HYPERLINK l _Toc371924651 3.2.2下位機(jī)測(cè)量程序與設(shè)計(jì)框圖 PAGEREF _Toc371924651 h 13 HYPERLINK l _Toc371924652 3.2.3 上位機(jī)和下位機(jī)的通訊 PAGEREF _Toc371924652 h 13 HYPERLINK l _Toc371924653 第四章 大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)試 PAGEREF _Toc37192465

11、3 h 19 HYPERLINK l _Toc371924654 4.1 調(diào)試 PAGEREF _Toc371924654 h 19 HYPERLINK l _Toc371924655 4.2 運(yùn)行 PAGEREF _Toc371924655 h 20 HYPERLINK l _Toc371924656 第五章 總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc371924656 h 23 HYPERLINK l _Toc371924657 5.1 主要成果 PAGEREF _Toc371924657 h 23 HYPERLINK l _Toc371924658 5.2 展望 PAGEREF _Toc371

12、924658 h 23 HYPERLINK l _Toc371924659 致 謝 PAGEREF _Toc371924659 h 25 HYPERLINK l _Toc371924660 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc371924660 h 26淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第一章 緒論 PAGE 34第一章 緒論(xln)1.1 課題(kt)背景隨著我國(guó)國(guó)民的生活水平的提高，生活質(zhì)量也得到進(jìn)一步提高，對(duì)反季節(jié)蔬菜以及各種( zhn)觀賞花卉的需求越來(lái)越旺。目前很多蔬菜和花卉通過(guò)由南北運(yùn)，甚至從國(guó)外進(jìn)口。由于通過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸，成本高，新鮮度低，很難滿足居民需要。我國(guó)溫室大棚的面積居于世界前

13、列,但溫室的生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化、大棚的生產(chǎn)效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大的差距。如何對(duì)大棚生產(chǎn)過(guò)程中各種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)測(cè)定，并根據(jù)環(huán)境參數(shù)和不同作物的生長(zhǎng)周期的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制各種環(huán)境參數(shù)是提高大棚的生產(chǎn)效率和智能化的關(guān)鍵。蔬菜大棚的迅速增多，人們對(duì)其性能要求也越來(lái)越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)大棚的自動(dòng)化程度要求也越來(lái)越高。隨著單片機(jī)及各種電子器件性價(jià)比的迅速提高，使得各種要求變?yōu)榭赡?。本文介紹了一種以AT89S52單片機(jī)為核心的測(cè)控儀，主要是為了對(duì)蔬菜大棚內(nèi)的溫濕度，以及二氧化碳的濃度進(jìn)行有效、可靠地檢測(cè)與控制面設(shè)計(jì)的，該測(cè)控儀具有檢測(cè)精度高，使用簡(jiǎn)單、成本較低和工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，

14、所以具有一定的應(yīng)用情景。要發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化，信息獲取技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一，需要對(duì)多個(gè)溫度，濕度等物理量進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的在線測(cè)量、監(jiān)測(cè)或監(jiān)控，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合分析處理。所有的這些要求，利用傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器組成的測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足這種需要，為了適應(yīng)這種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，虛擬儀器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了模擬儀器、分立元件儀器、數(shù)字化儀器和智能化儀器，到現(xiàn)在發(fā)展到了虛擬儀器。虛擬儀器以計(jì)算機(jī)為核心組成的虛擬儀器平臺(tái)，可以通過(guò)不同的虛擬儀器軟件實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能，能由虛擬儀器代替部分傳統(tǒng)的儀器硬件，并利用虛擬儀器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析功能，可以方便地構(gòu)成不同大棚的監(jiān)控系統(tǒng)。本文介紹了一種

15、符合上述要求的基于虛擬儀器的大棚監(jiān)控系統(tǒng)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀從上世紀(jì)80年代，國(guó)外開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)用于蔬菜大棚環(huán)境控制技術(shù)的研究。隨著通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)在日本、荷蘭、美國(guó)、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了迅速發(fā)展。80年代末在以色列首先出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)，開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。目前荷蘭、日本、美國(guó)、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家可以根據(jù)溫室作物的要求和特點(diǎn)，對(duì)溫室內(nèi)光照、溫度、水分、等因素進(jìn)行自動(dòng)控制?，F(xiàn)在國(guó)外蔬菜大棚環(huán)境控制技術(shù)正朝著高科技方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)已逐漸應(yīng)用于管理與控制系統(tǒng)中。像園藝強(qiáng)國(guó)荷蘭，以先進(jìn)的鮮花生產(chǎn)技

16、術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計(jì)算機(jī)操作。美國(guó)利用計(jì)算機(jī)控制溫室環(huán)境因素的方法，主要是將各種作物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)做出相應(yīng)修正或調(diào)整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和二氧化碳濃度為隨變因素，使這四個(gè)主要環(huán)境因素隨時(shí)處于最佳配合狀態(tài)。因此，集約型設(shè)施農(nóng)業(yè)在上述這些國(guó)家己經(jīng)形成了一個(gè)強(qiáng)大的支柱產(chǎn)業(yè)。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究(ynji)現(xiàn)狀我們國(guó)家因?yàn)楦鞣N原因，導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化落后于發(fā)達(dá)國(guó)家很大的差距，為了提高我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)水平，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，自80年代(nindi)末以來(lái)，我國(guó)先后從荷蘭、以色列、法國(guó)、美國(guó)等溫室生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家引

