基于LabVIEW的溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、LabVIEW技術(shù)大作業(yè)題目：基于LabVIEW的溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：信息與通信工程學(xué)院班級(jí)：通信133學(xué)號(hào)：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx1、 設(shè)計(jì)背景 LABVIEW最初就是為測(cè)試測(cè)量而設(shè)計(jì)的，因而測(cè)試測(cè)量也就是現(xiàn)在LABVIEW最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)過多年的發(fā)展，LABVIEW在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。至今，大多數(shù)主流的測(cè)試儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備都擁有專門的LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制這些硬件設(shè)備。同時(shí)，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的LabVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能，用戶在這些工具包的

2、基礎(chǔ)上再開發(fā)程序就容易多了。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序。2、 系統(tǒng)方案本設(shè)計(jì)的程序框圖和前面板圖分別是圖1.1和圖1.2，“溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).vi”是一個(gè)測(cè)量溫度并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸出到文件的VI。此VI中的溫度是用一個(gè)20至40的隨機(jī)整數(shù)來代替的，測(cè)試及采集100個(gè)溫度值，每隔0.25秒測(cè)一次，共測(cè)定25秒。在數(shù)據(jù)采集過程中，VI將在前面板的波形圖上實(shí)時(shí)地顯示測(cè)量結(jié)果。采集過程結(jié)束后，波形圖上顯示出溫度數(shù)據(jù)曲線，數(shù)組中顯示每次的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，并在顯示控件中顯示測(cè)試中溫度的最大值、最小值和平均值，同時(shí)把測(cè)量的溫度值以文件的形式存盤。圖1.1

3、溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集程序框圖1.2溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集前面板圖二、系統(tǒng)各模塊介紹2.1循環(huán)模塊 For循環(huán)用于將某段程序循環(huán)執(zhí)行指定的次數(shù)，是總數(shù)接線端，指定For循環(huán)內(nèi)部代碼執(zhí)行的次數(shù)。如將0或負(fù)數(shù)連接至總數(shù)接線端，F(xiàn)or循環(huán)不執(zhí)行。是計(jì)數(shù)接線端，表示完成的循環(huán)次數(shù)。第一次循環(huán)的計(jì)數(shù)為0。 本設(shè)計(jì)使用for循環(huán)將循環(huán)內(nèi)的程序循環(huán)100次。2.1 for循環(huán)2. 2等待模塊本設(shè)計(jì)使用等待函數(shù)來等待指定長(zhǎng)度的毫秒數(shù)，并返回毫秒計(jì)時(shí)器的值。連線0至毫秒計(jì)時(shí)值輸入，可迫使當(dāng)前線程放棄對(duì)CPU的控制。2.2 等待時(shí)間函數(shù)結(jié)構(gòu)程序設(shè)置等待時(shí)間為250ms，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中測(cè)試及采集100個(gè)溫度值，每隔0.25秒測(cè)

4、一次，共測(cè)定25秒。2.3溫度測(cè)量及記錄模塊由于計(jì)劃本設(shè)計(jì)的輸出到文件的格式為如下：點(diǎn)數(shù) 時(shí)間（s） 溫度值（c）1 0.000000 23.0000002 0.250000 30.0000003 0.500000 26.000000 這部分寫入的是除了題頭的部分，用格式化寫入字符串 (函數(shù))使數(shù)據(jù)格式化為文本，并使文本寫入文件。寫入的內(nèi)容分為三個(gè)部分，第一部分是“點(diǎn)數(shù)”的數(shù)據(jù)，是將for循環(huán)的計(jì)數(shù)接線端和“加一”函數(shù)相連，輸出長(zhǎng)整形數(shù)據(jù)到“輸入1”。第二部分是“時(shí)間”的數(shù)據(jù)，是將for循環(huán)的計(jì)數(shù)接線端和雙精度常數(shù)0.25用乘法函數(shù)輸出雙精度數(shù)據(jù)到“輸入3”第二部分是“溫度值”的數(shù)據(jù)，溫度是用

5、一個(gè)20至40的隨機(jī)整數(shù)來代替的，隨機(jī)數(shù)（0-1）和雙精度常數(shù)20用乘法函數(shù)相乘的輸出值和雙精度常數(shù)20用加法函數(shù)相加，將輸出值用最近數(shù)取整函數(shù)向最近的整數(shù)取整，將取整后的值輸出雙精度數(shù)據(jù)到“輸入5”。輸入2、輸入4、輸入6為制表符常量。2.3 溫度測(cè)量及記錄模塊程序框圖2.4格式化寫入字符串函數(shù)結(jié)構(gòu)2.4儲(chǔ)存文件模塊一個(gè)典型的文件I/O操作包括3個(gè)步驟：創(chuàng)建或打開一個(gè)文件；做讀取或?qū)懭氩僮鳎魂P(guān)閉文件。本設(shè)計(jì)使用了打開/創(chuàng)建/替換文件 (函數(shù))，寫入文本文件 (函數(shù)) ，關(guān)閉文件 (函數(shù))和簡(jiǎn)易錯(cuò)誤處理器 VI 來構(gòu)成儲(chǔ)存文件的模塊。2.5儲(chǔ)存文件模塊程序框圖2.4.1打開/創(chuàng)建/替換文件 (

