基于LabWindows/CVI和ADAM—4118熱電偶的溫度采集系統(tǒng)

雷瀟 嚴(yán)蕾 高闖

摘 要：本文主要介紹了在Windows環(huán)境下，以LabWindows/CVI為開發(fā)平臺，以ADAM-4118熱電偶和計算機為主要硬件平臺組成溫度采集系統(tǒng)，利用多線程機制進行溫度的采集和存儲，最后對采集到的數(shù)據(jù)加以分析。實際應(yīng)用表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：LabWindows/CVI；ADAM-4118熱電偶；多線程；數(shù)據(jù)采集

1 前言

LabWindows/CVI是以C語言為基本編程語言的虛擬儀器軟件。利用ADAM-4118熱電偶和LabWindows/CVI完成對數(shù)據(jù)的采集、存儲和分析工作[1]。工控機通過RS-232，中間經(jīng)過RS-232和RS-485的轉(zhuǎn)換器與熱電偶進行通訊，被測參數(shù)的實時信號通過串口傳送給工控機。

1.1 軟件設(shè)計

程序開發(fā)用LabWindows/CVI，它是Windows環(huán)境面向計算機測控領(lǐng)域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺[2]。在編程過程中直接調(diào)用用戶界面函數(shù)并且利用熱電偶提供的函數(shù)，進行系統(tǒng)的軟件設(shè)計。其中RS-232函數(shù)庫提供了各種方式的串口通訊函數(shù)和IO函數(shù)。

1.2 硬件設(shè)計

硬件主要由ADAM-4118熱電偶模塊與工控機連接進行數(shù)據(jù)采集和顯示。ADAM-4118將熱電偶轉(zhuǎn)換為RS-485信號，傳輸?shù)诫娔X上。又普通機有RS-232接口，而無RS-485，所以需采用RS-232到RS-485的轉(zhuǎn)換器。

2 基于CVI和ADAM-4118熱電偶的數(shù)據(jù)采集設(shè)計方案

本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立分以下幾步：

第一步，利用LabWindows/CVI建立用戶界面。其包括四個數(shù)據(jù)采集模塊，每個模塊有8個通道。

第二步，在界面上建立控件按鈕，如數(shù)據(jù)采集按鈕，數(shù)據(jù)確認按鈕、保存、顯示按鈕。

第三步，在編程過程中使用多線程機制以保證數(shù)據(jù)采集的實時性，提高CPU的利用率和程序的執(zhí)行效率。

在LabWindows/CVI編程中，使用主線程進行創(chuàng)建、顯示并運行用戶界面。使用次線程進行數(shù)據(jù)的采集、存儲及其他操作。本系統(tǒng)在編程時除使用主線程外，還采用了3個不同的次線程，分別進行數(shù)據(jù)采集與分析，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)存儲[4]。

3 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)主要包括操作面板設(shè)計和實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集功能的程序設(shè)計。

3.1 操作面板設(shè)計

用戶操作面板如圖1所示。

面板的設(shè)計主要是利用了LabWindows/CVI中的用戶界面庫函數(shù)所提供的函數(shù)及通過改變對象的屬性來實現(xiàn)的。圖1是采集系統(tǒng)的前面板。

3.2 溫度采集

用ADAM-4118熱電偶采集到的溫度是以℃為單位。編程時，熱電偶提供了一些命令來實現(xiàn)功能，以準(zhǔn)確掌握計算機配置相關(guān)信息，達到對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確控制。

3.3 數(shù)據(jù)存儲

由于ADAM-4118熱電偶內(nèi)部擁有信號轉(zhuǎn)換模塊，就不用對采集到的數(shù)據(jù)進行曲線擬合了。數(shù)據(jù)的存儲，是分別以四個數(shù)組Read1，Read2，Read3，Read4來存儲4個模塊采集的溫度。此外，本程序采用fprintf函數(shù)建立一個后綴為dat的動態(tài)數(shù)據(jù)保存文件。“M1234”表示采用四個熱電偶模塊同時采集數(shù)據(jù)；“1”表示確認采集數(shù)據(jù)的次數(shù)為1次（因為采用的存儲方式為手動存儲）。

4 總結(jié)

本文以LabWindows/CVI為開發(fā)平臺，以ADAM-4118熱電偶和工控機為主要硬件平臺進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立。此系統(tǒng)能夠及時采集和存儲數(shù)據(jù)。故可以到不同的實際環(huán)境中對溫度的變化進行實時監(jiān)控。實踐表明，此系統(tǒng)利用人機界面簡化了操作步驟?？梢源嬖S多復(fù)雜的硬件系統(tǒng)，節(jié)省開支。

[參考文獻]

[1]史君成，張淑偉，律淑珍.LabWindows/CVI虛擬儀器設(shè)計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[2]余軍，張璐瑩.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用[J].河南：天中學(xué)刊，2007-5.

[3]馬瑞新，田琳琳，賴曉晨.基礎(chǔ)C++程序分析與設(shè)計[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2007.

[4]劉君華.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設(shè)計[J].北京：電子工業(yè)出版社，2003.