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家用温湿度监控系统论文导言
1、导言
  
  深圳英斯特科技虚拟仪器简称VI是具有虚拟面板的PC机仪器,由硬件设备与接口、PC机、设备驱动软件和虚拟仪器面板构成。其间,硬件设备与接口可以是各种以PC机为基础的内置功用卡如DAQ、通用接口总线GPIB接口卡、串行口和VXI总线仪器接口等,或许其他可程控的外部检验设备设备驱动软件是直接控制各种可控制硬件接口的驱动程序。虚拟仪器通过低层设备驱动软件与真实的仪器系统进行直接通讯,并通过虚拟仪器面板的方法在计算机屏幕上闪现真实仪器操作元素相对应的各种控件虚拟仪器面板运用程序担任对搜集来的数据进行数据分析、图像闪现、数据存储以及数据打印等操作,面板上的按钮对应各种功用,并伴有动态帮忙,这么不只充分结束单键操作和OSD,而且用户对虚拟仪器面的操作比对真实仪器的操作更为便利。
  
  2、计划原理
  
  一个具有一定计划的博物馆或图书馆一般是由好几个保藏室构成的。本计划选用计算机中分时系统中给多任务的各个任务分配时间片的原理,来结束用一台计算机和一个数据卡对多个保藏室的温度和湿度进行查看与控制。使用数据搜集卡中的模仿多路开关结束各个硬件数据通道之间的切换,来抵达各个通道分时间片采样和控制的目的。该方法适用于对时间改动不太活络的参量的控制如温度和湿度等。这么可以一定程度地减少监控系统的凌乱程度。
  
  保藏室温湿度监控系统的结构如图1所示,温度与湿度等被控参数通过传感器查看后经由数据搜集卡送到计算机中,由计算机按照一定的控制算法进行数据处理与闪现,处理后输出的控制信号再经数据搜集卡送至执行机构空调机与去湿机,抵达控制保藏室温湿度的目的。
  
  3、硬件计划
  
  系统的硬件首要由PC机、数据搜集卡、信号调度电路、温湿度传感器和执行机构空调机与去湿机等构成。
  
  3.1数据搜集卡
  
  数据搜集的精确与否将直接影响悉数虚拟仪器测控系统的精度。因而,在数据搜集卡的选择上,首要应该考虑采样精度和采样速度两个底子目标。概括考虑本系统待定参数的特征,以及数据搜集卡的可靠性、精度和性价比等要素,选用PCI总线/100Ksps/12位32通道AD/2通道DA板/8路输入输出板AD7202。
  
  3.2信号调度电路
  
  信号调度电路中一般包括小信号的扩展、滤波、零点校正、线性化处理、温度赔偿、过失修正和量程切换等电路。在本系统中参与前置扩展电路对传感器输入的小信号进行扩展和参与低通滤波器滤去高频噪声。
  
  3.3传感器
  
  深圳英斯特科技温度传感器元件的选择:选用AD590L温度传感器,测温规划为-55℃~125℃,其间在-10℃~85℃的规划内的测量精度为±0.5℃,此传感器可满足保藏室温湿度测控系统的工作恳求。湿度传感器的选择:选用HONEYWELL公司出产的集成湿度传感器IH3605,其测量湿度规划为0~100RH,固有精度为±2RH,工作的温度规划为-40℃~85℃。
  
  4、软件计划
  
  系统开发根据虚拟仪器技术,以图形化编程言语LabView8.2作为开发工具。选用计算机本身的PCI总线,以传感器、数据搜集卡、PC机为基础,构成仪器硬件途径的插卡式虚拟系统。系统借助于传感器,对保藏室温湿度进行测量,一起对搜集到的数据进行模数改换、效果闪现、控制算法处理、数据查询及控制信号输出等操作。
  
  4.1参数设置模块
  
  由于深圳英斯特科技系统的硬件本钱对比多,在进行信号搜集之前应首要对数据搜集卡上的数字通道进行初始化。AD卡进行数据搜集时有两种搜集方法:单缓冲方法和多缓冲方法。本查看系统中AD卡选用的是多缓冲方法。保藏室温湿度测控系统需要对搜集信号的通道个数、采样频率、总的缓冲区的数目、每个缓冲区的采样点数等参数进行设置。通过对这些参数的概括设置可以得到适合的信号搜集时间和总的采样点数。它们之间满足下面的联络:
  
  共搜集到的点数=频率×搜集时间
  
  共搜集到的点数=每个缓冲区搜集的点数×n个缓冲区
  
  4.2数据搜集模块
  
  数据搜集模块首要包括信号搜集和模数改换两部分。由于所运用的A/D数据搜集卡均可以直接运用于LabView软件途径中的.dll格式的共同接口ADCard驱动程序。这么就避免了运用其它言语开发驱动程序,只需精确调用ADCard下的有关函数。数据收会集运用的数据传输原理是:数据搜集卡在驱动程序的控制下,将搜集到的外部信号先存放在搜集卡上的缓冲区中,驱动程序再将搜集卡缓冲区中的数据放到驱动程序的缓冲区中,再通过动态联接库接口函数,将数据传输到上层运用软件的数据内存中。
  
  在LabView的后台程序中,运用LabView供给的调用动态联接库方法来结束数据搜集的输入。悉数搜集过程分为调用DllInitial函数初始化搜集功用、调用DllStartIntr函数发起A/D卡初步数据搜集、调用DllADResult函数读取数据搜集效果和调用DllStopIntr函数中止数据搜集几个过程结束。
  
  4.3数据处理模块
  
  保藏室的温湿度不只受室外环境改动的影响,而且文物、书本和文献资料的随机存入与取出都将影响保藏室的温湿度,这给温湿度的控制带来困难,并难以用数学模型来表达。
  
  本系统由深圳英斯特科技LabView虚拟仪器软件结束智能控制原理中的迷糊控制方法。其底子思路是:当搜集的数据在设定值的阈值规划内时,系统不调度应搜集的数据违背给定值的阈值规划,新搜集的数据与前次搜集的数据进行对比,若其改动趋向设定值,系统仍然不调度若其改动违背设定值,系统进行调度。由于被控参数的时滞大,该调度机理可以在确保控制精度的前提下,不只避免了执行机构动作频频导致系统振荡,而且可以延伸执行机构的运用期限。
  
  为避免意外状况如执行机构失效发生,本系统还计划了温湿度的上下限报警功用。通过虚拟仪器的前面板和框图程序可结束声光报警,提示工作人员及时处理意外状况。
  
  4.4数据闪现模块
  
  在数据闪现模块中,搜集到的数据和报警信号可以曲线、数值两种方法闪现出来,以便进行人机交互。其他设置了数据存盘函数,保留搜集数据以备后用。图形和数据的闪现可以从虚拟仪器面板上看到,如图3所示。数据存盘的结束在后台框图程序里表现出来,选用函数-文件I/O-写入电子表格文件节点结束对数据存储功用。
  
  4.5信号输出模块
  
  收温湿度监控系统集到的数据经控制算法处理后,将发生相应的控制信号,系统选用两种方法进行输出,假如对图书馆保藏室的温湿度进行监控,则相应的控制恳求对比低,可以选用开关量来进行控制,故输出的是一个开关量信号假如对保藏有珍贵文物的博物馆的温湿度进行监控,则相应的控制恳求对比高,则选用模仿量进行控制,这时输出的是一个模仿电压信号,通过调整空调机或去湿机的转速来抵达实时控制的目的。
 
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