17、進(jìn)了各種類型的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施，并建立了不少現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)。進(jìn)入80年代，隨著我們壽光蔬菜大棚的蓬勃發(fā)展，大棚技術(shù)如星星之火迅速燎原，現(xiàn)在我國(guó)很多地方都發(fā)展了大棚種植技術(shù)。雖然大棚技術(shù)蓬勃發(fā)展，但是大棚的管理仍然局限于老式的傳統(tǒng)管理模式，費(fèi)事，費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，費(fèi)錢，大棚的管理技術(shù)進(jìn)行改造已經(jīng)迫在眉睫。進(jìn)入90年代，我國(guó)進(jìn)行了溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單項(xiàng)環(huán)境因子控制技術(shù)的研究，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)開始應(yīng)用于溫室的管理和控制領(lǐng)域。90年代術(shù)期，山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所綜合吸收以色列、加拿大溫室環(huán)境、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，以壽光蔬菜大棚示范園為依托，研制出現(xiàn)代化連棟溫室環(huán)境智能化控制系統(tǒng)。近幾年來(lái)，我國(guó)加

18、大了在溫室結(jié)構(gòu)(jigu)和溫室控制方面的研究力度。2003年4月4日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的“設(shè)施農(nóng)業(yè)分布式網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)研究與開發(fā)”項(xiàng)目通過(guò)鑒定。從我國(guó)的溫室控制系統(tǒng)和控制技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，溫室設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過(guò)渡和發(fā)展。在這個(gè)方面，壽光蔬菜大棚研究所走在了全國(guó)的前列，進(jìn)行了很多有益的探索。總體來(lái)說(shuō)，近年來(lái)我國(guó)智能溫室環(huán)境測(cè)控技術(shù)有很大的發(fā)展，但自行開發(fā)的測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)水平和調(diào)控能力與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距。主要表現(xiàn)在：一是缺少溫室結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化體系，不同型號(hào)和規(guī)格的結(jié)構(gòu)和設(shè)備給控制系統(tǒng)的研制帶來(lái)了一定的困難；二是大部分只實(shí)現(xiàn)了單因子的簡(jiǎn)單控制功能，多

19、因子綜合控制能力差；三是軟件控制策略方面很少與我國(guó)氣候特點(diǎn)相結(jié)合。因此，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化利用各種先進(jìn)技術(shù)開發(fā)與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件相適應(yīng)的溫室環(huán)境多因子智能綜合測(cè)控系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)溫室測(cè)控技術(shù)的發(fā)展方向之一。第二章 整體設(shè)計(jì)第二章 整體(zhngt)設(shè)計(jì)LabVIEW 采用(ciyng)強(qiáng)大的圖形化語(yǔ)言（G 語(yǔ)言(yyn)）編程，面向測(cè)試工程師而非專業(yè)程序員，編程非常方便，人機(jī)交互界面直觀友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣,發(fā)展最快，功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成開發(fā)環(huán)環(huán)境。本系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)對(duì)大棚的溫濕度進(jìn)行模糊控制，預(yù)先根據(jù)大棚的實(shí)際環(huán)境設(shè)置所需參數(shù)，如設(shè)置白天

20、溫度控制在2030，并持續(xù)8小時(shí)，晚上溫度控制在1016，這些參數(shù)的選擇要根據(jù)大棚內(nèi)實(shí)際具體的農(nóng)作物來(lái)選擇。該部分內(nèi)容的設(shè)置由單片機(jī)來(lái)完成，并由其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以減少人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。LabVIEW虛擬儀器部分主要是對(duì)大棚內(nèi)的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以及對(duì)某些具特殊情況發(fā)出控制信號(hào)，并經(jīng)由串口通訊傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制溫濕度使其符合實(shí)際要求。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)是控制主體，負(fù)責(zé)完成信號(hào)的采集和處理。而LabVIEW主要是用戶和機(jī)器的交界面，對(duì)特定任務(wù)發(fā)出特定信號(hào)輸出，完成數(shù)據(jù)保存和處理等功能。單片機(jī)（下位機(jī)）與LabVIEW(即PC機(jī)或上位機(jī))之間的

