開題報告--基于labview和usb 技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告</p><p>　　題目：　 基于LabVIEW和USB 技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　</p><p><b>　　選題背景和意義</b></p><p>　　隨著虛擬儀器技術(shù)在測控系統(tǒng)的廣泛使用，測控技術(shù)走向軟件化、圖形

2、化的趨勢明顯，虛擬儀器“以軟代硬”的思想，在大大降低工程中硬件所占比重的同時，也大大降低了工程技術(shù)人員使用門檻．但在學(xué)習(xí)LabVIEW語言時存在的問題是供學(xué)習(xí)使用的硬件不多。價格高的硬件是擺在每一位學(xué)虛擬儀器數(shù)據(jù)采集的學(xué)習(xí)者很難解決的矛盾，對于希望學(xué)習(xí)LabVIEW的廣大工程技術(shù)人員而言，開發(fā)一種易學(xué)易用的成本低廉的智能儀表幫助學(xué)習(xí)虛擬儀器設(shè)計(jì)。是很有意義的?；谶@種思想，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為下住機(jī)，以LabVIEW軟件作為上位機(jī)的

3、虛擬儀器學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺，該平臺價格低．工程技術(shù)人員或?qū)W生可以通過該平臺的學(xué)習(xí)，很快上手開發(fā)實(shí)際工程，因而本實(shí)驗(yàn)裝置具有很強(qiáng)的實(shí)用價值[1]。</p><p>　　溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境參數(shù),對其進(jìn)行適時準(zhǔn)確的測量具有重要意義。很多生產(chǎn)設(shè)備、熱工裝置及大型倉庫等需要進(jìn)行溫度測量，但由于許多工作場合環(huán)境惡劣,不宜采取人工測量,因此,設(shè)計(jì)一種能夠進(jìn)行溫度的自動檢測系統(tǒng)具有較為廣泛的應(yīng)用價值。根據(jù)溫度傳感器的性能特點(diǎn)和

4、測試要求，利用虛擬儀器(Virtual Instruments，簡稱VI)[2]代替真實(shí)的儀器設(shè)備,基本不用投入儀器設(shè)備及硬件,設(shè)計(jì)出具有優(yōu)越性價比的傳感器特性測試系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)在LabVIEW虛擬儀器平臺上開發(fā)出一個溫度采集系統(tǒng)，利用LabVIEW的良好界面對數(shù)據(jù)采集進(jìn)行有效控制，在LabVIEW里實(shí)時顯示數(shù)據(jù)。但是LabVIEW開發(fā)的虛擬儀器通常都是建立在LabVIEW支持的價格昂貴的數(shù)據(jù)

5、采集硬件之上的。以單片機(jī)為核心的多點(diǎn)溫度采集雖然硬件成本較低，但開發(fā)過程復(fù)雜，編程工作量大，周期長，效率低[3]。為提高系統(tǒng)的性價比，本課題以單片機(jī)為核心的最小系統(tǒng)作為前端的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過串口與PC機(jī)進(jìn)行連接，LabVIEW軟件自身有串口驅(qū)動程序，可以實(shí)現(xiàn)串口功能，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)主系統(tǒng)，在LabVIEW環(huán)境下對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。這樣，既充分利用了LabVIEW的強(qiáng)大功能，又發(fā)揮了單片機(jī)快速及靈活的特點(diǎn)，降低了系統(tǒng)的開發(fā)

6、成本，提高了效率[4]。</p><p>　　相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)</p><p>　　基于LabView的人體經(jīng)絡(luò)動態(tài)阻抗檢測與模型辨識</p><p>　　中醫(yī)對經(jīng)絡(luò)的研究歷史源遠(yuǎn)流長,而結(jié)合電阻抗檢測技術(shù)的經(jīng)絡(luò)研究又是現(xiàn)代經(jīng)絡(luò)研究的熱門課題。電阻抗測量作為非侵入式、無損的測量方法在臨床應(yīng)用上有著不可比擬的優(yōu)勢和臨床研究價值。根據(jù)中醫(yī)理論,經(jīng)絡(luò)具有反映人體五

7、臟六腑生理狀態(tài)的功能,并且作為經(jīng)絡(luò)重要門戶的原穴點(diǎn)又是經(jīng)絡(luò)狀態(tài)的集中體現(xiàn)。由此,特設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器LabView的便攜式人體經(jīng)絡(luò)動態(tài)阻抗檢測系統(tǒng),對十二經(jīng)絡(luò)的原穴點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)跟蹤檢測,并結(jié)合辨識理論,提出經(jīng)絡(luò)的阻抗模型并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)建模與參數(shù)辨識[5]。</p><p>　　基于LabVIEW平臺多路并行動態(tài)測試虛擬儀器的研究</p><p>　　主要工作就是利用個人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)硬件平臺,

