基于LabVIEW的用戶登錄溫濕度檢測系統(tǒng)

馬江凱，呂子友，何英昊（輔導(dǎo)老師）

（大連理工大學(xué)城市學(xué)院，遼寧大連，116000）

0 引言

LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工作平臺(tái))是美國NI公司推出的一種基于圖形編程方法的虛擬儀器軟件開發(fā)工具，用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序,采用數(shù)據(jù)流編程方式,程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序及函數(shù)的執(zhí)行順序。LabVIEW廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。其程序設(shè)計(jì)可以大量減少硬件設(shè)備的使用，節(jié)省了更多資源?？沙浞职l(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。

1 總體設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)分為登錄模塊，注冊模塊和溫濕度檢測系統(tǒng)模塊，各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)各自對(duì)應(yīng)的功能，登錄模塊：驗(yàn)證用戶名及密碼。注冊模塊：注冊新的用戶名并設(shè)置密碼。溫濕度檢測系統(tǒng)模塊：利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生溫度，共計(jì)采集十次數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)由大到小排序、求出平均溫度；利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生濕度，實(shí)時(shí)顯示濕度；以流水燈形式顯示所測的次數(shù)。注：后文使用文件a.txt為用戶名+“空格”+密碼文件；b.txt為用戶名文件。

圖2 注冊模塊（a）

2 詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 注冊模塊

圖3 注冊模塊（b）

輸入創(chuàng)建的用戶名及密碼，單擊“確定注冊”按鈕。讀取用戶名文件中的文本，與現(xiàn)創(chuàng)建用戶名進(jìn)行對(duì)比。若對(duì)比相等，則單按鈕對(duì)話框顯示“用戶名已注冊,請(qǐng)重新輸入用戶名”；若對(duì)比不相等，則讀取用戶名及密碼的文件中的文本與新創(chuàng)建（用戶名+“空格常量”+密碼）、“換行符常量”形成一個(gè)新的文本，存儲(chǔ)到指定目錄下的文件，單按鈕對(duì)話框顯示“注冊成功”。

圖5 登錄模塊（a）

2.2 對(duì)比模塊

圖4 注冊模塊-對(duì)比模塊

從用戶名文件讀取所建所有用戶名，將輸入用戶名字符串與其一行一行對(duì)比，若“搜索/拆分字符串”未找到相同字符串，則返回為空；若搜索相同字符串，則拆分字符串，將此行字符串及以后內(nèi)容返回。“選行并添加至字符串”選取此行輸出，與輸入字符串進(jìn)行對(duì)比。

2.3 登錄模塊

讀取用戶名文件的文本，與輸入的用戶名進(jìn)行對(duì)比（同注冊模塊中對(duì)比模塊），輸入錯(cuò)誤，顯示“用戶名錯(cuò)誤,請(qǐng)重新登陸”，輸入正確進(jìn)行密碼對(duì)比，密碼錯(cuò)誤顯示“密碼錯(cuò)誤,請(qǐng)重新登陸”，密碼正確顯示“登陸成功”進(jìn)入溫濕度檢測系統(tǒng)程序框圖。

圖6 登錄模塊（b）

2.4 密碼對(duì)比模塊

讀取a.txt(用戶名和密碼)文件文本，將與輸入用戶名一致所在行及后面文本拆分保留，并取出對(duì)應(yīng)用戶名及密碼所在行，用“截取字符串”從用戶名字符串長度加1（創(chuàng)建時(shí)用戶名與密碼之間存在“空格常量”）的長度截取剩余部分，將此部分與輸入密碼進(jìn)行對(duì)比。

圖7 登錄模塊（c）

圖8 登錄模塊-對(duì)比模塊

圖9 溫濕度檢測系統(tǒng)模塊（a）

2.5 溫濕度檢測系統(tǒng)模塊

利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生溫度，開始時(shí)設(shè)置溫度上下限（不設(shè)置默認(rèn)為0）。溫度正常為工作狀態(tài)1，顯示“溫度正常！”。當(dāng)溫度超過上限或者低于下限時(shí)為工作狀態(tài)2，開始報(bào)警，顯示“警報(bào)！溫度超限！當(dāng)前溫度為”并在其下方顯示當(dāng)前溫度。一次測量十個(gè)數(shù)據(jù)，由溫度計(jì)顯示實(shí)時(shí)溫度，由波形圖記錄測量的數(shù)據(jù)，將十次數(shù)據(jù)記錄到數(shù)組中（隱藏），輸出十次數(shù)據(jù)由大到小的排序，最后計(jì)算十個(gè)數(shù)據(jù)的平均值顯示輸出。再由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為濕度，顯示度數(shù)于波形圖，實(shí)時(shí)顯示示數(shù)和實(shí)時(shí)“水平填充滑動(dòng)桿”顯示。設(shè)置十個(gè)溫度所需流水燈實(shí)時(shí)同步顯示當(dāng)前測量次數(shù)。

圖10 溫度檢測系統(tǒng)模塊（b）

2.6 前面板（部分控件已隱藏）

前面板見圖11所示。

圖1 設(shè)計(jì)思路

圖11 前面板

3 結(jié)果驗(yàn)證

在前面板，連續(xù)運(yùn)行前選擇“注冊”，輸入注冊用戶名和注冊密碼（以aaaa 1111、bbbbb 22222、aaaaa 1111為例）注冊。而后結(jié)束連續(xù)運(yùn)行，選擇“登錄”，使用已注冊用戶名及密碼登錄。登錄成功則開始溫濕度檢測系統(tǒng)的運(yùn)行，可隨時(shí)結(jié)束連續(xù)運(yùn)行。進(jìn)行過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖12所示。注：一次連續(xù)運(yùn)行僅執(zhí)行一個(gè)模式，請(qǐng)選擇模式后連續(xù)運(yùn)行。

圖12

注冊后的txt文件如圖13所示。注：a.txt為用戶名+“空格”+密碼；b.txt為用戶名。

圖13

登錄成功后的溫濕度檢測系統(tǒng)（設(shè)置溫度下限30，溫度上限70），如圖14所示。注：登錄前設(shè)置溫度上下限（不設(shè)置默認(rèn)為0）。

圖14

4 總結(jié)

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用LabVIEW平臺(tái)，運(yùn)用圖形編程的方法設(shè)計(jì)帶有用戶登錄的溫濕度檢測系統(tǒng)，從開始的溫濕度檢測系統(tǒng)，參考上課所學(xué)內(nèi)容中設(shè)計(jì)模塊，如：While循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的子VI與其他需要此部分的程序相調(diào)用等等，實(shí)現(xiàn)帶有溫度上下限的數(shù)據(jù)采集及顯示，后拓展至計(jì)算固定個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)的平均溫度值，并以流水燈的形式實(shí)時(shí)顯示測量溫度次數(shù)，結(jié)合用戶登錄及用戶創(chuàng)建完成本次設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流水燈時(shí)也嘗試過不同循環(huán)結(jié)構(gòu)，不同連接方法設(shè)計(jì)最后選擇了本文的設(shè)計(jì)方法，在用戶創(chuàng)建登錄模塊設(shè)計(jì)中也存在許多困難，通過查找相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計(jì)修改完成了基本的功能，最終達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍有更多的發(fā)展改進(jìn)空間。