LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))

LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。等級(jí)LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。等級(jí):課程設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)老師年月日

LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。學(xué)院LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課題名稱(chēng)虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師課程設(shè)計(jì)時(shí)間教研室意見(jiàn)意見(jiàn)：審核人：一、任務(wù)及要求本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)：1、可以設(shè)置溫度采集數(shù)以及采集的速度。通過(guò)判斷溫度是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，進(jìn)行報(bào)警和不報(bào)警處理：如果超出溫度范圍，虛擬面板的LED燈亮，同時(shí)報(bào)警次數(shù)+1；反之則不亮，報(bào)警次數(shù)不變。2、采集的溫度數(shù)據(jù)需要同時(shí)通過(guò)兩種方式顯示：可通過(guò)虛擬面板的波形圖顯示。3、在虛擬面板上，需要有：(1)當(dāng)前時(shí)間顯示；(2)采集開(kāi)始按鍵、采集停止按鍵、暫停按鍵等操作按鍵。4、為了設(shè)計(jì)方便，用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。二、進(jìn)度安排第一周：周一：集中布置課程設(shè)計(jì)相關(guān)事宜，分析課題查閱資料。周二～周三：具體任務(wù)講解及指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)方案確定。周四～周日：軟件設(shè)計(jì)及問(wèn)題解決。第二周：周一～周二：設(shè)計(jì)方案確定，編寫(xiě)程序，上機(jī)調(diào)試程序。周三：整體程序調(diào)試。周四~周五：設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)。周五進(jìn)行答辯和設(shè)計(jì)結(jié)果檢查。三、參考資料1．張健，韓薪莘.《LabVIEW圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用》.北京：中國(guó)鐵道出版社2．戴鵬飛.《測(cè)試工程與LabVIEW應(yīng)用》.北京：電子工業(yè)出版社3．路林吉.虛擬儀器的應(yīng)用.電子技術(shù)LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。第1章課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。1.1課題任務(wù)利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬溫度采集系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)試。1.2課題要求（1）可以設(shè)置溫度采集數(shù)以及采集的速度。（2）通過(guò)判斷溫度是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，進(jìn)行報(bào)警和不報(bào)警處理：如果超出溫度范圍，虛擬面板的LED燈亮，同時(shí)報(bào)警次數(shù)+1；反之則不亮，報(bào)警次數(shù)不變。（3）采集的溫度數(shù)據(jù)需要同時(shí)通過(guò)多種方式顯示：可通過(guò)虛擬面板的波形圖顯示、表格或標(biāo)尺。（4）在虛擬面板上，需要有：當(dāng)前時(shí)間顯示；采集開(kāi)始按鍵、采集暫停按鍵、采集停止按鍵等操作按鍵。（5）為了設(shè)計(jì)方便，用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。設(shè)計(jì)理念LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。2.1設(shè)計(jì)背景虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的一種新型的、富有生命力的儀器種類(lèi)。在虛擬儀器中計(jì)算機(jī)處于核心地位，計(jì)算機(jī)軟件和測(cè)試系統(tǒng)更緊密地結(jié)合，形成一個(gè)有機(jī)的整體。LabVIEW作為一種強(qiáng)大的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，被視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。本次課程設(shè)計(jì)是利用LabVIEW平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)的一款虛擬溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度實(shí)時(shí)采集，多功能的顯示采集到的溫度，并記錄下來(lái)，方便人們更好地對(duì)環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)。有良好的人機(jī)交互界面，將復(fù)雜的內(nèi)部邏輯封裝起來(lái)，具有良好的保密性，使其更加穩(wěn)定。