模拟环境温度监测

模拟环境温度监测项目报告

第1章概述

1.1 硬件

1、计算机

计算机采用的是普通的PC机，要求其要安装相应的软件和硬件，其作用在于实现模拟环境温度的变化并作出相应提示，创建一个环境温度检测的友好界面。

1.2 软件

1、LabVIEW2011

NI LabVIEW 2011是实验室虚拟仪器工程平台，是NI 创立的一种功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具，它是一种编程语言，与其他常见的编程语言相比，最大的特点就是图形化的编程环境。

LabVIEW 中可以创建程序VI，VI是虚拟仪器的缩写，由前面板、程序框图、图标和连接板组成；LabVIEW数据大致分为两大类：标量类（单元素）、结构类（包括一个以上的元素），并且用颜色和连线来表示各类数据。

1.3 系统功能

本系统以LabVIEW的图形化开发为基础，以LabVIEW中的丰富函数为主要功能部件，实现模拟环境温度的变化，以及报警和显示报警提示。

本系统为模拟环境温度监测系统，实现环境温度的监测。首先设定温度的上下限值，手动改变温度大小来模拟温度的变化；当前温度先经过与温度上下限比较，若大于温度上限则报警提示显示中暑报警，若小于温度下限则报警提示显示冻伤报警；然后判断报警提示中的内容：当中暑报警时，指示灯为红灯闪烁；当冻伤报警时，指示灯为蓝色闪烁；当无警告时，指示灯为绿色不闪烁。整个系统只有按下停止模拟按钮才会停止，否则会一直进行监测。其系统的框图如图1.1所示。

图1.1 系统框图

第2章系统前面板设计

2.1 数值输入与显示控件

在前面板中，使用了三个数值控件，在新式数值中可以找到。其中两个数值输入控件，用来输入温度的上下限；一个数值显示控件，用来显示当前温度。为了美观与方便，数值输入控件的显示项中去掉增量/减量；数值显示控件的属性中设置显示格式为浮点数、两位精度位数；把数值控件的标签均修改相应的提示信息，以便理解和观察。

2.2 垂直指针滑动杆

垂直指针滑动杆在新式数值中，属于数值控件。为了美观，我把垂直指针滑动杆标签改为了温度输入，填充项改为了无填充，并把滑动杆的颜色改动了以下。垂直滑动杆的刻度设置为了-30~45℃，用来模拟环境的温度变化，手动变化滑块的位置即可达到模拟环境温度的目的。

2.3 圆形指示灯

圆形指示灯用来中暑和冻伤报警使用的，在新式布尔中，中暑报警时是闪烁红色，冻伤报警时是闪烁蓝色。在使用时注意调整好指示灯的大小和位置，并且去掉标签。

2.4 波形图表

波形图表在新式波形中，主要用来显示波形数据，如常见的正弦波、方波等等。其横坐标表示数据标号，纵坐标表示数据值。本系统中使用波形图表显示一段时间的温度变化曲线。

2.5 停止按钮

停止按钮在新式布尔中，用来停止整个系统的运行。为了美观，我把停止按钮的标签去掉了，并把布尔文本改为“停止模拟”。

综合以上几点，并通过各种修饰的使用，为了美观大方，本系统的前面板设计成如图2.1所示的形式。

图2.1 系统前面板

第3章系统功能实现

3.1 温度比较

由滑杆模拟的温度输入经过与温度上下限的比较，输出各个报警提示信息。

图3.1 温度比较及报警输出

通过滑杆输入的温度先经过与温度上下限比较，若大于温度上限则报警提示显示“中暑报警”，若小于温度下限则报警提示显示冻伤报警；温度波形和当前温度均用来显示当前的温度信息，不同的是温度波形是以波形的形式显示，而当前温度是以数字显示，一个形象直观，一个具体明确。

为选择函数，在编程比较中，用来根据条件的真假判断输出。依据比较函数的值，返回连线至“中暑报警”或“冻伤警告”或“无警告”。比较函数为TRUE时，函数返回连线至在选择函数上端的字符串。比较函数为FALSE时，函数返回连线至选择函数下端的字符串。

3.2 指示灯报警

如图3.2所示，指示灯的报警是通过一个条件结构实现的，把经过比较输出的报警提示字符串连接到条件结构的分支选择器上，根据输入与选择器标签的对应，选择执行相应的程序。当中暑报警时，指示灯为红灯闪烁；当冻伤报警时，指示灯为蓝色闪烁；当无警告时，指示灯为绿色不闪烁。

图3.2 指示灯报警

条件结构包括一个或多个子程序框图、分支、结构执行时，仅有一个子程序框图或分支执行。连线至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数、枚举类型或错误簇，用于确定要执行的分支。右键单击结构边框，可添加或删除分支。通过标签工具可输入条件选择器标签的值，并配置每个分支处理的值。在本系统中，条件结构有三个分支，分别为：无警告、中暑警告以及冻伤警告。

为属性节点，是通过指示灯右击选择属性节点中的闪烁属性得到的。系统要求要用不同颜色只是报警来区分温度，所以属性节点中还要添加颜色属性。在颜色属性的输出端创建显示控件，即可得到四个元素组成的数组。把数组中的每个元素均用数值中的颜料盒代替，并为四个元素选择相同的颜色（中暑为红色、冻伤为蓝色、无警告为绿色），然后把此控件右击转换成常量。将闪烁和颜色属性均设置为入，把创建好的颜色常量对应复制给指示灯的颜色属性，然后把无警告下的闪烁属性设为F、把冻伤报警下的闪烁属性设为T、把中暑报警下的闪烁属性设为T。

3.3 系统整体程序框图

如图3.3所示，本系统主要由两部分组成，一是温度比较，二是显示报警提示和报警指示。

图3.3系统整体程序框图

第4章调试测试

设置温度上限为35℃，温度下限为-15℃，打开运行按钮，在滑杆上拖动滑块，观察当前温度值、报警提示信息变化以及温度波形变化。

如图4.1所示，当温度为14.31℃时，系统的运行结果。

图4.1 14.31℃时系统的运行结果

如图4.2所示，当温度为38.3℃时，系统的运行结果。

图4.2 38.3℃时系统的运行结果

如图4.3所示，当温度为-18.54℃时，系统的运行结果。