Labview環(huán)境下溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

Labview軟件的宗旨一直就是致力于如何將工程師從復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)編程中解放出來(lái)。因此，通過(guò)Labview可以不需要了解任何復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就能編寫(xiě)復(fù)雜的分布式應(yīng)用程序。尤其是Labview8.x的推出，使得分布式系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通信變得更為簡(jiǎn)單，用戶可以像使用本地全局變量一樣使用共享變量，而不需要知道共享變量的底層是如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的。

借助于Labview圖形化的編程語(yǔ)言，使用者可以輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程儀器控制、生產(chǎn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、報(bào)表生成等功能。從而使工程人員可以將主要精力放在硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試上。此外，利用Internet可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。進(jìn)而有效的利用資源，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。系統(tǒng)硬件主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡(DAQ采集卡)以及連至Intert的PC機(jī)，其硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中溫濕度傳感器用于分別采集目標(biāo)溫度和濕度，而通過(guò)NI數(shù)據(jù)采集卡可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而送至PC機(jī)。通過(guò)NI公司提供的NI DAQmax來(lái)配置相應(yīng)數(shù)據(jù)采集卡的測(cè)量通道，可以完成信號(hào)濾波和單位換算。從而借助于Labview強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程功能，并連接到lnternet的遠(yuǎn)程PC機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)溫、濕度的監(jiān)控。



2數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問(wèn)

本系統(tǒng)采用微軟的Access數(shù)據(jù)庫(kù)軟件來(lái)完成對(duì)所采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并通過(guò)遠(yuǎn)程用戶界面的操作按鈕來(lái)宴現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的索引提取。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，NI公司開(kāi)發(fā)了專用的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具Labview Database Connectivity Toolkit。該工具包可支持對(duì)大多數(shù)目前較常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，但價(jià)格比較昂貴，對(duì)于LabVlOW的小型用戶來(lái)講，這個(gè)價(jià)格還不能承受，同時(shí)對(duì)于實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴的工具包也沒(méi)有必要。令人高興的是，JeffreyTravis開(kāi)發(fā)的免費(fèi)Labview。數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具LabSQL也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些數(shù)據(jù)庫(kù)的輕松訪問(wèn)。LabSOL可利用Microsoft ADO以及SQL語(yǔ)言來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，它將復(fù)雜的底層ADO及SQL操作封裝成一系列的LabSQL VIs，因而十分簡(jiǎn)單易用。

在Windows上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)需要在ODBC面板上建立一個(gè)DSN所建立的DSN以用于數(shù)據(jù)庫(kù)和Labview的連接，按照ODBC面板的提示，還應(yīng)建立一個(gè)以Microsoft Access為驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。并將這一數(shù)據(jù)庫(kù)文件保存到LabSQL所在的安裝目錄下，然后在Access環(huán)境下新建用于存儲(chǔ)溫濕度值的表，這樣，就完成了數(shù)據(jù)庫(kù)的初步建立。

在LabsQL中提供有用于數(shù)據(jù)庫(kù)交互的VIS：Command VIs，COnnectionVIs，RecordsetVI，SQLExecute.vi．SOL Fetch data.vi。通過(guò)這些vi可將溫度和濕度值插入所建立的表格中，并可通過(guò)查詢條件來(lái)索引需要的值。圖2所示是在Labview環(huán)境下開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)程序，利用該程序只需在前面板中輸入簡(jiǎn)單的SQL語(yǔ)言就可以將測(cè)量的溫濕度值插人到預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)表中。本系統(tǒng)中用于執(zhí)行數(shù)據(jù)插人的SQL吾句為：



DSN=mvDB；

INSERT INTO溫濕度記錄表

(時(shí)間，溫度，濕度)

VALUES(當(dāng)前時(shí)間，溫度計(jì)輸出值，濕度計(jì)輸出值)；

執(zhí)行完程序后，在Access中就可以看到如圖3所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)果。



3報(bào)表生成

NI提供有用于報(bào)表生成的便捷工具ReportCeneratton Toolkit for Microsft Office，此工具包中的VI是基于Activex技術(shù)的VI模塊，用戶可以通過(guò)Labview中Actlve X面板中提供的相關(guān)VI去改造工具包中的VI，以形成用戶自定義的、更便捷的子VI。

上述工具包里提供了大致三組Vl：普通VI、高級(jí)VI和通用VI，可以滿足用戶不同的需要。對(duì)于復(fù)雜的報(bào)表生成，用常規(guī)的VI可能非常繁瑣，Office的word和Excel都提供有利用占位符的方式來(lái)簡(jiǎn)化報(bào)表的設(shè)計(jì)。其中word的占位符是通過(guò)定義書(shū)簽來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本系統(tǒng)所采用的也是這種方法，該方法可以快速的完成復(fù)雜報(bào)表的生成。其程序如圖4所示。



4遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)

利用Labview提供的Web服務(wù)器技術(shù)，可以方便地將本地VI程序前面板移植到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)取得控制權(quán)后，就可以對(duì)前面板進(jìn)行操作。在面板主菜單的工具欄里完成LabviewWeb服務(wù)器的配置后，再通過(guò)Web發(fā)布工具就可以完成前面板的配置。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)只要輸入正確的URL地址，并獲得控制權(quán)限，就可對(duì)其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

啟動(dòng)IE瀏覽器并在地址欄中輸入U(xiǎn)RL地址，就會(huì)顯示本地計(jì)算機(jī)所發(fā)布的VI，然后單擊運(yùn)行按鈕，就會(huì)顯示所測(cè)目標(biāo)的溫濕度值。操作時(shí)，在前面板上指定的位置輸入查詢指令：

DSN=myDB；SELECT*FROM溫濕度記錄表WHERE溫度>0 and溫度<25 and濕度>27

系統(tǒng)就會(huì)顯示查詢結(jié)果，圖5中表格就是遠(yuǎn)程監(jiān)控的查詢結(jié)果。此時(shí)若單擊報(bào)表生成按鈕，就會(huì)完成報(bào)表的自動(dòng)生成及打印。



5結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)可通過(guò)IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)溫濕度的監(jiān)控、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)等功能。本設(shè)計(jì)充分利用了Labview強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程和便捷的應(yīng)用軟件交互能力。其不足之處在于本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)是通過(guò)Labview Web服務(wù)器發(fā)布的，不能支持遠(yuǎn)程程序面板的查看和修改，因此，要想調(diào)用和控制遠(yuǎn)程VI，還需要借助于VI服務(wù)器技術(shù)做進(jìn)一步完善。