21、聯(lián)絡(luò)采用串口通訊來(lái)完成，串口通訊的優(yōu)點(diǎn)是傳輸線少，傳輸距離遠(yuǎn)，適合計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離通信。單片機(jī)作為數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備，其溫濕度信號(hào)由溫濕度傳感電路來(lái)獲得，對(duì)于溫濕度傳感電路，傳輸數(shù)據(jù)精確，及時(shí)，電路工作穩(wěn)定是其首要要求，由于不同傳感器的結(jié)構(gòu)機(jī)理等不同，對(duì)不同的工作環(huán)境也要有相應(yīng)的要求，本設(shè)計(jì)綜合環(huán)境因素和經(jīng)濟(jì)因素等，選擇SHT11溫濕度傳感器。SHT11 智能溫濕度傳感器具有數(shù)字式輸出，并具有免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路、可全互換及安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)模擬式濕度傳感器需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路，以及所需要的復(fù)雜校準(zhǔn)和標(biāo)定過(guò)程，同時(shí)也大大提高了濕度

22、傳感器的測(cè)量精度。因此，SHT11 可廣泛應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)管理、生產(chǎn)制造、氣象觀測(cè)、科學(xué)研究及日常生活中的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)中。系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖2-1所示。SHT11對(duì)大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，由于其自身具備A/D轉(zhuǎn)換的功能，不需要單片機(jī)再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換擴(kuò)展，直接將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)AT89C51，由于單片機(jī)根據(jù)大棚的實(shí)際環(huán)境、農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境等客觀條件決定的溫濕度參數(shù)已預(yù)先由程序員設(shè)置完成，故傳感器只需將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)定參數(shù)進(jìn)行比較，這樣就可以使大棚內(nèi)的環(huán)境達(dá)到最佳狀態(tài)。傳感器傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)，上位機(jī)對(duì)溫濕度實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行顯示和管理，若由于設(shè)備損壞或環(huán)境突變等因素使溫濕度超出限制，報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)，管理員手動(dòng)進(jìn)行

23、管理;若在控制范圍之內(nèi)，則對(duì)單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（電爐，噴泵，滴泵）等對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)保持正常工作狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程為閉環(huán)控制，類似給定控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度比較高，控制(kngzh)過(guò)程簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可靠，操作靈活，并可用于控制多個(gè)大棚等。監(jiān)控對(duì)象溫濕度傳感器單片機(jī)控制系統(tǒng)RS-232C上位機(jī)圖2-1 蔬菜(shci)大棚溫濕度控制原理圖第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三章 系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)3.1硬件(yn jin)設(shè)計(jì)3.1.1元件(yunjin)介紹（1）虛擬儀器所謂虛擬儀器技術(shù)，就是用戶在通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需要來(lái)定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能，其實(shí)只是充分利用計(jì)算機(jī)

24、來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器功能。虛擬儀器技術(shù)綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和軟件工程方法，代表了測(cè)量?jī)x器與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向。LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)國(guó)家儀器公司（簡(jiǎn)稱NI）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境。它具有圖形化的編程方式，并提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫(kù)函數(shù)，囊括了PCI、GPIB、PXI、VXI、RS232/485、USB等各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，具有強(qiáng)大的Internet功能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是應(yīng)用非常方便的工程師語(yǔ)言。虛擬儀器具有以下幾個(gè)特點(diǎn)1) 盡可能采用了通

25、用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件;2) 可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器;3) 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器，研制周期大大縮短;4) 比傳統(tǒng)儀器更開放、靈活，可與網(wǎng)絡(luò)及周邊其他設(shè)備互聯(lián);5) 具有良好的性價(jià)比。（2）單片機(jī)根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，選擇目前市場(chǎng)上性價(jià)比較高的AT89C51單片機(jī)作為該系統(tǒng)的控制核心。1）CPU的結(jié)構(gòu)CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心部分，是單片機(jī)的指揮和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。從功能上看，CPU包括兩個(gè)基本部分：運(yùn)算器和控制器。下面說(shuō)明控制器和運(yùn)算器。a.運(yùn)算器運(yùn)算器包括算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU、累加器ACCC、

26、B寄存器、暫存寄存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等。b.控制器控制器包括程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID等。2)時(shí)鐘(shzhng)電路AT89C51芯片(xn pin)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反向放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2。在TXAL1和XTAL2兩端跨接由石英晶體及兩個(gè)電容構(gòu)成的自激振蕩器，如圖3-1所示。電容器C1和C2通常都取30pF左右，選用(xunyng)不同的電容量對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。但石英晶體本身的標(biāo)定頻率才是單片機(jī)振蕩頻率的決定因素。其振蕩頻率范圍是112MHz。圖3-1 時(shí)鐘電路本設(shè)計(jì)

27、考慮系統(tǒng)的獨(dú)立完整性，選用內(nèi)部時(shí)鐘方式，石英震蕩頻率選用11.0592MHZ，ALE信號(hào)頻率為2MHZ。3)I/O口結(jié)構(gòu)：AT89C51單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O接口，記作P0、P1、P2和P3，每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32根引腳。每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器（即特殊功能寄存器P0P3），一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器，作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖，但是這四個(gè)通道的功能完全不同。4)程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器a.程序存儲(chǔ)器對(duì)AT89C51芯片來(lái)說(shuō)，片內(nèi)有4K字節(jié)ROM/EPROM，片外可擴(kuò)展60K字節(jié)EPROM，片內(nèi)和片外程序存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。 在

