基于labview虚拟仪器的温湿度监控系统开题报告

 2021-08-08 21:39:49

1. 研究目的与意义

本课题对labview的应用进行研究与设计,基于labview仿真的温度监控系统设,其研究意义如下:1.虚拟仪器具有强大的数据处理能力,并且具备多种仪器设备功能于一体,能够从分享用计算机所有资源,实现普通仪器所不能实现的功能。

而且拥有良好的人机设计界面,简单易学,设备集成度高,灵活多变。

用虚拟图标来表示实物仪器,用鼠标点击图标代表对实物仪器的实际操作,极大的节省了人力物力财力。

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2. 国内外研究现状分析

1)国外环境因素控制技术国外对这类环境控制技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。现在正在开发和研制计算机数据采集控制系统。现在世界各国的控制技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正朝着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰,以先进的鲜花生产技术著称于世,其玻璃温室全部由计算机操作。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术,可以观测50Km以外的光、温、湿、气和水等环境状况,并进行遥控。荷兰是土地资源非常紧缺的国家,靠围海、围湖造田等手段扩大耕地,其依靠现代农业,成为仅次于美国、法国的世界第三大农业出口大国。荷兰是设施农业最发达的国家,目前有现代温室1.1万hm,全部为玻璃温室,占世界玻璃温室的1/4,主要用于种植蔬菜和花卉。温室及配套设施的生产完全靠一种高度社会化专业化和国际化的市场体系。日本于20世纪60年代快速发展现代设施园艺业,温室由单栋向连栋大型化结构金属化发展,到70年代为高速发展期。美国总的指导思想是搞适地栽培,温室面积约1.9万hm,多数玻璃温室,少数是双层充气塑料薄膜温室,近几年也建造了少量聚碳酸脂板温室。以色列的现代设施园艺更具鲜明的特点,其采用大型塑料薄膜连栋温室,充分利用光热资源的优势和先进的节水灌溉技术,主要生产花卉和高档蔬菜。现代温室及配套设施已采用专业化、集约化和规模化生产,规范有序的市场经营和国际化的市场体系运作,成为当今世界最具活力的新兴产业之一和现代农业的亮点。在今后一个时期,随着科学技术的发展、全球经济的一体化和社会的进步,现代温室及配套设施,将以节能、环保和改善工作条件为核心,深入广泛采用高新技术,向实质意义上的工厂化方向稳步持续快速地发展,前景十分广阔。(2)我国室内环境控制技术进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。在我国,多年来对小气候的研究一直偏重于农田等无护围的农业生产环境小气候以及温室小气候。随着人们生活水平的提高和生产的发展,有关室内环境的研究不断丰富。我国室内环境研究起步较晚,但近年来在通风换气、温度控制方面,从基础性研究到应用性研究都取得了大量成果。室内环境自动控制技术的研究有了很大发展。目前,大多数现代化室的通风换气仍采用机械式定时控制,该控制方式远不能满足对室内小气候的调节。对室内环境进行检测的仪器一般为功能固定的传统仪器,难以满足对生产现场的实时监控。随着微电子技术和计算机技术的发展,基于单片机的室内环境监测系统相继被研究。中国农业大学、浙江大学、江苏理工大学等都进行了相关方面的研究,测控方法相对于定时控制等机电式控制方法有了很大改进,但已有的研究还没有达到室内环境协调控制的要求。因此在室内环境的智能化测量控制方面有待进一步的研究。温室大棚的控制技术与室内环境控制技术也有相通之处,本系统设计旨在提高人类生活水平,为人类的舒适生活提供有力的数据依据,以便实行更好的监测和控制。

3. 研究的基本内容与计划

(1)监测参数。

选择了对室内生活影响较大的温度、相对湿度、光照、二氧化碳四个环境参数进行监控。

(2)系统硬件设计。

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4. 研究创新点

本设计在labview虚拟仪器平台上开发出一个温度采集系统,利用labview的良好界面对数据采集进行有效控制,在labview里实时显示数据。

但是labview开发的虚拟仪器通常都是建立在labview支持的价格昂贵的数据采集硬件之上的。

以单片机为核心的多点温度采集虽然硬件成本较低,但开发过程复杂,编程工作量大,周期长,效率低。

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