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基于_LabVIEW的温湿度测控系统设计_毕业设计.docx
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基于_LabVIEW的温湿度测控系统设计_毕业设计.docx
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摘 要
摘 要
随着科技的飞速发展,各行各业对温湿度测试与控制的要求也越来越高。传
统的温湿度监测模式是以人为基础,依靠人工轮流值班,人工巡回查看等方式来
测量和记录环境信息。在这种模式下,不仅效率低下,而且还会造成人力资源的
浪费。
课题针对这一问题,利用虚拟仪器技术实现了一种新型智能化的温湿度监测
报警系统。系统硬件电路的设计采用数字温度传感器 DS18B20 和湿度传感器
HS1101 进行环境温湿度数据的采集;数据传输采用串行方式,使用 AT89S51 单片
机完成环境数据向 PC 上位机的传送,然后,在 LabVIEW 开发环境下,用 LabVIEW
这一图形化设计语言来完成数据滤波、数据融合等数据优化处理,并实现数据记
录、数据回读及越限报警等功能。从而实现了基于虚拟仪器技术的环境度监测报
警系统的设计。测试表明,设计开发的馆藏室温湿度监测系统,可实现精确地温
湿度监测与报警,且智能化的系统设计达到了节省人力和提高效率的目的。
关键词:虚拟仪器 馆藏室温湿度 LabVIEW 监测系统
目 录 i
目 录
摘 要 ...............................................................i
目 录 ...............................................................i
第一章 绪 论 ........................................................1
1.1 馆藏室温湿度监测系统概述 ..........................................................................................1
1.2 温湿度监测系统的研究现状 ..........................................................................................1
1.3 虚拟仪器技术..................................................................................................................2
1.3.1 虚拟仪器技术的兴起与发展...................................................................................2
1.3.2 虚拟仪器技术简介...................................................................................................3
1.3.3 虚拟仪器技术的特点...............................................................................................4
1.4 研究内容与论文结构......................................................................................................5
1.4.1 研究内容...................................................................................................................5
1.4.2 论文整体结构...........................................................................................................5
第二章 馆藏室温湿度监测系统的总体设计 ...............................6
2.1 馆藏室温湿度监测系统工作原理 ..................................................................................6
2.2 馆藏室温湿度监测系统组成结构 ..................................................................................7
2.3 馆藏室温湿度监测系统系统参数 ..................................................................................8
2.4 馆藏室温湿度监测系统功能特点 ..................................................................................9
第三章 系统硬件的设计 ..............................................11
3.1 馆藏室温湿度要求........................................................................................................11
3.2 硬件电路设计................................................................................................................11
3.3 温度监测电路的设计....................................................................................................11
3.3.1 DS18B20 数字式温度传感器简介 .........................................................................12
3.3.2 DS18B20 测量温度 .................................................................................................14
3.4 湿度监测电路的设计....................................................................................................15
3.4.1 HS1101 湿度传感器简介 .......................................................................................15
3.4.2 HS1101 测量湿度 ...................................................................................................16
3.5 数据采集电路的设计....................................................................................................17
ii 目 录
3.5.1 数据传输.................................................................................................................18
3.6 系统抗干扰设计..............................................................................................................18
3.6.1 传输线的屏蔽技术.................................................................................................18
3.6.2 控制信号负逻辑传输.............................................................................................18
第四章 系统软件的设计 ..............................................19
4.1 LabVIEW 简介 ..............................................................................................................19
4.2 系统用户登陆界面........................................................................................................20
4.3 系统自检........................................................................................................................21
4.4 温度监测软件的实现....................................................................................................22
4.4.1 温度数据的处理.....................................................................................................22
4.4.2 温度数据的显示与报警.........................................................................................24
4.5 湿度监测软件的实现....................................................................................................25
4.5.1 湿度数据的处理.....................................................................................................25
4.5.2 湿度数据的显示与报警.........................................................................................25
4.6 数据记录与历史数据回读 ............................................................................................25
4.6.1 数据记录.................................................................................................................26
4.6.2 历史数据回读.........................................................................................................26
第五章 总结与展望 ..................................................27
参考文献 ............................................................29
第一章 绪 论
第一章 绪 论
1.1 馆藏室温湿度监测系统概述
我们国家拥有大量的图书馆和博物馆,珍藏着大量价值不菲的书籍、文物和文
献资料。各企事业单位也拥有自己的重要纸质和电子类档案资料的存放库房。科
学研究表明,馆藏室的温度和湿度直接影响着珍贵的书籍、文物和文献资料的保
存时间,因此为了使图书馆和博物馆中的书籍、文物和文献资料保存的时间更久
远,有必要对图书馆和博物馆馆藏室的温度和湿度进行严格监控。传统的监控方
式是利用人工记录温湿度计的数值,一天两次,不能实现24小时监视,从而不能
及时发现问题。随着计算机和现代测控技术的发展,虚拟仪器技术也得到了迅速
发展.并在诸多的工程实践领域得到了很好地应用。充分利用普通计算机这个通
用而且功能又相当强大的资源,借助于虚拟仪器技术来开发馆藏室温湿度监控系
统不失为一个很好的设想。
1.2 温湿度监测系统的研究现状
近年来,国内外温湿度传感器测量系统正向集成化、智能化发展,随着科研人
员的不断努力,该类型系统取得了巨大的成就。现代温湿度传感器测量系统技术
主要以数据采集为依据,主要类型包括:虚拟仪器、智能仪器、数字式仪器等等。
伴随电子科学技术的进一步发展,数据采集系统也发生了日新月异的变化,其整
体的性能、实用性方面都有所改进。因此,依托于数据采集结构而发展的温湿度
传感器测量系统在实际应用中也发挥着越来越重要的作用。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说,这种结
合有两种方式:一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,
目前已经出现含嵌入式系统的仪器;另一种方式是将仪器装入计算机,以通用的
计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。
随着科技的进步,传统的温湿度测试技术在稳定性、精度等方面已经无法满足
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