基于虛擬儀器技術(shù)的果園生態(tài)環(huán)境課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　?。?011 /2012 學(xué)年 第 1 學(xué)期）</p><p>　　課程名稱 ： 智能儀表課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目 ： 果園生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) </p><p>　　專業(yè)班級(jí) ：

2、自動(dòng)化三班 </p><p>　　學(xué)生姓名 ： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師 ： </p>

3、<p>　　設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2 周 </p><p>　　設(shè)計(jì)成績(jī) ： </p><p>　　2012 年 1 月 5 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

4、;　　一、概述2</b></p><p><b>　　二、方案設(shè)計(jì)2</b></p><p><b>　　三、程序設(shè)計(jì)2</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)初始化3</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)采集3</p><p>　　3.3 采集結(jié)束4&

5、lt;/p><p><b>　　四、前面板設(shè)計(jì)4</b></p><p><b>　　五、運(yùn)行結(jié)果6</b></p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)6</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)7</b></p><p><b>　　一、概述

6、</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬儀器正逐漸成為測(cè)試領(lǐng)域的發(fā)展方向。虛擬儀器是指在通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，用戶根據(jù)自己的需求定義和設(shè)計(jì)具有測(cè)試功能的儀器系統(tǒng)，即虛擬儀器是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的三大主要功能是：數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)測(cè)試和分析；結(jié)果輸出顯示。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號(hào)處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，

7、使用較為廣泛的計(jì)算機(jī)語言就是美國(guó)NI公司的LABVIEW。</p><p>　　LabVIEW是基于通用PC建立的可編程儀器及儀器系統(tǒng)，就是在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶設(shè)計(jì)定義、具有虛擬前面板、測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。作為一種以計(jì)算機(jī)軟件為核心的新型儀器系統(tǒng)，虛擬儀器具有功能強(qiáng)、測(cè)試精度高、測(cè)試速度快、自動(dòng)化 程度高、人機(jī)界面優(yōu)異、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通常被認(rèn)為是第三代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的同

8、義語。使用虛擬儀器系統(tǒng)可以避免儀器編程過程中的大量重復(fù)性勞動(dòng)，從而大大縮短復(fù)雜程序的開發(fā)時(shí)間，并且客戶可以用不同的模塊來構(gòu)造自己的虛擬儀器系統(tǒng)，選擇統(tǒng)一的測(cè)試策略。通過LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)虛擬溫度測(cè)量系統(tǒng)，改善了工作條件，提高了精度，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本。該系統(tǒng)的擴(kuò)展性很強(qiáng)，可進(jìn)一步擴(kuò)充其功能。</p><p><b>　　二、方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　

9、　溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下為：</p><p>　　1. 由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（0～1）產(chǎn)生的20到40之間的隨機(jī)數(shù)，作為采集的攝氏溫度數(shù)據(jù)。</p><p>　　2. 用戶可以有華氏和攝氏兩種顯示模式，并通過波形圖顯示。</p><p>　　3. 用戶可以設(shè)置溫度上限溫度，溫度超過上限值時(shí)，報(bào)警燈亮。</p><p>　　4. 用戶可以設(shè)置溫度下

10、限溫度，溫度低于下限值時(shí)，綠色指示燈亮。</p><p>　　5. 系統(tǒng)開始采集數(shù)據(jù)前，要對(duì)系統(tǒng)清零，進(jìn)行初始化設(shè)置。</p><p>　　6. 采集系統(tǒng)過程中，用戶若單擊“暫停”按鈕則系統(tǒng)暫停，且會(huì)彈出對(duì)話框“系統(tǒng)處于暫停狀態(tài)”表示暫停采集。</p><p><b>　　三、程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　溫度監(jiān)

11、測(cè)系統(tǒng)的程序框圖如圖3-1所示，框圖的最外層是一個(gè)平鋪循環(huán)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3-1 溫度檢測(cè)系統(tǒng)程序框圖</p><p>　　圖 3-2 系統(tǒng)登陸程序</p><p><b>　　3.1 系統(tǒng)初始化</b></p><p>　　通過對(duì)相應(yīng)輸入文本框進(jìn)行極限輸入實(shí)現(xiàn)初始化設(shè)置。值得注意的是，初始化過程中用到的局

