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(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)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?qū)嵭袑崟r的監(jiān)控，開發(fā)了由Labview進行傳感系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有溫濕度數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理、波形顯示、超限報警和遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，并且操作簡單、易于控制?/p>

溫濕度監(jiān)測；Labview；數(shù)據(jù)采集卡

1 引言

電力通信是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)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(yè)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(jiān)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(jiān)控，開始具備了全天侯的監(jiān)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(shù)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(fā)生擊穿現(xiàn)象從而造成元部件的損壞！同樣濕度也對通信設(shè)備造成一定影響，空氣太潮濕會使插接管部件和設(shè)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(shè)備造成威脅，一般來說，通信設(shè)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(nèi)的相對濕度保持在40％-60％范圍內(nèi)較為適宜[1]。針對上述要求，設(shè)計一種基于Labview的溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)，通過溫度傳感器對數(shù)據(jù)進行采集和無線傳輸，采用低功耗單片機作為控制芯片構(gòu)建多路溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫濕度數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于LabVIEW的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面的內(nèi)容。

2.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1 系統(tǒng)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(shù)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(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上；它可以提供數(shù)字串行接口SCK和DATA，支持CRC傳輸校驗，傳輸?shù)目煽啃暂^高；內(nèi)置分辨率8～12位的A/D轉(zhuǎn)換器，可以用編程來進行調(diào)節(jié)測量精度；測量的精確度高，而且可以提供溫度補償?shù)臏囟葴y量值和露點計算功能；封裝尺寸小，測量和通信結(jié)束后，可以自動轉(zhuǎn)入低功耗模式。

數(shù)據(jù)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(chǎn)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(shù)字I/0（8路高速可達1 MHZ）；2個32位計數(shù)器/定時器；支持USB 2.0。NI USB-6221需外部供電經(jīng)優(yōu)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(shè)計。

2.2 測量系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

軟件的設(shè)計結(jié)構(gòu)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(tǒng)進行分類，分為：用戶服務層，用戶表示層（界面定義），數(shù)據(jù)服務層和業(yè)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(guān)系。

LabVIEW軟件的設(shè)計概念程序非常的模式化，可以按照數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)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(chuàng)新虛擬儀器VI，從而形成了測量軟件的一個結(jié)構(gòu)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(jù)軟件的結(jié)構(gòu)確定，輸入/輸出還有其完成的功能。如果一個軟件開發(fā)由一個項目組來完成，那么在這個階段需要統(tǒng)一的參數(shù)設(shè)定，讓軟件里的各部分進行統(tǒng)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(lián)合調(diào)試。

在溫濕度測量系統(tǒng)中，監(jiān)控軟件是重要的組成部分，承擔著傳感系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理、超限報警和遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽ㄈ鐖D2所示）。

圖2 電力通信機房溫濕度測量系統(tǒng)軟件功能框圖

電力通信機房溫濕度測量系統(tǒng)軟件系統(tǒng)首先要完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集的功能，然后將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控計算機，把監(jiān)控軟件收到的數(shù)據(jù)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(shù)的采集。

3 結(jié)論

根據(jù)電力通信機房內(nèi)傳輸設(shè)備較多，要求做到恒溫和恒濕、防塵的要求，因此本文利用數(shù)據(jù)采集卡對電力通信機房溫濕度數(shù)據(jù)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(xiàn)了溫濕度數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理、波形顯示、超限報警和遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽⒕哂胁僮骱唵?，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(jiān)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(tǒng)的設(shè)計與實施[D].北京郵電大學，2010.