基于虚拟仪器大棚温度检测控制系统.doc

PAGE\*MERGEFORMAT182020年4月19日基于虚拟仪器大棚温度检测控制系统文档仅供参考期末考试设计项目报告课程名称：测控技术应用项目名称：温度测控项目班级：姓名：学号：小组成员：指导教师：日期：期末考试设计项目信息表项目名称温度测控项目考试时间指导教师成绩目的测控技术应用，自己选题完成测控系统的搭建和调试；任务要求明确测控系统的构成；测控参数定义与参数范围；测控系统的搭建；测控系统调试与实现；设备材料LabVIEW软件；NextBoard软件和硬件平台；6221数据采集卡；相关传感器等硬件；评语指导教师签名日期测控技术应用期末考试设计项目报告概述1.1引子随着中国国民经济的发展，人民的生活水平日益提高，冬季大棚蔬菜的市场日渐扩大，特别是北方地区在寒冷的冬季用塑料大棚栽培蔬菜，更体现出经济价值。因此，依靠农业科技，大力推广温室大棚种植蔬菜能更好地满足人民生活需要。现代化温室，经过传感器技术、微型计算机及单片机技术和人工智能技术，能自动调控温室的环境，其中包括温度、湿度、光照、Co2浓度、水分等，使作物在不适宜生长发育的反季节中，获得比室外生长更优的环境条件，达到早熟、优质、高产的目的。冬季大棚蔬菜最重要的一个管理因素是温度的控制。温度太低，会发生蔬菜冻死或者停止生长，因此要将温度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。测试当前温度，根据设定的温度上限值及下限值，判定当前有无警报：高温警报/无警报/低温警报。每种警报，都有文字提示，有不同颜色的警报灯显示（如高温为红色，低温为蓝色，正常为绿色。）当前温度数值用多种方式显示，如数值形式、波形图。1.2项目设计内容及要求（1）内容：设计“蔬菜大棚温度控制系统”（2）要求：设计一个模拟蔬菜大棚温度控制系统，实现如下功能：1.采集大棚内的温度信号，与温度上限值进行比较，高于上限温度打开窗户，给大棚降温；低于上限温度，关闭窗户。2.当窗户开启时，红色指示灯点亮，窗户关上时，绿色指示灯点亮。3.要求在运行VI时，程序进入等待状态，当点击前面板上的“开始”按钮，系统开始进行温度测控；当点击前面板上的“停止”按钮，测控系统停止工作，将所有的硬件通道清零并释放；当有错误时停止运行VI。4.在实现上述功能的同时，还要在前面板上进行实时温度显示、温度变化趋势图显示、高温报警指示等。1.3项目设计所需器材硬件：nextboard实验平台、NIPCI-6221数据采集卡、nextsense_03（RTD热电阻模块）说明：NIPCI-6221数据采集卡已经安装在电脑主机箱中，而且与nextboard实验平台连接。使用时，只需要把选定的模块安置在nextboard平台模相应的槽位上即可。软件平台：LabVIEW（8.5以上版本）、nextpad第2章系统前面板设计2.1项目设计说明前面板设计在前面板要设计温度测控的人机交互界面、进行资源配置和参数设置以及系统简介等内容，因此应使用3个选项的选项卡，把各分内容分别放置在不同的选项卡中，如图1所示。图1前面板第3章系统功能实现3.1各部分细节分析LabVIEW中的模拟信号采集：本教程中，程序开发都是基于LabVIEW软件开发环境，（包括大家使用的nextpad平台，也是基于LabVIEW软件平台开发的。）后续教程中，不再重复提及LabVIEW软件，编写程序，即指LabVIEW程序编写。LabVIEW软件是NI公司的明星产品，NI公司的硬件产品，都提供基于LabVIEW的软件驱动。Nextboard硬件平台即提供专用的LabVIEW驱动，也能够直接使用数据采集驱动DAQmx来编程。在前面的基础实验中，编程全部基于DAQmx驱动。综合实验中，会讲解如何使用nextboard的驱动编写程序。（鼓励学生学习掌握DAQmx的编程方式，在未来的科研或是工作中，DAQmx的编程模式更加通用。Nextboard驱动也是基于DAQmx驱动完成的。）本实验系统中使用数据采集设备采集模拟信号。故，重点描述模拟信号采集线程。如下图所示，为模拟信号连续采集线程。图2模拟信号连续采集3.1.1信号采集函数选板（DAQmx）如下图所示，为信号采集函数选板。左下角为DAQ助手，该助手能够非常便捷的配置数据采集程序，对于初学者而言，能够迅速搭建实验软件平台。若编写系统或是大型项目，不推荐使用该VI。推荐使用选板上面两排VI做程序编写。能够有效提供程序的运行效率。（VI全称VirtualInstrument，在LabVIEW软件环境中，特指使用LabVIEW编写的程序，一个程序称为一个VI。）图3信号采集函数选板中的DAQ助手3.1.2模拟信号采集线程LabVIEW中编写信号采集线程，主要有如下几大部分：配置资源–时钟设定-开始采集-读/写操作-关闭资源如下图所示，包含了上述五个步骤，若