基于LabVIEW的远程温度检测控制系统设计与实现

鲍东旭

摘 要：随着社会经济的发展以及科学技术的突飞猛进，同时，各种生产领域中的设备都需要一个温度检测控制系统来帮助其降温，同时希望能够远程检测与控制。为此，基于LabVIEW的远程温度检测控制系统就当前的需求而研制开发出来。本文将基于LabVIEW的远程温度检测控制系统设计与实现进行探讨与分析。

关键词：LabVIEW；远程；温度检测；系统设计；实现

1 关于远程温度检测控制系统原理的介绍以及其方案设计分析

本文阐述的远程温度检测控制系统由以下几个模块组成，分别为：温度感应模块、温度采集模块和温度处理控制模块。其中该系统中的温度感应模块是由MF58型高精度热敏电阻器以及外围电路联合组成，而温度采集模块则是通过PCI-1716、PCI-1756数据采集卡进行实现数据传输，温度处理控制模块则是由LabVIEW软件以及相应的控制板卡组成。远程温度检测控制系统的工作原理是由温度感应模块将感应到的环境温度进行计算机处理，如果温度一旦超过预设值，那么就会产生控制电压，这时就需要温度控制模块来控制接口电路，同时启动风扇来降低环境温度。当现场温度被温度感应器感应到温度低于预设值就会立即停止运行风扇，从而实现保持环境温度温度的目的。

2 关于远程温度检测控制系统硬件的组成介绍

远程温度检测控制系统硬件由以下几个部分组成：温度信号采集电路、继电器控制与降温电路、工控机以及控制板卡等。本文以下将远程温度检测控制系统硬件的组成部分进行分析介绍：

2.1 关于温度信号采集电路

温度信号采集电路中信号发生器（Vi）与热敏电阻（R2）串联而产生交流信号，随着热敏电阻阻值的增高，其温度也随之增高，因此热敏电阻的阻值与温度成正比。而采样电阻（R3）两端的电压（Uo）通过欧姆定律可以了解到，其与采样电阻的交流电有着密切的联系，二者之间保持恒定，采样电阻的两端的电压随着其而发生改变。当采集信号输出阻抗后，则可以通过数据采集卡而得到相关温度数据，温度信号采集电路如图1所示。

为实现温度信号采集电路采集信号时不受后级电路影响，故该电路采用了电压跟随器的原理，当降低信号输出阻抗后，电压跟随器可以将前后级的电路进行“隔离”，从而使得前級电路呈现高阻状态，后级电路呈现低阻状态。并且将电压近似保持输入电压幅度进行输出；而当输入阻抗（R1）达到一定值时，则使得前级电路呈现开路的状态，当输入阻抗（R1）很高时，则后级电路就呈为恒压源，使得输出电压不被后级电路阻抗所影响，从而实现前后级电路互不影响的目的。

2.2 关于继电器控制与降温电路

继电器控制是在输出信号放大后进行工作的，当继电器开关被开启，则控制风扇就会转动，从而实现降温的目的。

2.3 工控机

利用研发PCI-510工控机与LabVIEW的优势，在工控机上搭载LabVIEW软件实现与温度采集电路的通信。对采集数据进行读取、计算、处理并输出相应控制信号。

3 关于远程温度检测控制系统的软件设计

3.1 关于远程温度检测控制系统前面板的设计

远程温度检测控制系统前面板是VI的交互式用户界面，其外观与功能与传统仪器面板相比没有多大差异，当用户将输入数据输入到前面板传递给框图中，而远程温度检测控制系统前面板可以将这些输入数据进行计算与分析，同时以数字或者图形等形式进行显示出来。另外，远程温度检测控制系统前面板的设计需要设置一个友好的图形接口界面，从而更好的将数据进行显示出来，从而根据温度变化而进行操作该系统的各种控件，并且对其进行相应的监视。另外，相关用户可以通过前面板上虚拟的开关以及按钮进行控制温度，从而完成对整个系统的操作活动。

3.2 关于远程温度检测控制系统的软件流程设计

远程温度检测控制系统的工作流程较复杂，如图2所示。本文以下将系统软件流程设计进行分析介绍：第一，需要对该系统进行初始化，同时，包括创建文件以及数据采集卡、各接口等进行初始化；第二，将该系统温度采集模块的数据进行读取，通过数据采集卡将电力的实时电压值即可读取出实时环境温度，同时，将获得的环境温度与预设的温度范围进行对比分析，如果环境温度超过预设范围的话，则立即启动风扇来降低环境温度，从而使得环境温度被降下来，另外，当温度恢复到预设下限值的时候，即可通过控制器将风扇进行停止运行。

3.3 关于远程温度检测控制系统程序的结构框图

远程温度检测控制系统的结构框图中包含虚拟仪器的图形化源代码。在结构框图可以对VI进行编程，从而实现在系统的前面板上进行控制与操作的目的。其中，温度采集处理模块以及状态检测控制模块是组成远程温度检测控制系统结构框图的不可或缺的部分。

4 关于远程温度检测控制系统的实现以及可行性验证

由于远程温度检测控制系统在实际生活应用时，有时候会出现无人值守的情况，因此，为了该系统的运行安全，则需要营造一个较好的工作环境。

5 结语

本文将远程温度检测控制系统原理以及其方案设计进行了介绍分析，同时，将远程温度检测控制系统硬件的组成进行了介绍，另外，将远程温度检测控制系统的软件设计进行分析陈述，最后，将该系统的实现以及可行性验证进行了综合阐述。这种基于LabVIEW软件的远程温度监测控制系统不仅具有较高的可行性，而且操作方便，因此，这种温度检测控制系统值得在工业领域中推广与应用。

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