28、程序存儲(chǔ)器中，有6個(gè)地址單元被保留用于某些特定的地址，如下表3.1所示。表3.1 AT89C51的復(fù)位、中斷入口地址入口地址說(shuō)明0000H復(fù)位后，PC=0000H0003H外部中斷入口000BH定時(shí)器T0溢出中斷入口0013H外部中斷入口001BH定時(shí)器T1溢出中斷口0023H串行口中斷入口b.數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器AT89C51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間(kngjin)也分為內(nèi)片和外片兩大部分，即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。如何區(qū)別片內(nèi)、片外RAM空間呢？片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最大可以尋址256個(gè)單元，片外最大可擴(kuò)展64K字節(jié)RAM，并且片內(nèi)使用的是MOV指令，片外64K ROM空間專門為MOVX

29、指令所用。5)定時(shí)器AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部有兩個(gè)16位可變成定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1），它們都有定時(shí)或是事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制(kngzh)、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合。它們具有計(jì)數(shù)和定時(shí)兩種工作方式以及四種工作模式。定時(shí)器T0具有方式0、方式1、方式2和方式3四種工作方式。T1具有方式0、方式1和方式2三種工作方式。6)中斷系統(tǒng)AT89C51單片機(jī)有五個(gè)中斷請(qǐng)求源。其中，兩個(gè)外部中斷源；兩個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T0、T1）的溢出中斷源TE0和TF1；一個(gè)片內(nèi)串行口接受或發(fā)送中斷源RI或TI。這些中斷請(qǐng)求分別由單片機(jī)的特殊功能寄存器TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存。當(dāng)幾

30、個(gè)中斷源同時(shí)向CPU請(qǐng)求中斷，要求CPU提供服務(wù)的時(shí)候，就存在CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請(qǐng)求，于是一些微處理器和單片機(jī)規(guī)定了每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)別。（3）SHT11溫濕度傳感器SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款數(shù)字溫濕度傳感器芯片，該芯片集溫度傳感器和濕度傳感器于一體，廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車、消費(fèi)電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。其引腳圖如圖3-2所示。圖3-2 SHT11 引腳圖SHT11溫濕度傳感器具有以下性能特點(diǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如3-3所示：1)將溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D 轉(zhuǎn)換、總線接口全部集成于一個(gè)(y )芯片；2)可給出全校準(zhǔn)相對(duì)濕度(xingdu shd)及溫度值輸出；3)帶

31、有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的總線數(shù)字輸出(shch)接口；4)具有露點(diǎn)值計(jì)算輸出功能；5)具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；6)濕度值輸出分辨率為14 位,溫度值輸出分辨率為12位,并可編程為12位和8位；7)小體積(7.655.0823.5mm),可表面貼裝；8)具有可靠的CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能；9)片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證100%互換性；10)電源電壓范圍為2.45.5V；11)電流消耗:測(cè)量時(shí)為550A ,平均為28A,休眠時(shí)為3A。圖3-3 SHT11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.1.2硬件電路將溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D 轉(zhuǎn)換、 總線接口全部集成于一個(gè)芯片；可給出全校準(zhǔn)相對(duì)濕度及溫度值輸出；帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 總線數(shù)字

32、輸出接口；具有露點(diǎn)值計(jì)算輸出功能；具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；濕度值輸出分辨率為14 位,溫度值輸出分辨率為12 位,并可編程為12 位和8 位；小體積(7. 65 5. 08 23. 5mm) ,可表面貼裝；具有可靠的CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能；片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證100 %互換性；電源電壓范圍為2. 45. 5V；電流消耗:測(cè)量時(shí)為550A ,平均為28A ,休眠時(shí)為3A。 VDDEA1731VCCC1C21918X1X211.0592MHZ98RESETVSSVCCC410uFR2100AN1C3VCCSCKGNDVDDDATAC5 30PF30PF4.7KR3R110KVCCU2 SHT1

33、1U1 AT89-C51122341P1.0P1.10.1uF圖3-4 AT89C51 單片機(jī)與SHT11 的接口(ji ku)電路目前(mqin)的PC 機(jī)至少都有一個(gè)(y )串行通信端口RS- 232, RS- 232 端口是PC 機(jī)與其他設(shè)備溝通的最常用的接口, 不但操作簡(jiǎn)單, 而且價(jià)格便宜, 它可以用于上、下位機(jī)之間進(jìn)行通信, RS- 232 的邏輯電平使用的是負(fù)邏輯, 即邏輯0 的電壓范圍是+3V至+15V, 而邏輯1 的電壓范圍是-3V至-15V。在MCS- 51 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)全雙工的異步串口, 它的輸入輸出為TTL 邏輯電平, 為了解決這一矛盾,PC 機(jī)與MCS- 51 單