8、針對運(yùn)行狀態(tài)下的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)動態(tài)性能測試研制出多路并行動態(tài)測試虛擬儀器.經(jīng)過分析比較,硬件選用美國國家儀器公司(NI)的PCI-4472數(shù)據(jù)采集卡,軟件選用圖形化編程語言LabVIEW,設(shè)計(jì)了集數(shù)據(jù)采集、信號分析為一體的動態(tài)測試虛擬儀器.論文的具體工作有:(1)采用了多功能、模塊化的程序設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)輸出等四個模塊,其中數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)采集數(shù)據(jù)的功能.(2)設(shè)計(jì)出的動態(tài)測試虛擬儀器可以同時對

9、多個通道進(jìn)行并行數(shù)據(jù)采集和分析,并可將測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤.(3)為了驗(yàn)證虛擬儀器的測試、分析功能進(jìn)行了虛擬儀器的測試性能仿真實(shí)驗(yàn),并將用虛擬儀器實(shí)驗(yàn)測量分析的結(jié)果與HP35670動態(tài)信號分析儀分析的結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了動態(tài)測試虛擬儀器的軟硬件性能[6]。</p><p>　　基于LabVIEW設(shè)計(jì)了力傳感器動態(tài)測量仿真系統(tǒng)</p><p>　　在仿真研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了應(yīng)用于實(shí)際的力傳

10、感器動態(tài)測量平臺。該平臺山應(yīng)變式力傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)辨識模塊、動態(tài)補(bǔ)償模塊和線性插值模塊組成,用于測量落錘式?jīng)_擊力標(biāo)準(zhǔn)裝置產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)沖擊力。實(shí)驗(yàn)證明：該平臺拓寬了系統(tǒng)的工作頻帶,改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能,減小了動態(tài)誤差[7]。</p><p>　　基于LabVIEW的碼頭管道危險性動態(tài)分級研究</p><p>　　為了有效、合理地對碼頭管道進(jìn)行分級管理,本文設(shè)計(jì)了一種在LabVIEW環(huán)

11、境中基于DT法的碼頭管道危險性動態(tài)分級系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過模擬碼頭管道危險物質(zhì)泄漏造成的事故后果,計(jì)算出11種事故后果傷害參數(shù)作為分級指標(biāo),并將這11種分級指標(biāo)代入DT動態(tài)分級模型進(jìn)行計(jì)算,可快速得到碼頭管道的危險性等級。通過將該系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際碼頭管道危險性分級,仿真模擬結(jié)果表明:這種在LabVIEW環(huán)境中基于DT法的碼頭管道危險性動態(tài)分級系統(tǒng)可以快速、有效、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)碼頭管道危險性的實(shí)時動態(tài)分級,可為碼頭安全管理提供重要的依據(jù),同時Lab

12、VIEW的應(yīng)用也避免了復(fù)雜的人工計(jì)算[8]。</p><p>　　基于LabVIEW的砂帶磨削力動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)研究</p><p>　　目前砂帶的需求量越來越大,砂帶的磨削性能是評價砂帶優(yōu)劣的主要因素,而磨削力是評價砂帶磨削性能的重要指標(biāo)。以SDSYB50砂帶磨削試驗(yàn)機(jī)為硬件平臺,構(gòu)建砂帶磨削力動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)磨削力信號的獲取、采集、分析和識別、輸出等,并利用LabVIEW軟件對砂帶的磨削

13、狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,對砂帶的鋒利度和耐用度作出評價,為生產(chǎn)和使用砂帶的選擇提供科學(xué)依據(jù)[9]。</p><p>　　基于LabVIEW的局域網(wǎng)動態(tài)加密遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　提出了一種基于LabVIEW，利用TCP協(xié)議，現(xiàn)有局域網(wǎng)和USB攝像頭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法。該方法通過LabVIEW2012及其基礎(chǔ)軟件包、VDM、VAS實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為確保監(jiān)控信息安全，設(shè)置了動態(tài)加密及密

14、碼驗(yàn)證環(huán)節(jié)。該方法具有成本小，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，拓展了現(xiàn)有校園局域網(wǎng)的應(yīng)用范圍，為校園及相似場所的遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)防盜竊犯罪事件的發(fā)生，提供了一種簡易實(shí)現(xiàn)、效能可靠的新型技術(shù)手段[10]。</p><p>　　基于Labview的固定結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)測量</p><p>　　以振動理論為基礎(chǔ)并以虛擬儀器軟件Labview為開發(fā)平臺,用分時快速穩(wěn)態(tài)正弦掃頻激振的測量方式建立了一套測試系統(tǒng).以PC