2.2整體設(shè)計(jì)流程根據(jù)方案設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，先擬定初步的設(shè)計(jì)流程，再通過(guò)后期的修飾，將內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)全，最終達(dá)到預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)效果。如圖2.1所示。圖2.1總體框圖2.3算法流程根據(jù)內(nèi)部潛在的邏輯，設(shè)計(jì)合適的算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。利用高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出一套完整的框架予以實(shí)施。如圖2.2所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。圖2.2算法流程圖2.4前面板控件及程序框圖說(shuō)明前面板：（1）1個(gè)時(shí)間標(biāo)識(shí)，顯示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間；（2）1個(gè)布爾撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，用于切換溫度顯示形式；（3）4個(gè)數(shù)值輸入控件，是對(duì)虛擬溫度采集系統(tǒng)的初始值設(shè)定；（4）3個(gè)圓形指示燈，用于提示用戶(hù)；（5）2個(gè)數(shù)值顯示控件，分別顯示系統(tǒng)報(bào)警次數(shù)和當(dāng)前所測(cè)得的溫度值；LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。（6）1個(gè)字符串顯示控件，用來(lái)反映當(dāng)前該系統(tǒng)溫度采集的百分比；LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。（7）1個(gè)采集進(jìn)度條，用來(lái)反映當(dāng)前該系統(tǒng)溫度采集的進(jìn)度；（8）1個(gè)波形圖，用來(lái)繪制該系統(tǒng)此次采集溫度的變化曲線；（9）3個(gè)布爾按鈕，用來(lái)控制系統(tǒng)何時(shí)開(kāi)始采集，何時(shí)暫停采集，何時(shí)終止采集；（10）1支0～250刻度變化的溫度計(jì)，更直觀的顯示當(dāng)前溫度值；（11）1張二維的電子表格，將此次采集的所有溫度記錄下來(lái)，具有良好的移植性；程序框圖：采用兩個(gè)獨(dú)立的while循環(huán)結(jié)構(gòu)并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)用于控制程序的執(zhí)行，另一個(gè)用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，具有很好的獨(dú)立性。通過(guò)判斷是否開(kāi)始采集來(lái)啟動(dòng)，利用層疊結(jié)構(gòu)來(lái)順序執(zhí)行程序。一開(kāi)始對(duì)必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行清除，以保持簡(jiǎn)潔的界面環(huán)境，根據(jù)一開(kāi)始的初始值設(shè)定，來(lái)控制采集的數(shù)量和速度，途中也可以暫停采集，后續(xù)并作出繼續(xù)采集或終止采集的操作。根據(jù)采集進(jìn)度條可以讓用戶(hù)知道采集還有多少剩余量?？梢詫?shí)現(xiàn)攝氏溫度到華氏溫度的轉(zhuǎn)換。通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，可以判別采集的溫度是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，若不在采取報(bào)警。最后，將采集到的溫度值通過(guò)波形圖和表格顯示出來(lái)，完成了一次溫度采集。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。系統(tǒng)各模塊分析LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。3.1前面板設(shè)計(jì)整個(gè)前面板是在加粗下凹盒修飾下搭建的，看起來(lái)既美觀又簡(jiǎn)潔。上面搭載了共計(jì)19個(gè)控件，實(shí)現(xiàn)的功能很強(qiáng)大，具有良好的人機(jī)交互界面。其中包括：1個(gè)時(shí)間標(biāo)識(shí)、1個(gè)布爾撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、4個(gè)數(shù)值輸入控件、3個(gè)圓形指示燈、2個(gè)數(shù)值顯示控件、1個(gè)字符串顯示控件、1個(gè)采集進(jìn)度條、1個(gè)波形圖、3個(gè)布爾按鈕、1支0～250刻度變化的溫度計(jì)、1張二維的電子表格。如圖3.1所示。圖3.1前面板圖3.2控件初始化當(dāng)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)各個(gè)控件的值進(jìn)行初始化，避免對(duì)后續(xù)采集的數(shù)據(jù)造成影響。初始化控件包括報(bào)警次數(shù)、采集進(jìn)度條、溫度波形圖、表格和百分比控件。如圖3.2所示。圖3.2初始化程序LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。3.3時(shí)間處理LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，要實(shí)時(shí)反映當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間和控制采集速度。因此，采用獨(dú)立while結(jié)構(gòu)完成系統(tǒng)時(shí)間讀取并顯示。如圖所示。圖3.3系統(tǒng)時(shí)間圖圖3.4采集速度控制圖3.4按鍵控制采集開(kāi)始按鍵：通過(guò)機(jī)械動(dòng)作（釋放時(shí)觸發(fā)），按下開(kāi)始采集溫度。如圖3.5所示。