6、函數(shù))2.6打開/創(chuàng)建/替換文件函數(shù)結(jié)構(gòu)0read/write1read-only2write-only 權(quán)限指定訪問文件的方式。 默認(rèn)值為read/write。 錯(cuò)誤輸入（無錯(cuò)誤）表明節(jié)點(diǎn)運(yùn)行前發(fā)生的錯(cuò)誤。該輸入將提供標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸入功能。 在本設(shè)計(jì)中，運(yùn)行程序后，提示“選擇或輸入一個(gè)需打開的文件路徑”，可以創(chuàng)建或選擇一個(gè)txt文件，用來記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。2.4.2寫入文本文件 (函數(shù))2.7寫入文本文件函數(shù)結(jié)構(gòu) 此函數(shù)使字符串或字符串?dāng)?shù)組按行寫入文件。其中文本是函數(shù)寫入文件的數(shù)據(jù)。文本可以是字符串和字符串?dāng)?shù)組。本設(shè)計(jì)中的第一個(gè)循環(huán)外的寫入文本文件函數(shù)和連接字符串相連實(shí)現(xiàn)字符串寫入文件的功能，在連接

7、字符串中將字符串“點(diǎn)數(shù) 時(shí)間（s） 溫度值（c）”和行結(jié)束常量連接。循環(huán)內(nèi)的寫入文本文件函數(shù)將在之前的文本文件中繼續(xù)寫入字符串，由溫度測(cè)量及記錄模塊的“格式化寫入字符串”的輸出提供數(shù)據(jù)。2.4.3關(guān)閉文件 (函數(shù)) 本設(shè)計(jì)使用關(guān)閉文件函數(shù)來關(guān)閉引用句柄指定的打開文件，并返回至引用句柄相關(guān)文件的路徑。2.8關(guān)閉文件函數(shù)結(jié)構(gòu)2.4.4簡(jiǎn)易錯(cuò)誤處理器 VI 當(dāng)本設(shè)計(jì)關(guān)閉文件時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，顯示有錯(cuò)誤發(fā)生。如發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤，該VI返回錯(cuò)誤描述，或選擇性地打開一個(gè)對(duì)話框。2.9簡(jiǎn)易錯(cuò)誤處理器結(jié)構(gòu)2.5顯示模塊2.10顯示模塊程序框圖2.11顯示模塊前面板圖 本設(shè)計(jì)的顯示模塊由五個(gè)部分構(gòu)成，分別是前面板的波形圖

8、顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、數(shù)組顯示的數(shù)據(jù)和三個(gè)數(shù)值顯示控件顯示的最大最小值及均值。在數(shù)據(jù)框圖中將溫度測(cè)量及記錄模塊的溫度值輸出到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的波形圖控件和記錄數(shù)據(jù)的數(shù)組中，就可以在前面板上觀察到測(cè)試的溫度值，將其溫度值經(jīng)過“均值VI”輸出平均值到平均值的顯示控件中，經(jīng)過“數(shù)組最大值與最小值”函數(shù)分別輸出最大值和最小值到相應(yīng)顯示控件中，連接時(shí)隧道模式選擇索引。3、 系統(tǒng)性能： 在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在很多行業(yè)都被需要，而且可以配合別的軟件使用。此溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)清晰明了，用戶可以快速理解和使用。4

9、、 心得體會(huì)經(jīng)過幾天的labview大作業(yè)研究和實(shí)踐，我收獲了很多。結(jié)合之前課堂作業(yè)和課后實(shí)踐的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，我通過查閱資料和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)想，反復(fù)實(shí)踐和修改調(diào)試，設(shè)計(jì)了出一個(gè)溫度測(cè)量及數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)。通過這次設(shè)計(jì)，讓我更近一步地熟悉了LabVIEW開發(fā)環(huán)境和編程方法，以及程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型、圖形顯示等方法，掌握了軟件開發(fā)流程及其調(diào)試技術(shù)。設(shè)計(jì)的每一步都是細(xì)細(xì)推敲過的，讓我培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)的學(xué)習(xí)態(tài)度，反復(fù)改良此系統(tǒng)的功能和面板圖，使我懂得了精益求精的道理。以后會(huì)更深入的學(xué)習(xí)labview，讓它更多的應(yīng)用在我們其他方面的學(xué)習(xí)和研究中。參考文獻(xiàn)：1 周鵬，許鋼，馬曉瑜，汪石農(nóng)，張明艷. LabVIEW信號(hào)處理. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2013, 第1版, 51-55.2 楊樂平，李海濤，肖相生等. L