基于LABVIEW的溫濕度監測系統的結構設計

李曉潔，毛 瑞，李昭靜

（鄭州電力高等?？茖W校，鄭州 450000）

基于LABVIEW的溫濕度監測系統的結構設計

李曉潔，毛 瑞，李昭靜

（鄭州電力高等?？茖W校，鄭州 450000）

為了對電力通信機房溫濕度能夠實行實時的監控，開發了由Labview進行傳感系統的參數設置的溫濕度監測系統。本系統具有溫濕度數據顯示、數據處理、波形顯示、超限報警和遠程數據傳輸等功能，并且操作簡單、易于控制。

溫濕度監測；Labview；數據采集卡

1 引言

電力通信是電網調度自動化系統和安全穩定控制系統的基礎，是實現電力系統現代化管理的重要前提。電力通信最重要的就是可靠安全，保障電力業務正常運行。因此，電力通信機房的管理要求也就更加嚴格，需要有更加全面、實時的信息監控手段。

通信機房為了對機房里面的溫度還有濕度等各項指標進行監控，開始具備了全天侯的監控功能，以便有意外的情況及時處置。由于不能讓機房的機器溫度偏高、散熱不暢，晶體管的工作參數漂移，所以通訊機房才對溫度的要求極高，因為溫度過高嚴重時還會發生擊穿現象從而造成元部件的損壞！同樣濕度也對通信設備造成一定影響，空氣太潮濕會使插接管部件和設備生銹，并且引起插件、布線和電路板的絕緣降低，更嚴重還會造成短路，太干燥的空氣會引起靜電，從而對通信設備造成威脅，一般來說，通信設備在長期運行工作期時，機器溫度控制在 之間較為適宜；機房內的相對濕度保持在40％-60％范圍內較為適宜[1]。針對上述要求，設計一種基于Labview的溫濕度無線監測系統，通過溫度傳感器對數據進行采集和無線傳輸，采用低功耗單片機作為控制芯片構建多路溫濕度監測系統，實現對溫濕度數據進行采集、無線傳輸、分析、顯示與存儲等功能。

2 基于LABVIEW的溫濕度監測系統的結構設計

基于LabVIEW的溫濕度監測系統的總體設計包括硬件設計和軟件設計兩個方面的內容。

2.1 硬件結構設計

圖1 系統硬件組成框圖

如圖1所示，溫濕度傳感器用于分別采集目標溫度和濕度，芯片采用的是瑞士Scnsirion公司推出的SHT11數字溫濕度傳感器。SHT11芯片高度集成，將溫度濕度感測、信號變換、A/D轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上；它可以提供數字串行接口SCK和DATA，支持CRC傳輸校驗，傳輸的可靠性較高；內置分辨率8～12位的A/D轉換器，可以用編程來進行調節測量精度；測量的精確度高，而且可以提供溫度補償的溫度測量值和露點計算功能；封裝尺寸小，測量和通信結束后，可以自動轉入低功耗模式。

數據采集卡采用NI（National Instruments，美國國家儀器有限公司）USB-6221是一款USB高性能M系列多功能DAQ模塊。它的產品性能為16路模擬輸入、16位分辯率；250Ks/s采樣速率；2路模擬輸出、更新速率833Ks/s；24路數字I/0（8路高速可達1 MHZ）；2個32位計數器/定時器；支持USB 2.0。NI USB-6221需外部供電經優化在高采樣率下也能保持高精度。本模塊專門針對移動應用或空間有限的應用而設計。

2.2 測量系統的軟件結構設計

軟件的設計結構要參照：重用性、靈活性和擴展性這三個核心目標，通過多層的模型角度對系統進行分類，分為：用戶服務層，用戶表示層（界面定義），數據服務層和業務邏輯層，然后對這些層在進行細分，這樣就確定程序的模塊組成和他們時間的關系。

LabVIEW軟件的設計概念程序非常的模式化，可以按照數據傳輸、數據分析、數據存儲和數據顯示采集分類出一個任務表，然后把任務表按照工作的需求列出一個子任務，在給每個子任務創新虛擬儀器VI，從而形成了測量軟件的一個結構層次，很多低層的子VI可以完成很多模塊的通用功能，所以在軟件編寫中，需要完成一系列的通用的子VI。

每個模塊指標可以根據軟件的結構確定，輸入/輸出還有其完成的功能。如果一個軟件開發由一個項目組來完成，那么在這個階段需要統一的參數設定，讓軟件里的各部分進行統一的交互標準，列出每個子VI顯示和輸入控件的清單，從而使項目程序更有條理，更清晰，提高可讀性和便于修改和聯合調試。

在溫濕度測量系統中，監控軟件是重要的組成部分，承擔著傳感系統的參數設置、數據處理、超限報警和遠程數據傳輸等功能，（如圖2所示）。

圖2 電力通信機房溫濕度測量系統軟件功能框圖

電力通信機房溫濕度測量系統軟件系統首先要完成網絡數據采集的功能，然后將數據傳輸至監控計算機，把監控軟件收到的數據變成濕溫度值，對它進行判別以用來顯示溫濕度伴隨著時間變化的曲線，需要做一個 EXCEL表格來記錄參數的采集。

3 結論

根據電力通信機房內傳輸設備較多，要求做到恒溫和恒濕、防塵的要求，因此本文利用數據采集卡對電力通信機房溫濕度數據進行實時采集，并通過Labview進行的編程控制一利用Labview的特點，實現了溫濕度數據顯示、數據處理、波形顯示、超限報警和遠程數據傳輸等功能，并具有操作簡單，可視性好的特點，具有很好的應用價值。

[1]閆磊.基于RFID的電力通信機房可視化監控研究[D].華北電力大學，2012.

[2]姜旭.基于LabVIEW的電力測溫軟件系統的設計與實施[D].北京郵電大學，2010.