15、機(jī)為硬件載體,Labview軟件為軟件平臺,配合其他相關(guān)設(shè)備以快速穩(wěn)態(tài)正弦掃頻激振的方式對試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,可以測得試件結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)函數(shù)曲線,進(jìn)而計(jì)算出結(jié)構(gòu)的固有頻率和阻尼比等動態(tài)參數(shù),用于結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)的測量實(shí)驗(yàn)當(dāng)中.通過與有限元理論分析的結(jié)果進(jìn)行對比,證明本系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,具有較高的理論意義和實(shí)踐價值[11]。</p><p>　　基于LabVIEW的微機(jī)保護(hù)出口操作板智能校驗(yàn)裝置上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)<

16、/p><p>　　針對微機(jī)保護(hù)出口操作板智能校驗(yàn)裝置高效運(yùn)行、實(shí)時準(zhǔn)確處理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的要求,對校驗(yàn)裝置上位機(jī)軟件的登錄系統(tǒng)、通信模塊、數(shù)據(jù)庫的存儲和讀取、繼電器校驗(yàn)?zāi)K、報表生成及打印等方面進(jìn)行了開發(fā)設(shè)計(jì),對校驗(yàn)裝置的工作原理和組成進(jìn)行了介紹。運(yùn)用圖形化的LabVIEW語言和數(shù)據(jù)庫編程技術(shù),實(shí)現(xiàn)了校驗(yàn)裝置上位機(jī)軟件各部分功能。研究成果表明,該軟件能夠高效完成操作板上各繼電器的返回值與動作值的校驗(yàn)工作,擁有多功能的操作界

17、面,并已在裝置中得到成功應(yīng)用[12]。</p><p>　　課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>　　該系統(tǒng)以一片STC89C52為核心的最小系統(tǒng)作為前端的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，兩片DS18B20進(jìn)行溫度測量，通過一片MAX232串口與PC機(jī)進(jìn)行連

18、接，LabVIEW軟件自身有串口驅(qū)動程序，可以實(shí)現(xiàn)串口功能，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)主系統(tǒng)，在LabVIEW環(huán)境下對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>　　此溫度系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為兩個部分：下位機(jī)單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)LabVIEW軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　下位機(jī)程序用C語言

19、編寫，它主要完成對溫度數(shù)據(jù)的讀取以及同上位機(jī)的串口通訊。分為幾個程序模塊：傳感器溫度控制程序、數(shù)據(jù)的讀程序和寫程序、數(shù)據(jù)存儲及回放程序等[13]。</p><p><b>　　預(yù)期結(jié)果:</b></p><p>　　該環(huán)境溫度測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)好后能實(shí)現(xiàn)如下功能：</p><p>　　可實(shí)現(xiàn)兩路溫度實(shí)時測量，測量范圍：0℃~100℃，測量精度：0.5

20、℃，反應(yīng)時間≤500ms。</p><p>　　將溫度信號送入STC89C52芯片中，經(jīng)過數(shù)據(jù)存儲模塊進(jìn)行存儲，然后通過MAX232與PC機(jī)相連，將信號傳送至PC機(jī)，對溫度信號進(jìn)行分析處理。</p><p>　　利用數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)回放模塊，可以保存并查閱最近100次的溫度存儲信息[14]。</p><p>　　研究工作詳細(xì)進(jìn)度和安排</p><

21、;p>　　2014年12月 查閱和設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān)的資料，進(jìn)行LabVIEW軟件的入門學(xué)習(xí)和初步系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)</p><p>　　2015年1月 確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)</p><p>　　2015年1月 確立工作方案，開題報告撰寫</p><p>　　2015年2月 對報告進(jìn)行修正并完善</p><p>　　20

22、15年2月 準(zhǔn)備開題答辯</p><p>　　2015年3月 系統(tǒng)電路初步設(shè)計(jì)與仿真，鞏固和加深C語言的編程能力</p><p>　　2015年3月 利用LabVIEW軟件進(jìn)行前面板的設(shè)計(jì)、串口通信模塊的設(shè)計(jì)、溫度測量模塊的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)回放模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　2015年4月 系統(tǒng)調(diào)試</p><p>　

23、　2015年4月 系統(tǒng)整體功能通調(diào)</p><p>　　2015年5月 畢業(yè)論文撰寫</p><p>　　2015年5月 最終答辯</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張小燕,樊利軍.基于Labview的溫度檢測報警系統(tǒng)[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2012,11(1

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