12、部變量都是寫入型的。</p><p><b>　　3.2 數(shù)據(jù)采集</b></p><p>　　數(shù)據(jù)采集部分程序圖如圖3-1所示，最外層是一個(gè)for循環(huán)結(jié)構(gòu)框，通過循環(huán)執(zhí)行25次來實(shí)現(xiàn)溫度的采集。圖中包括六部分內(nèi)容：</p><p>　?。?）溫度的顯示，通過數(shù)值運(yùn)算將0-1內(nèi)的隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換為攝氏溫度值，再分別將其通過顯示控件顯示；</p&

13、gt;<p>　?。?）設(shè)置上限溫度為35ºC，溫度超過35ºC時(shí)，高溫報(bào)警燈亮。</p><p>　?。?）設(shè)置下限溫度為22ºC，溫度低于22ºC時(shí)，低溫警告指示燈亮；</p><p>　　（4）波形顯示，構(gòu)建一個(gè)一維數(shù)組，通過數(shù)組數(shù)據(jù)來控制波形的顯示；</p><p>　?。?）暫?？刂疲ㄟ^將“暫?！卑粹o

14、連接到一個(gè)條件框圖上來實(shí)現(xiàn)控制；</p><p>　　（6）數(shù)據(jù)采樣間隔，通過一個(gè)等待函數(shù)實(shí)現(xiàn)0.1s的采樣間隔。</p><p><b>　　3.3 采集結(jié)束</b></p><p>　　如圖3-1程序框圖的最右邊，數(shù)據(jù)采集完畢后，輸出波形改變。</p><p><b>　　四、前面板設(shè)計(jì)</b>

15、</p><p>　　前面板設(shè)計(jì)及運(yùn)行結(jié)果如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)登錄界面</p><p>　　圖4-2 溫度檢測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)控前面板界面</p><p>　　圖4-3 溫度檢測(cè)系統(tǒng)曲線前面板界面</p><p><b>　　五、運(yùn)行結(jié)果</b></p><

16、;p><b>　?。?）波形圖</b></p><p>　　圖5-1 實(shí)時(shí)曲線波形顯示</p><p><b>　　六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過這次溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我對(duì)虛擬儀器的應(yīng)用及Labview的掌握程度又上升了一個(gè)臺(tái)階。這次課程設(shè)計(jì)，是我們對(duì)本學(xué)期這門課程所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，把我們?cè)诒?/p>

17、學(xué)期學(xué)的理論提高到實(shí)踐的高度。不僅鍛煉了自己動(dòng)手實(shí)踐操作的能力，而且學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西，使實(shí)踐與實(shí)際結(jié)合起來，達(dá)到能力的綜合提高。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)中我們學(xué)會(huì)了在復(fù)雜的問題面前怎樣去分析，找到問題的關(guān)鍵所在，而且認(rèn)識(shí)到這種能力的重要性。在此過程中，我也增加了學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)自己成果的成就感必須在經(jīng)歷汗水后才能體會(huì)到。在這次課程設(shè)計(jì)中，如果一個(gè)人做會(huì)遇到很多困難，很難完成什么，也讓我明白了團(tuán)隊(duì)

18、的精神的重要性，只有大家分工協(xié)作，互相幫助，才能做出理想的成果。這次設(shè)計(jì)也暴露出了我們的許多不足之處，理論聯(lián)系實(shí)際的能力不夠，我們還是缺乏工程實(shí)踐的能力，這需要我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)工作中多留心，積累經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 侯國(guó)屏,王坤. Labview7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社,2002</

19、p><p>　　[2] 楊樂平.LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 張凱等.LabVIEW虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開發(fā).國(guó)防工業(yè)出版社,2004</p><p>　　[4] 張凱，郭棟.虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開發(fā).國(guó)防工業(yè)出版社,2004</p><p>　　[5] 詹惠琴.虛擬儀器設(shè)計(jì). 北京：高等教