34、片機(jī)行通信必須進(jìn)行TTL- RS232 電平的轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換可用芯片MC14488 和MC14489( 配對(duì)使用) 、ICL232、MAX232等來(lái)完成。本文采用MAX232 芯片, 該芯片采用單一的+ 5V 供電, 外圍電路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠。轉(zhuǎn)換接口電路原理如圖3-5 所示。如果通信距離較遠(yuǎn), 還可通過(guò)采MAX485 轉(zhuǎn)換器來(lái)將RS- 232 端口轉(zhuǎn)換成RS- 485 接口, 以增大通信的距離或速度。圖3-5 采用(ciyng)MAX-232的串行通信(tng xn)電路圖3.2 軟件設(shè)計(jì)3.2.1上位(shn wi)機(jī)的設(shè)計(jì)溫室大棚的虛擬儀器設(shè)計(jì)分為2個(gè)部分，大棚序號(hào)顯示部分、各個(gè)大棚的溫度

35、顯示部分。（1）溫室大棚界面其大棚界面前面板如圖3-6所示。其中一個(gè)大棚的子程序框圖程序如圖3-7所示。2013-10-24 星期四當(dāng)大棚內(nèi)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，大棚號(hào)會(huì)顯示出紅色，并出現(xiàn)“溫度報(bào)警”的字樣，這時(shí)，點(diǎn)擊1號(hào)大棚，會(huì)出現(xiàn)1號(hào)大棚內(nèi)的子程序前面板，顯示溫度值等數(shù)據(jù)，具體介紹在后面給出。2號(hào)大棚的設(shè)計(jì)和一號(hào)大棚類似。圖3-6 溫室大棚的前面板圖3-7 1號(hào)大棚的子程序框圖最基本的選擇結(jié)構(gòu)由選擇框架、選擇端口、選擇器標(biāo)簽，以及遞增/遞減按鈕組成。選擇結(jié)構(gòu)比較靈活，輸入選擇端口中的外部(wib)控制條件的數(shù)據(jù)類型有3種可選：布爾型、數(shù)字型和字符串型。當(dāng)控制(kngzh)條件為布爾型時(shí)，選擇結(jié)

36、構(gòu)的選擇器標(biāo)簽的值為Ture和False兩種，即有Ture和False兩種選擇框架，這是系統(tǒng)的默認(rèn)的選擇框架類型。當(dāng)控制條件(tiojin)為數(shù)字型時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)的選擇器的選擇器標(biāo)簽的值為整數(shù)0、1、2等，選擇框架的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要確定，在選擇框架的右鍵彈出選單可添加選擇框架。當(dāng)控制條件為字符串型時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)的選擇器標(biāo)簽的值為由雙引號(hào)括起來(lái)的字符串，選擇框架的個(gè)數(shù)也是根據(jù)實(shí)際需要確定的。但是，在使用選擇結(jié)構(gòu)時(shí)候，控制條件的數(shù)據(jù)類型必須與選擇器標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)類型一致。二者如果不匹配，系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)，同時(shí)，選擇器標(biāo)簽中的字體的顏色會(huì)變?yōu)榧t色。在VI處于編輯狀態(tài)時(shí)，用鼠標(biāo)（對(duì)象操作工具狀態(tài)）單擊遞增/遞減

37、按鈕可將當(dāng)前的選擇框架切換到前一個(gè)或后一個(gè)選擇框架；用鼠標(biāo)單擊選擇器標(biāo)簽，可在下拉選單中選擇切換到任一個(gè)選擇框架。選擇結(jié)構(gòu)有很多特點(diǎn)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)外部數(shù)據(jù)連接到選擇框架上供其內(nèi)節(jié)點(diǎn)使用時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)的每一個(gè)子框架都能從該通道中獲得輸入的外部數(shù)據(jù)；當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)部的數(shù)據(jù)需要通過(guò)框架通道送至外部時(shí)，必須在每一個(gè)子框架中都連接一個(gè)同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)到同一個(gè)框架通道上。（2）大棚溫度顯示在虛擬儀器中，波形顯示控件主要分成兩大類，一類為事后記錄圖，或事后記錄波形控件；另一類稱為實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖，或?qū)崟r(shí)趨勢(shì)波形控件。這兩類控件都是用來(lái)對(duì)波形或圖形進(jìn)行顯示的，它們的區(qū)別在于兩者數(shù)據(jù)組織方式及波形的刷新方式不同。對(duì)于

38、事后記錄圖來(lái)說(shuō)，它的基本數(shù)據(jù)類型為數(shù)組，也就是其顯示是將構(gòu)成數(shù)組的全部測(cè)量數(shù)據(jù)一次顯示完成的；而實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖則是實(shí)時(shí)顯示一個(gè)或幾個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，而且新接受數(shù)據(jù)點(diǎn)要接在原有波形的后面連續(xù)顯示。它的基本數(shù)據(jù)類型是數(shù)據(jù)標(biāo)量，也可以是數(shù)組。即使是數(shù)組，實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖的方式也是連續(xù)不斷地一個(gè)數(shù)組接著一個(gè)數(shù)組顯示，而不是一次顯示完成。實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖控件的輸入是一個(gè)雙精度浮點(diǎn)數(shù)。實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖控件一次可以接收一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，也可以接收一組數(shù)據(jù)。在實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖控件中，它的數(shù)據(jù)只不過(guò)是代表一條波形上的幾個(gè)點(diǎn)。在實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖控件內(nèi)，設(shè)置了一個(gè)顯示緩沖器，用來(lái)保存一部分歷史數(shù)據(jù)，并接收新數(shù)據(jù)。這個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)按照先進(jìn)先出的規(guī)則管理，它

