基于LabVIEW的温度监控系统设计

董志斌 张勤

摘 要：利用LabVIEW设计一个温度监控系统，下位机采用单片机对温度数据进行采集，通过串口与上位机通讯。上位机采用LabVIEW编程，实现温度数据的实时采集、处理与显示。

关键词：LabVIEW 温度采集 串口 单片机 DS18B20

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-134-02

1 引言

环境温度监测在工农业生产、科研、工作和生活中占有重要地位。温度监测仪器的功能和质量对于温度测试的结果有着很大影响，因此开发高性能的温度监测仪是十分必要的。本文基于虚拟仪器技术设计了一个温度监控系统。

2 下位机设计

本系统采用STC89c52单片机作为下位机，利用DS18B20温度传感器实时检测环境温度，计算机机作为上位机，二者通RS- 232串口接收或发送数据和指令。

2.1 温度采集部分

温度传感器采用单总线方式的集成温度传感器DSl8B20，它的测量范围从-55℃到+125℃，可以满足常用的环境温度检测需要，同时它能在1s内将周围环境温度信号转化为单片机能识别的数字信号。DSl8B20与单片机的P10口相连。电路原理图如图1所示。

2.2 串口通讯模块

下位机与上位机之间利用RS- 232实现串口通讯，由于单片机和PC机之间电平不匹配，所以需要用MAX232芯片进行电平转化。如图2所示。

2.3 下位机软件设计

下位机的软件由C语言编写，主要包括DS18B20的读取和串口通讯两个部分，串口通讯主要采用中断方式，波特率为9600，测温单元主控单片机串口工作方式为1。下位机工作流程图如图3所示。

3 基于LabVIEW的上位机设计

本系统上位机采用虚拟仪器技术，即用NI公司的LabVIEW软件进行模块化编程，实现环境温度的数据采集、处理、显示、存储等功能。LabVIEW通过VISA串口驱动程序和单片机进行通讯，采集温度数据。上位机软件设计了丰富的控制旋钮，可以满足特定场合的需求，如开始、暂停、上下限设置等。同时本系统还具有良好的人机界面，可以通过温度计和波形图的方式实时显示温度数据 。仪器前面板如图4所示。

4 小结

本系统采用模块化设计思想，主要包括温度数据采集模块、温度上下限设置模块、温度数据显示模块、数据存储模块、报警模块等，从而实现了环境温度的监控。同时系统还具有良好的扩展性，可以根据监控需要设置多路温度数据采集，只需要对程序框图进行相应修改即可。

参考文献：

[1] 余成波，胡新宇，赵勇.传感器与自动检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004：58-65.

[2] 李朝青，刘艳玲，沈怡琳.单片机与PC机网络通信技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[3] 张桐，陈国顺，王正林.精通LabVIEW程序设计[M].北京：电子工业出版社，2008.