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1、新式温室大棚毕业设计论文1、概述1.1现状我国人多地少，人均占有耕地面积少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能的，要用新的方法来提高单位亩产量，温室大棚技术就是其中的一个好的方法。 温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的限制。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长影响不大，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，温室大棚技术越来越普及。成为农民增收的主要手段。1.2现有温室大棚的缺点随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚
2、的温度控制成为一个难题。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，通过读取温度值来知道大棚内的实际温度，然后根据现有温度与额定温度进行比较，看温度是否过高或过低，如果过高，就对大棚进行降温处理，如果过低就升温，就对大棚进行升温。这些操作都是在人工情况下进行的，这些都浪费了大量的人力物力，对于大棚数量很多来说，是面临的一个难题。现在，随着农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。1.3改进办法虚拟仪器技术越来越完善，所以，选用虚拟仪器来改善大棚的温度控制系统。本系统LabVIEW虚拟仪器编程，通过对前面板的设置来显示温室
3、大棚内的温度，并进行报警，进而对大棚内温度进行控制。本系统有单片机，温度传感器，串口通信，和计算机组成。计算机主要是进行编程，对温度进行显示、报警和控制等；温度传感器是对大棚内温度进行测量，显示；单片机是对温度传感进行编程，读去温度传感器的温度值，并半温度值通过串口通信送入计算机；串口通信作用是把单片机送来的数据送到计算机里，起到传输作用。其原理图如图11所示。需要做的工作就是进行计算机编程，和单片机编程，使传感器工作，并进行温度控制。大棚温度传感器单片机计算机RS-485通信 图1 温室大棚温度控制系统Fig.1 Temperature control system of large can
4、opy of greenhouse 本系统能够对大棚内的温度进行采集，然后再进行比较，通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析，如果超过温度限制，温度报警系统将进行报警，来通知管理人员大棚内的温度超过限制，大棚内的温控系统出现故障，从而有利于农作物的生长，提高产量。本系统最大的优点是在一台电脑上可以监测到多个大棚内的温度情况，从而进行控制。在涉及本系统中，需要对LabVIEW进行学习，然后设计系统的前面板，对温度传感器进行选择，对单片机和通信标准进行选择和设计，由于本系统侧重软件部分，所以，硬件部分的程序忽略不写。2、虚拟仪器程序设计2.1虚拟仪器介绍2.1.1仪器的发展概况仪器是人类认
5、识世界的基本工具，也是信息社会人们获取信息的主要手段之一。电子测量仪器发展至今，经历了指针式仪表、模拟器件仪器、数字器件仪器、智能仪器、个人仪器、虚拟仪器的发展阶段。由于电子技术、计算机技术和网络技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，电子测量仪器的功能和作用已发生质的变化，其中计算机处于核心地位。计算机软件技术和测试系统更加紧密的结合趁一个有机整体，导致仪器的结构概念和设计观点的也发生突破性的变化。在上述的背景下，出现了新的仪器概念虚拟仪器1。2.1.2、虚拟仪器所谓虚拟仪器技术，就是用户在通用的计算机平台上，根据
6、测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，其实只是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义。（1）、虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”和“触摸”进行操作的；虚拟仪器前棉班是外形与实物相象的“图标”，每个图标的“通”、“断”、“放大”、等动作通过用户操作计算机鼠标或键盘来完成。因此，设计虚拟仪器前面板就是在前面
7、板设计窗口中摆放所需的图标，然后对图标的属性进行设置。（2）、虚拟仪器测量功能是通过对图形化软件流程图的编程来实现的。虚拟仪器是在一PC为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程来实现仪器功能的。因此，可以通过不同测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能。2.1.3虚拟仪器的特点1、 传统的面板只有一个，其上布置着种类繁多的显示和操作元件，易导致许多识别与操作错误。虚拟仪器可以通过在几个分面板撒谎感的操作来实现比较复杂的功能。这样，在每个分面板上就可以实现功能操作的单纯化与面板布置的简捷化，从而提高操作的正确性和便捷性。同时，虚拟仪器面板上的显示元件和操作元件的种类和形式不受“标准件”和“加工工
8、艺”的限制，它们是由编程来实现的，设计者可以根据用户的认知要求和操作要求，设计仪器面板。2、 在通过硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完趁一起的功能。3、 仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的。4、 仪器性能的改进和功能的扩展只需更新相关的软件设计，而不需要购买新的仪器。5、 研制用期较传统仪器大为缩短。6、 虚拟仪器开放、灵活、可与计算机同步发展，与网络及其他周围设备互联2。 2.1.4虚拟仪器的功能和基本工作原理 1、虚拟仪器的功能： （1）、信号调理和采集功能； （2）、数据分析和处理功能； （3）、参数设置和结果表达。 2、虚拟仪器的基本工作原理
