基于LabVIEW的温湿度测控系统

基于LabVIEW的温湿度测控系统

1、设计目标

利用LabVIEW图形化编程平台，设计一个温湿度测控系统，对某一环境中的温度湿度进行测量、显示、控制以及记录。自行设计用户界面，自行定义数据类型，自行选择程序结构和函数方法，要求最终系统UI友好、功能完善、操作简便。

2、设计内容

●采用仿真方式生成温湿度信号；

●使用温度计、仪表盘或其它控件显示即时温湿度信息，使用波形

显示控件记录温湿度曲线数据并能保存到指定路径和格式文件中；

●具备温湿度范围显示，要求系统具有警示功能；

●设计子VI，对温湿度范围进行调整；

●输出虚拟控制信号，自动控制外部设备调节温湿度；

●自定义其它功能。

3、前面板设计

图 1 温湿度测控系统前面板图

温湿度测控系统前面板如图1所示。具体功能如下：●使用波形图显示每次采集的温湿度数据曲线图

●使用温度计和仪表盘分别显示每次采集的温湿度数据●使用波形图显示24小时的温湿度数据曲线

●使用滑动条调节温湿度范围并显示具体范围的数值

●使用数值输入控件调节虚拟外部设备功率

●使用指示灯显示温湿度超界警告

●使用指示灯显示虚拟外部设备工作状态

●使用波动开关控制系统启停

4、程序框图

●设计思路

图 2 温湿度测控系统总程序框图

图 3 系统流程图

系统程序框图如图2所示，系统的工作流程如图3所示。当系统

启动后数据采集器便开始工作，将采集到的温湿度数据与系统设置的温湿度范围进行比较。若温湿度超过设定范围则激活警报装置。之后判断温湿度是大于设定上界还是小于设定下界，若超过设定上界则启动虚拟外设进行降温或除湿，反之若超过设定下界则启动虚拟外设进行升温或加湿。之后将数据通过显示设备显示出来并保存到指定文件中。

●温湿度控制调节子VI设计

图4所示为温度控制调节程序框图，不过它同样可以用作湿度控制调节。其工作流程不难从图中看出：将采集到的温度数据与设定的温度范围进行比较并结合外设功率确定外设的升温功率和降温功率。当采集到的温度大于最大值时输出负数表示降温，反之输出正数表示升温。

图 4 温湿度控制调节子VI程序框图

●温度模块

图 5 温度模块程序框图

系统中假设每分钟采集一次数据，在虚拟程序中的采集间隔为20毫秒。循环第一次开始时使用室外温度作为温控模块的输入。当数据进过温控模块处理后判断是否启动虚拟外部设备并将结果返回给显示控件。之后的循环将使用经过调节的温度作为温控模块的输入以体现温度调节的过程。在温度模块中还有一个公式节点用来控制最大值和最小值的合法性，当设定的最大值小于最小值或最小值大于最大值时将自动将前面板的设定最小值的滑动条控件调节至小于等于最大值滑动条控件的地方。此外通过判断温控模块输出的调节值可以简单的判断出外设的工作状态和是否产生报警信号。

湿度模块和温度模块的逻辑结构一样，在此不再赘述。

5、系统运行与调试

温度调控结果

图 6 温度调控结果

系统中设置的温度范围为16-24摄氏度。从温度调节波形可以看出当采集的外界温度超出24摄氏度时立即启动虚拟空调进行降温直到小于等于24摄氏度为止。

湿度调控结果

图 7 湿度调控结果

系统中设置的湿度范围为50-70。从控制面板中可以看出，当前的湿度为75，所以除湿器开始工作并产生报警信号。

数据输出

图 8 数据记录部分截图

图8中每一列为每小时里记录的数据，由于版面限制，只截取了部分数据。

6、设计总结与体会

在课题的研究开发过程中，充分应用LabVIEW虚拟仪器技术的优点，由于缺少硬件设备便采用虚拟温湿度信号，设计了工作可靠性高、操作简单的温湿度测控系统。该系统包含温湿度实时设置与显示、温湿度控制曲线实时显示、系统状态监测、历史数据记录等功能块，可实现温湿度设定值的实时设置、温湿度超标的实时报警、温湿度控制曲线的实时监测、系统工作状态的实时监测、历史测控数据记录及温度调节等。从系统的测试结果可知，系统可实现可靠检测的同时，实现了操作界面简单、可视性好的特点。