圖3.5采集開(kāi)始按鍵采集暫停按鍵：通過(guò)機(jī)械動(dòng)作（釋放時(shí)觸發(fā)），按下暫停采集溫度。如圖3.6所示。圖3.6采集暫停按鍵LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。采集停止按鍵：通過(guò)機(jī)械動(dòng)作（釋放時(shí)觸發(fā)），按下終止采集溫度。如圖3.7所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。圖3.7采集停止按鍵3.5溫度報(bào)警控制由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的溫度值，通過(guò)判斷溫度是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，做出響應(yīng)：如果超過(guò)或低于設(shè)定的溫度范圍，虛擬面板的LED燈亮，同時(shí)報(bào)警次數(shù)+1；反之則不亮，報(bào)警次數(shù)不變。如圖所示。圖3.8溫度報(bào)警圖3.9溫度不報(bào)警3.6進(jìn)度顯示前面板通過(guò)百分比和進(jìn)度條這兩種形式顯示當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的進(jìn)度，以直觀的方式呈LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)?，F(xiàn)在用戶(hù)面前。將單位長(zhǎng)的進(jìn)度條以用戶(hù)設(shè)定的采集數(shù)予以均分，用For循環(huán)的計(jì)數(shù)值去乘以每份數(shù)，從而得到動(dòng)態(tài)的進(jìn)度條，將處理后的數(shù)據(jù)擴(kuò)大100倍，就得到了百分比的值。如圖3.10所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。圖3.10進(jìn)度顯示3.7溫度轉(zhuǎn)換為了滿(mǎn)足不同國(guó)家的人群，設(shè)計(jì)了這個(gè)溫度轉(zhuǎn)換的模塊，使該系統(tǒng)的適用范圍更廣泛。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，很容易就能將攝氏溫度轉(zhuǎn)換為華氏溫度。如圖3.11所示。圖3.11溫度轉(zhuǎn)換圖3.8溫度顯示采用數(shù)值顯示控件、溫度計(jì)、波形圖和表格全方位的顯示采集到的溫度值，通過(guò)波形圖可以直觀的感受到此次溫度采集的變化趨勢(shì)，通過(guò)表格可以記錄下此次溫度采集的數(shù)據(jù)，具有較好的可移植性。如圖3.12所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。圖3.12溫度顯示圖LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。系統(tǒng)調(diào)試LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。4.1初始值設(shè)定系統(tǒng)調(diào)試前首先應(yīng)該設(shè)置正確的初始值，這樣系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。如圖4.1所示。圖4.1初始值設(shè)定4.2采集開(kāi)始初始值設(shè)定完畢后，點(diǎn)擊“采集開(kāi)始”按鍵，系統(tǒng)開(kāi)始采集溫度。如圖4.2所示。圖4.2采集開(kāi)始4.3采集暫停在溫度采集過(guò)程中，點(diǎn)擊“采集暫?！保瑫?huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，內(nèi)容是“溫度采集已被暫LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。停！是否終止？”，接下來(lái)需要你做出相應(yīng)的操作。如圖4.3所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。圖4.3采集暫停4.4采集完成當(dāng)系統(tǒng)溫度采集完成后，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，內(nèi)容是“采集完畢！”，波形圖和表格分別會(huì)顯示系統(tǒng)本次采集到的所有數(shù)據(jù)。如圖4.4所示。圖4.4采集完成4.5采集停止當(dāng)系統(tǒng)溫度采集完成后，點(diǎn)擊“采集停止”按鈕，就退出溫度采集系統(tǒng)。如圖4.5所示。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。圖4.5采集停止

LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。總結(jié)

LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。參考資料1．張健，韓薪莘.《LabVIEW圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用》.北京：中國(guó)鐵道出版社2．戴鵬飛.《測(cè)試工程與LabVIEW應(yīng)用》.北京：電子工業(yè)出版社3．路林吉.虛擬儀器的應(yīng)用.電子技術(shù)LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。附錄一前面板LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。附錄二程序框圖LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)LabVIEW虛擬溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))全文共20頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。環(huán)節(jié)項(xiàng)目評(píng)價(jià)優(yōu)