39、決定了該控件的最大顯示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。在默認(rèn)情況下，這個(gè)緩沖的大小為1KB，即最大的數(shù)據(jù)顯示長(zhǎng)度為1024個(gè)。實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖控件適合用在實(shí)時(shí)測(cè)量中的參數(shù)監(jiān)控。在波形顯示控件中，可以對(duì)波形顯示進(jìn)行屬性設(shè)置，如調(diào)整X、Y軸的坐標(biāo)，對(duì)波形進(jìn)行清空(qn kn)等，另外，還可以對(duì)圖形的外觀、數(shù)據(jù)格式和精度、線型、刻度、光標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。在波形顯示控件中的工具可以對(duì)波形進(jìn)行自動(dòng)縮放、數(shù)字標(biāo)度設(shè)置、對(duì)圖形進(jìn)行拖動(dòng)等工具。圖3-8 溫度(wnd)顯示3.2.2下位機(jī)測(cè)量程序與設(shè)計(jì)(shj)框圖開始初始化測(cè)溫測(cè)濕度更新顯示串口通訊圖3-9 單片機(jī)測(cè)量(cling)3.2.3 上位(shn wi)機(jī)和下位機(jī)的通訊（1）上位機(jī)

40、與下位機(jī)的通訊設(shè)計(jì)系統(tǒng)中PC 機(jī)作為主控機(jī), 承擔(dān)著對(duì)下位單片機(jī)的控制以及對(duì)下位機(jī)發(fā)送上來(lái)的大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理等任務(wù), 程序用LabVIEW 編寫。下位單片機(jī)承擔(dān)著對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)象的檢測(cè)與控制任務(wù), 程序采用匯編語(yǔ)言編寫。為了保證通信能夠正?？煽康剡M(jìn)行, 通信雙方必須要制訂通信協(xié)議, 即雙方必須共同遵守的約定。比如: 數(shù)據(jù)傳送的格式, 波特率, 校驗(yàn)格式等等。本文的主要通信協(xié)議如下: 采用RS- 232異步通信方式, 數(shù)據(jù)傳送的格式采用 11bit, 1bit 起始比特, 9bit 數(shù)據(jù)比特, 1bit 停止比特, 波特率為 9600bht/s。1）基本功能模塊介紹目前, 串口通信程序的開

41、發(fā), 在Windows 操作系統(tǒng)下一般用VB、VC、VF 等許多高級(jí)語(yǔ)言編寫。當(dāng)用VB、VC、VF 開發(fā)串行通信程序時(shí), 開發(fā)人員不得不面對(duì)非常煩瑣的API 函數(shù)編程; 用文本語(yǔ)言編串口通信程序較為復(fù)雜, 花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。所以在主機(jī)通信程序設(shè)計(jì)中, 我們采用LabVIEW圖形化語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言, 它把高級(jí)語(yǔ)言中的函數(shù)封裝為圖形功能模塊, 圖標(biāo)間的連線表示各個(gè)功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞。串口通信功能模塊包括串口初始化、串口寫、串口讀、檢測(cè)串口緩存、中斷以及關(guān)閉串口等。a.串口初始化 在初始化節(jié)點(diǎn)中，能夠?qū)Υ谔?hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)、流控制、激活終止符、終止符、超時(shí)、復(fù)制的串口好進(jìn)行設(shè)置

42、。如果不進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)將按照默認(rèn)值進(jìn)行設(shè)置。在串口初始化設(shè)置中，波特率選擇有多種，其中默認(rèn)值為9600，在串口號(hào)選擇中默認(rèn)值為COM1數(shù)據(jù)位參數(shù)默認(rèn)值為8位，停止位參數(shù)為1bit，奇偶校驗(yàn)?zāi)J(rèn)值為無(wú)校驗(yàn)。對(duì)串口進(jìn)行設(shè)置，可以(ky)按照用戶的意圖設(shè)置。根據(jù)(gnj)設(shè)計(jì)要求將串口初始化為:波特率2 400 b/ s ,數(shù)據(jù)位8 位,1 位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)位。前面板和框圖(kungt)程序如圖3-10，圖3-11。圖3-10 串口初始化前面板圖3-11串口初始化框圖(kungt)程序b. 串口寫節(jié)點(diǎn)(ji din)( VISA Write.vi) :該節(jié)點(diǎn)將需要送出的數(shù)據(jù)(shj)發(fā)送至串口的

