基于LabVIEW的智能温湿度检测系统
周细凤1，3，谢 波1，张平华2
【摘 要】摘 要:针对传统温湿度监测数据存储、读取不方便且操作复杂等问题，提出了基于LabVIEW的智能温、湿度检测系统.该系统将传感器DHT11所采集到的温度、湿度数据传送至单片机的I/O引脚，再通过虚拟串口将带有时间戳的数据传输至上位机，上位机程序采用LabVIEW实现，可以数字和波形两种方式实时显示温度、湿度，而且可触发温、湿度报警信号，并能以Excel 表格存储或者调用历史数据.所设计的系统成本低廉，界面友好，操作方便，功能易于扩展，具有良好的推广应用前景.
【期刊名称】湖南工程学院学报（自然科学版） 【年(卷),期】2018(028)001 【总页数】4
【关键词】检查系统；LabVIEW；温、湿度；单片机
在农业生产中，温、湿度直接影响着农产品的生长速度、新鲜度及保存时间，在工业生产中，许多器件的生产环境都必须保持在一定的温、湿度范围内，所以温、湿度的测量对工农业的生产来说都是很重要的.以前生产中一般是使用传统的仪器来测量温度和湿度这两个参数[1].
传统的仪器的功能是由仪器制造商生产的时候决定的，和其他设备的连接受到限制，仪器界面不够人性化，操作起来不是很方便，人工读取数据信息量有限，数据不能被改动、保存，系统可扩展性不好，技术迟迟得不到更新，发展和维护成本高，另外，其功能无法通过调整硬件或修改程序代码件来改变，用户想要根据自己的意愿改变它的结构与功能难以实现[2-8].
针对传统测试仪器功能僵化、操作复杂，存储、改变数据不方便、开发和维护成本高等缺点，本文借助LabVIEW操作方便、开发容易和极强的数据处理能力等优势，采用高精度温湿度传感器和单片机技术，设计一个基于LabVIEW的温、湿度检测系统.该系统不仅能显示温度、湿度实时数据和波形，而且可将采集的温、湿度数据和设定的数值进行比较，触发温、湿度报警，并能以Excel 表格保存历史温、湿度数据.
1 系统整体设计
本设计采用传感器DHT11来测量物体温度和湿度.然后将DHT11的数据传输引脚同单片机的I/O引脚连接起来，并将hex文件烧录进单片机，单片机便能读取DHT11采集到的的数据并发送至串口.LabVIEW 再通过串口读取温、湿度数据，最终完成对温、湿度数据的处理和储存.单片机(STC 89C52RC)用于将采集到的数据发送给串口，LabVIEW用于读取串口数据，并以数据和波形形式显示出来.
为了实现温度和湿度检测系统的功能，可以将系统划分为两个部分：上位机为装有LabVIEW2013软件的计算机，下位机为STC89C52RC单片机的最小系统.这两个部分通过电脑的USB口进行串行通讯.下位机主要完成温度和湿度数据采集，温度和湿度数据输出，上位机完成对硬件的驱动，数据采集、显示、处理和存储、报警和交互界面窗口的生成.整个设计的系统总体设计框图如图1所示.
2 上位机LabVIEW程序设计
上位机使用虚拟仪器对温度和湿度数据读取、转换和处理，包括温、湿度测量显示模块、串口通信交流模块的设计、数据保存模块等.其设计程序流程图如图
2所示.
在LabVIEW串行通信大致分为以下三种方法.第一种是使用MSCOMM控件，第二种是使用VISA串行通信，第三种动态链接库.本设计采用VISA串行通信，在电脑上安装VISA驱动，并在程序设计中进行VISA串口配置.该方法简单易行.VISA的本质是一个I / O接口软件库和通用的一个规范.两个I / O接口软件间有对应的驱动程序，用来完成仪器的数据存储.应用LabVIEW的VISA控件设置串口，读取串口数据.下位机采集程序应配置好对应的串口参数，上位机的流程图如图3所示.
从串口读取的数据会被LabVIEW转换为ASCII码形式，考虑输出数字的可读性，显示出来的数据应为十进制数据，故需要在VISA读取控件后面添加字符串至字节数组转换控件.
在LabVIEW上位机向串口发送指令后，下位机才会向串口发送数据，进而上位机读取串口接收到的数据.所以在配置好串口后，需在后连接一个串口写入控件，如图4所示，其表示的意思是将字符“1”写入下位机所连接的串口，进而串口传给下位机.当下位机接收到上位机发来的“1”这个发送指令后便会产生中断并将采集到的数据传给串口，当然下位机的程序也应跟上位机相对应. VISA读取控件读取温、湿度数据，经过添加字符串至字节数组转换控件后，将数据类型转换为一维数组，该数组共分为两列，分别储存着温度数据和湿度数据.在其后连接索引数组控件，索引数组控件的两个输出端子便可分别显示温、湿度数据.在前面板创建两个波形图表可实现温、湿度的波形显示.所以，此模块实现了数据读取，数据显示以及波形图显示的功能.温、湿度测量模块如图5所示.
基于LabVIEW的智能温湿度检测系统
