基于虚拟仪器的温室温度控制系统实验设计

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1、基于虚拟仪器的温室温度控制系统目 录一、绪 论1.1选题的背景1.2温室环境控制1.3我国农业环境现状1.4虚拟仪器(VirtualInstrumentation)概述二、设计方案与思路2.1执行器的选择2.2分析控制器的选择2.3数据采集系统的选择2.4软件系统的选择2.5系统框图三、硬件设计3.1硬件设计的基本原则3.2传感器的选择3.3信号调理电路3.4电机控制电路四、软件设计4.1软件设计的基本原则4.2软件功能实现4.3程序流程图4.4LabVIEW具体编程4.4.1前面板设计4.4.2程序框图（后面板）设计4.5程序运行结果与分析五、硬件调试与分析

2、5.1温室大棚实地考查5.2第一次实验记录5.3第二次实验记录5.3第三次实验记录5.4第四五六次实验记录5.5第七次实验记录六、结   论七、参考文献附录一： 硬件参数表附录二： 基于LabVIEW的程序设计详细步骤附录三：组员分工一、绪论1.1选题的背景随着我国国民经济的发展，人民的生活水平日益提高，冬季大棚蔬菜的市场日渐扩大，尤其是北方地区在寒冷的冬季用塑料大棚栽培蔬菜，更体现出经济价值。仅靠南菜北调长途运输，一是成本高，二是运到目的地，蔬菜已经不新鲜了。所以，依靠农业科技，大力推广温室大棚种植蔬菜能更好地满足人民生活需要.由于我国人口众多，土地、水资源

3、及各种能源短缺，在人民生活水平不断提高，对农副产品的需求不断增加的今天，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。1.2温室环境控制即根据植物生长发育的需要，自动调节温室内环境条件的总称。现代化温室，通过传感器技术、微型计算机及单片机技术和人工智能技术，能自动调控温室的环境，其中包括温度、湿度、光照、Co2浓度、水分等，使作物在不适宜生长发育的反季节中，获得比室外生长更优的环境条件，达到早熟、优质、高产的目的。冬季大栅蔬菜最重要的一个管理因素是温度的控制。温度太低，会发生蔬菜冻死或者停止生长，所以要将温度始终控制在适合蔬菜生长

4、的范围内。1.3我国农业环境现状我国的温室农业环境调控技术主要存在的问题有:温室农业生产高新技术集成度不够、温室农业高新技术产业化缓慢以及温室农业生产管理现代化程度不高等。实现智能化调控目标的基础是先进测试仪器技术的应用。我国传统的温室农业测试技术对测控对象分析精度低、成本高、操作复杂，而且对从事农业科学的人员专业性要求很强，难于实现普及。跟踪研究国内外的测试技术发展状况发现:虚拟仪器可缩短农业技术开发周期，降低成本，其高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用，虚拟仪器的可操作性直观简洁，具有与传统仪器相似的操作界面，限制性小，

5、是目前流行的仪器测试方案，因此决定了它在农业工程领域特别是温室农业生产中具有广阔的发展前景。1.4虚拟仪器(VirtualInstrumentation)概述虚拟仪器是对传统仪器概念的重大突破，与传统仪器相比，它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，使用户可以更方便地对其进行维护、扩展、升级。美国NI(NationalInstruments)公司在80年代中期便提出虚拟仪器的概念。到目前为止，美国的HP公司、NI公司及Racal公司等相继研制和推出了多种总线式系统的虚拟仪器。虚拟仪器的出现加速了人们对传统仪器的改造，同时使得仪器测试系统的集成度越来越高。虚

6、拟仪器技术充分利用计算机将传统仪器的功能和控件面板软件化，构成充分利用计算机智能化功能的全新仪器系统。在实际测试系统中应用虚拟仪器技术，不仅可以减少系统开发时间和维护费用，而且开发出的系统还能具有更强的功能、更可靠的质量。因此，本论文结合温室环境监测的实际需求，建立了基于labview的温度控制系统。虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术综合集成的产物，代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向。所谓虚拟仪器第21页(VirtualInstrument，简称Vl)，就是用户在通用计算机平台上，根据需求来定义和设计仪器的测试功能，使得使用者在操作计算机时，就像是在操作一

7、台自己设计的测试仪器一样。虚拟仪器技术使得测控领域的设计更加科学有效，随着虚拟仪器技术的发展，其对实际测试的帮助优势越来越大。在测试系统和仪器设计中尽量用软件代替硬件，“软件就是仪器”是虚拟仪器概念最简单，也是最本质的表述。虚拟仪器特点可以归纳概括为以下5个方面:①丰富和增强了传统仪器的功能;②突出“软件就是仪器”的新概念;③仪器由用户自己定义;④开放的标准;⑤便于构成复杂的测试系统，经济性好。虚拟仪器与传统仪器的具体区别见表1.1。二、设计方案与思路我们的目的是设计这样一个系统，由数据采集系统、分析控制器、执行器组成，传感器将采集到的温度信息经过调理传输到分

8、析控制器中，然后产生输出信号到执行器中