43、輸入緩存器。當(dāng)需要上傳某一特定時(shí)間段的數(shù)據(jù)時(shí),需要上位機(jī)發(fā)一個(gè)命令(即起始時(shí)刻和終止時(shí)刻的數(shù)值) 給單片機(jī),這時(shí)候退出記錄數(shù)據(jù)狀態(tài),向串口發(fā)送一個(gè)命令串,這個(gè)命令在按下上傳數(shù)據(jù)按鈕之前就要在起始時(shí)刻和終止時(shí)刻窗口寫好,發(fā)送以后延時(shí)等待單片機(jī)的處理并且等待接收數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)并且在觀察窗口顯示所需要的數(shù)據(jù)之后,將“讀數(shù)據(jù)”按鈕關(guān)閉,系統(tǒng)又處于等待接收定時(shí)上傳數(shù)據(jù)狀態(tài),使數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。需要注意的是發(fā)送命令的控制按鈕要設(shè)計(jì)為一個(gè)脈沖的形式,否則,程序會(huì)循環(huán)發(fā)送命令,不能返回等待定時(shí)上傳狀態(tài)。前面板程序和框圖程序如圖3-12，圖3-13。圖3-12 串口寫前面板圖3-13 串口寫框圖(kungt)程

44、序c.串口讀節(jié)點(diǎn)(ji din)( VISA Read.vi) :該節(jié)點(diǎn)(ji din)可讀出串口緩存中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的讀操作系統(tǒng)運(yùn)行初始化以后一直處于等待接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集終端每過(guò)一定時(shí)間上傳一次數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)是和時(shí)間一起上傳的,是自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)歷史的部分,所以要存儲(chǔ)在一個(gè)特定的文件夾里面，等待后續(xù)程序的處理。串口讀的前面板程序和框圖程序如圖3-14，3-15。d. 串口關(guān)閉節(jié)點(diǎn)( VISA Close.vi) :該節(jié)點(diǎn)將打開的串口關(guān)閉。當(dāng)關(guān)閉采集系統(tǒng)時(shí),關(guān)閉串口,釋放LabVIEW 占用的資源。e. PropertyNode：返回指定串行口輸人緩沖區(qū)中字節(jié)數(shù)。2) 基本步驟首先需要調(diào)用VI

45、SA Configure Serial Port 完成串口參數(shù)的設(shè)置, 包括所用串口號(hào)、比特率、一幀信息中有效數(shù)據(jù)的位數(shù)、停止位、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)流量控制等。如果初始化沒(méi)有問(wèn)題, 就可以使用這個(gè)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。發(fā)送數(shù)據(jù)使用VISA Write, 接收數(shù)據(jù)使用VISA Read。如果VISA Read 要讀取的字節(jié)數(shù)大于緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù), VISA Read操作將一直等待, 直至Timeout 或者緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)達(dá)到要求的字節(jié)數(shù)。在某些特殊情況下, 需要設(shè)置串口接收/ 發(fā)送緩沖區(qū)的大小, 此時(shí)可以使用VISA Set I/O BufferSize; 而使用VISA Flush I/O

46、Buffer 則可以清空接收與發(fā)送緩沖區(qū)。在串口使用結(jié)束后, 使用VISA Close結(jié)束與VISA Resource Name 指定的串口之間的會(huì)話。通過(guò)對(duì)VISA 節(jié)點(diǎn)的調(diào)用,可以方便、快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖3-14 串口讀程序(chngx)前面板圖3-15 串口讀框圖(kungt)程序由于硬件(yn jin)在整個(gè)工作期間, 以9600bit/s 的速率(sl)連續(xù)向外發(fā)送數(shù)據(jù), 為了(wi le)數(shù)據(jù)處理方便, 可以采用LabVIEW7.0 中的Serial Read With Time-out.vi 模塊,以保證每次從串口緩存中讀出等量偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)。3)下位機(jī)串行通

47、信程序下位機(jī)程序采用匯編語(yǔ)言編寫。設(shè)置單片機(jī)串行通信的波特率為9600bit/s,與上位機(jī)一致。定時(shí)器T1 作為波特率發(fā)生器,設(shè)置為工作方式2, 串口設(shè)置為工作方式3, 數(shù)據(jù)的傳送格式為11bit( 異步模式) ,采用中斷方式發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。第四章 總結(jié)與展望第四章 大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)試第四章 大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(xtng)的調(diào)試4.1 調(diào)試(dio sh)當(dāng)編寫(binxi)完成一個(gè)虛擬儀器VI程序后，若想檢驗(yàn)程序是否正確，在前面板和程序框圖工具條上找到運(yùn)行按鈕，單擊該按鈕運(yùn)行，使程序運(yùn)行一次，程序運(yùn)行后該按鈕變成形狀。如果想讓程序連續(xù)運(yùn)行，單擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，程序即可連續(xù)運(yùn)行。停止按鈕用于在