9、虚拟仪器完成上述三大功能的原理框图如图2-1所示仪器驱动程序（机-机接口）用户接口（人-机接口） 被测对象调理、采集激励检测软件计算机及附件（控制、处理）用户键盘显示读出键入 图2-1虚拟仪器原理功能图 Fig2-1 Principle functional diagram of VI 工作构成如下：首先，用户通过虚拟仪器面板设置好仪器功能，量程，频段等工作参数后，启动仪器进行测量。在计算机控制下，被测对象经仪器部分的调理和采集后，变成数据，再经过计算机处理，其结果送显示，由用户读取或打印输出。因此，虚拟仪器的基本组成应包括： 1、用户（人-机）接口部分 此部分完成参数设置和结果显示等人-机对
10、话功能。其硬件有鼠标、键盘、显示器、打印机、绘图仪等，其软件有用户界面。 2、信号（机-机）接口部分 此部分完成信号调理和数据采集功能。它的硬件主要由测量仪器的模拟电路为主构成。由于被测对象是各种各样的，有点或非电的物理量、化学量、生物量等，由于这些被测对象千差万别，因此，在采集前通常要进行非电量到电量的变换（各式传感器）、幅度（放大、衰减）、频率（混频、检波、滤波）、阻抗（高阻、低阻、匹配）、隔离、激励（交直流源、恒压恒流源）等各种调理，使其到采集板时为归一化的模拟电信号，最后再由采集板进行A/D转换。此外，信号接口部分通常还含D/A变换，定时/记数、数字I/O等功能模块。这部分的软件称为仪
11、器（或设备）驱动器。 3、控制与处理部分 此部分硬件包括各种高性能的计算机（笔记本机、PC机、工控机、工作站等）及附件。起软件为控制、分析、处理程序。2.2LabVIEW语言 LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境的简称，是美国国家仪器公司（简称NI）的创新软件产品，也是目前应用最广，发展最快，功能最强的图形化软件开发集成环境。 LabVIEW软件的特点如下：1、 具有图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师语言。2、 提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数。3、 提供传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供独具特色的执行工具，是程序动画式运行，利于设计者观察
12、到程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。4、 32位的编译器编译生成32位的编译程序，保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行。5、 囊括了PCI、GPIB、PXI、VXI、RS232/485、USB等各种仪器通信总线标准的所有功能函数，使得不懂得总线标准的开发者也能够驱动不同总线标准接口设备和仪器。6、 提供大量与外部代码或软件进行链接的机制，诸如DLL（动态链接库），DDE（共享库），Activex等。7、 具有强大的Internet功能，支持常用的网络协议，方便网络远程测控仪器的开发3。虚拟仪器和传统仪器的比较传统仪器：仪器厂商定义、硬件是关键、价格昂贵、技术更新慢（510年）、
13、封闭系统、规模、功能固定、开发维护费用高、功能单一，维护不便。虚拟仪器：由用户自己定义、软件是关键、价格低、可重复使用、技术更新快（12年）、开放系统，可方便的同外设、网络等连接、规模、功能可任意修改、增减、开发维护费用低、智能化、多功能、远距离传输7。在虚拟仪器系统中，硬件是用来解决信号的输入和输出，软件是整个仪器系统的关键。虚拟仪器棉班空间对应着软件程序，这些软件已经设计好了，使用时用户只需将代表该种软件程序的图形控件防在窗口中相应的位置，然后把所有的图标连起来，就组成了一个虚拟仪器系统。虚拟仪器综合运用了计算机软件技术、智能测试技术、摸板及总线标准化技术、数字信号处理技术、图形处理技术以
14、及高速专用集成电路制造技术等，是建立在标准化、系列化、模块化、积木化的硬件与软件平台上的一个完全开放的系统。由于虚拟仪器具有以上优点，所以，温室大棚的温度控制系统采用了虚拟仪器语言来设计系统的前面板。2.3温室大棚的虚拟仪器设计系统温室大棚的虚拟仪器设计分为3个部分，登陆部分、大棚序号显示部分、各个大棚的温度显示报警控制部分。下面分别叙述其功能。2.3.1登陆面板登陆面板如图22所示，框图程序如图23和图24所示。如图所示，如果输入正确的用户名和密码，点确定，将进入虚拟仪器温室大棚温度测控系统；如果输入的用户名和密码错误，将无法登陆虚拟仪器温室大棚温度测控系统。如过输入用户名和密码后，不想进入
15、本系统，点取消键将退出本系统。其框图程序分为两部分，结构为事件结构，当程序运行时，点击确定或取消，就能进入或退出系统。事件结构使LabVIEW具有了事件驱动的能力，这些事件包括鼠标事件（单击、双击等）、键盘事件、选单事件、窗口事件（如关闭窗口）、对象的数值变化等。这给用户的编程带来了很大的方便。事件结构由框架、超时端口、时间数据节点、递增/递减按钮和选择器标签组成。事件结构能够响应的事件有两种类型：通告事件和过滤事件。通告事件通知LabVIEW一个动作发生，例如用户改变了一个控件的值。过滤事件用来控制用户界面的操作。当没有任何事件发生时，事件结构就会处于休眠状态，直到有一个或多个预先设定的事件发生时，事件结构才会自动苏醒，并根据发生的事件执行用户预先设定的动作。图22登陆面板Fig2-2 Land the panel 事件结构的特点如下： 1、使用Mechanical Action属性为Latch的布尔控件来触发事件。 2、在一个事件结构中使用多个子框架处理相同事件。 3、使用一个事件结构子框架处理多
