基于LabVIEW的無(wú)線溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．2 溫度控制電路
溫度控制電路如圖2所示，它主要由NPN型晶體管Q1、TLP521-1型光電耦合器U1和大功率NMOS管Q2組成。上位機(jī)程序控制系統(tǒng)將檢測(cè)溫度值與系統(tǒng)設(shè)定值進(jìn)行比較，按照PID控制算法進(jìn)行運(yùn)算，從單片機(jī)的P1．2口輸出占空比可調(diào)的PWM信號(hào)，經(jīng)晶體管Q1驅(qū)動(dòng)后，控制光電耦合器U1的通斷，繼而控制NMOS管Q2(IRF840A)的通斷時(shí)間，從而控制加熱對(duì)象――大功率電阻R的加熱時(shí)間，使其達(dá)到設(shè)定的溫度值。為方便實(shí)驗(yàn)，采用的R為大功率線繞電阻，額定功率10W，額定電阻10Ω，采用+12V直流電源供電。由于流過(guò)加熱電阻R的電流較大，故為R供電的+12V直流電源必須與為其他模擬器件供電的+12V直流電源分開。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195431.htm
2．3 無(wú)線通信電路
無(wú)線通信電路采用上海順舟網(wǎng)絡(luò)科技有限公司的SZO5系列ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。該模塊提供RS232、RS485和TTL三種接口標(biāo)準(zhǔn)，傳輸距離可達(dá)100～2 000m。為了提高開發(fā)效率，采用該模塊的RS232接口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的串行無(wú)線通信，使得軟件編程變得簡(jiǎn)單。若系統(tǒng)對(duì)距離并無(wú)要求，只需使用1根串口線便能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信，而不必更改軟件設(shè)計(jì)，通用性強(qiáng)，適合各種應(yīng)用場(chǎng)合。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3．1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)軟件采用LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言來(lái)完成控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)。LabVIEW提供了一個(gè)非常簡(jiǎn)潔直觀的圖形化編程環(huán)境，設(shè)計(jì)者可以輕松組建測(cè)量系統(tǒng)，構(gòu)造友好美觀的操作界面，無(wú)需編寫繁瑣的計(jì)算機(jī)程序代碼，大大簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)，提高開發(fā)效率。
圖3給出了上位機(jī)LabVIEW控制平臺(tái)的溫度監(jiān)控界面(正在進(jìn)行溫度采集顯示時(shí)的界面)。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集與顯示、數(shù)據(jù)處理與報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及PID控制等模塊組成。用戶通過(guò)鼠標(biāo)在界面上操作，便可實(shí)現(xiàn)溫度的采集、顯示、處理、報(bào)警、保存及控制等功能。
(1)數(shù)據(jù)采集與顯示模塊
數(shù)據(jù)采集與顯示模塊主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)串口及無(wú)線通信模塊接收單片機(jī)發(fā)送來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。為了保證計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的順利通信，首先應(yīng)進(jìn)行串口初始化，如設(shè)置串口號(hào)COMl、波特率9600、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)及流控制。程序運(yùn)行時(shí)，單擊
“開始采集”按鈕，系統(tǒng)便能接收到單片機(jī)發(fā)送來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)溫度儀表控件顯示當(dāng)前采集到的溫度值。此外，數(shù)據(jù)采集模塊所接收到的是一組離散的溫度信號(hào)值，通過(guò)波形圖表顯示控件進(jìn)行逐點(diǎn)顯示并連線，可繪制出溫度趨勢(shì)曲線，拖動(dòng)曲線圖右下方的滑塊，并可查看歷史溫度曲線。
(2)數(shù)據(jù)處理與報(bào)警模塊
數(shù)據(jù)處理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)。單擊系統(tǒng)界面上的“創(chuàng)建直方圖”按鈕，系統(tǒng)便執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)囟葦?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在波形圖控件中顯示溫度直方圖，便于用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
溫度報(bào)警模塊主要實(shí)現(xiàn)高溫報(bào)警和低溫報(bào)警。用戶在系統(tǒng)界面中設(shè)置溫度上下限值，當(dāng)實(shí)際溫度大于溫度上限或小于溫度下限時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)指示燈給出高溫報(bào)警(紅燈亮)或低溫報(bào)警(黃燈亮)，提示用戶溫度超限，以確保人員及設(shè)備安全。
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