48、程序運(yùn)行中非正常的停止程序運(yùn)行，在程序運(yùn)行后該按鈕由暗變亮。暫停按鈕用于在程序運(yùn)行時(shí)讓程序暫停，單擊該按鈕，程序暫停，停止當(dāng)前執(zhí)行到的地方，停止單擊，程序繼續(xù)運(yùn)行。調(diào)試步驟：1.找出語(yǔ)法錯(cuò)誤 若一個(gè)VI程序不能執(zhí)行，運(yùn)行按鈕會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，這表示該VI存在錯(cuò)誤。單擊該折斷的箭頭或使用菜單命令Windows-Show Error List，則LabVIEW彈出錯(cuò)誤清單窗口，雙擊其中任何一個(gè)列出的錯(cuò)誤，則出錯(cuò)的對(duì)象或端口都就會(huì)變成高亮。2.設(shè)置程序高亮度運(yùn)行單擊程序框圖工具條上的高亮執(zhí)行按鈕，則它變成高亮的形式，單機(jī)運(yùn)行按鈕，VI程序就以較慢的速度運(yùn)行，并在程序運(yùn)行中用氣泡顯示數(shù)據(jù)沿著連線從

49、一個(gè)節(jié)點(diǎn)流向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況。這樣就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行，再次按下高亮執(zhí)行按鈕，程序回復(fù)正常運(yùn)行。3.單步執(zhí)行為查找程序中的邏輯錯(cuò)誤，可以讓程序框圖一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)地執(zhí)行，這就是單步執(zhí)行。單擊工具條的單步執(zhí)行按鈕或，激活單步執(zhí)行，閃爍的節(jié)點(diǎn)表示該節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備執(zhí)行。激活單步執(zhí)行后，按鈕稱作單步進(jìn)入，按鈕乘坐單步跨越。再次按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下一個(gè)將要執(zhí)行節(jié)點(diǎn)變?yōu)殚W爍。單擊按鈕，結(jié)束正在執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)。4.斷點(diǎn)斷點(diǎn)(dun din)工具用于使程序在某處暫停執(zhí)行，以便使用探針或單步方式觀察中間結(jié)果。用該工具單擊希望設(shè)置或清除斷點(diǎn)的地方，則斷點(diǎn)被設(shè)置或清除。斷點(diǎn)的顯示對(duì)于(du

50、y)節(jié)點(diǎn)或者圖框表示為紅框，對(duì)于連線表示為紅點(diǎn)。當(dāng)VI程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)處，以閃爍表示。按下單步按鈕，進(jìn)入單步狀態(tài)。5.探針(tn zhn)探針工具用于程序執(zhí)行時(shí)顯示流經(jīng)某一連接線的數(shù)據(jù)值。用該工具單擊希望放置探針的連接線，這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)探針顯示窗口。通過(guò)該窗口，觀察流過(guò)數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。探針結(jié)合高亮執(zhí)行、單步執(zhí)行和斷點(diǎn)等工具可以使程序調(diào)試相當(dāng)迅速、有效。4. 2 運(yùn)行程序后面板如圖4-1所示：圖4-1后面板用戶(yngh)前面板如4-2所示：圖4-2 前面板第五章 總結(jié)與展望第五章 總結(jié)(zngji)與展望5.1 主要(zhyo)成果本次畢業(yè)設(shè)計(jì)(b y sh j)在

51、自己的努力，同學(xué)的幫助，老師的指點(diǎn)下已全部完成，結(jié)果重要，過(guò)程也很珍貴，因?yàn)楹玫慕Y(jié)果必然得經(jīng)過(guò)一個(gè)艱辛的過(guò)程，而從這個(gè)堅(jiān)信的過(guò)程中我獲得了珍貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，仔細(xì)認(rèn)真的總結(jié)將對(duì)自己是個(gè)質(zhì)的提升。現(xiàn)先將此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果簡(jiǎn)要匯報(bào)如下：1)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 并且根據(jù)系統(tǒng)的需要可以方便的進(jìn)行擴(kuò)展;2)利用計(jì)算機(jī)和虛擬儀器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理功能, 可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種實(shí)時(shí)分析, 滿足系統(tǒng)中多變量的優(yōu)化控制。3)基本上可以用相同的硬件配置, 修改部分軟件, 就能適合于不同作物的大棚控制系統(tǒng)。而且虛擬儀器軟件修改也比較簡(jiǎn)單5.2 展望隨著虛擬儀器技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展，蔬菜大棚環(huán)境測(cè)控技術(shù)也不斷發(fā)展和變

52、化，其功能必將大大拓展。本文對(duì)蔬菜大棚環(huán)境測(cè)控技術(shù)的研究結(jié)果，有待在實(shí)踐中加以驗(yàn)證、應(yīng)用及進(jìn)一步完善：對(duì)于大面積蔬菜大棚環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有必要采用分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體方法還需要進(jìn)一步的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。本研究中數(shù)拋采集系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)客戶端的數(shù)掘都是以數(shù)掘文件形式保存，可以借助LabSOI，或Labview DataBase Connectivitv Toolset等數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具，實(shí)現(xiàn)基于labview的蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究數(shù)據(jù)的有效管理和利用。如果采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，如短信通信，可以克服有線帶來(lái)的靠線困難和時(shí)空限制，對(duì)于大范圍蔬菜大棚環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要意義。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蔬菜大棚環(huán)境數(shù)據(jù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程