基于LabVIEW的无线温度测控系统设计
(1)数据采集与显示模块
数据采集与显示模块主要是通过计算机串口及无线通信模块接收单片机发送来的温度数据，并进行实时显示。为了保证计算机与单片机的顺利通信，首先应进行串口初始化，如设置串口号COMl、波特率9600、8个数据位、1个停止位，无奇偶校验及流控制。程序运行时，单击“开始采集”按钮，系统便能接收到单片机发送来的温度数据，通过温度仪表控件显示当前采集到的温度值。此外，数据采集模块所接收到的是一组离散的温度信号值，通过波形图表显示控件进行逐点显示并连线，可绘制出温度趋势曲线，拖动曲线图右下方的滑块，并可查看历史温度曲线。
(2)数据处理与报警模块
数据处理主要实现对采集到的温度数据进行直方图统计。单击系统界面上的“创建直方图”按钮，系统便执行相应程序对温度数据进行统计，在波形图控件中显示温度直方图，便于用户进行统计分析。
温度报警模块主要实现高温报警和低温报警。用户在系统界面中设置温度上下限值，当实际温度大于温度上限或小于温度下限时，系统通过指示灯给出高温报警(红灯亮)或低温报警(黄灯亮)，提示用户温度超限，以确保人员及设备安全。
(3)数据存储模块
数据存储模块主要实现将采集到的温度数据保存至Excel表格，方便用户日后调出历史温度数据进行查阅分析。首先利用“数组大小”VI获取采集到的温度数组的大小，并判断其能否被10整除，若能整除，执行“条件结构”的“真”分支程序，将采集时间及10个温度数据写入电子表格文件后换行，然后再进行条件判断。这样，温度数据便以10个为l行记录到电子表格文件中，同时每一行的开头均记录下了采集本组数据的日期与时间。
另外，利用“方法节点”和“写入JPEG文件”VI可将温度曲线以JPEG格式存储。用户单击“保存温度曲线”按钮，系统弹出保存对话框，提示用户将温度曲线保存为JPEG图片。
(4)PID控制模块
LabVIEW提供了功能强大的PID控制器，使用户避免了繁琐的PID算法的编写，提高开发效率。进行PID控制时，首先将温度信号输入至PID控制器，并输入温度设定值和PID增益，包括比例系数Kc、积分时间常数Ti及微分时间常数Td。单击“PID控制”按钮，程序按照PID算法对温度进行控制，使温度逼近设定值。
3．2 下位机软件设计
P89LV5lRD2单片机程序采用C语言进行设计。P89LV51RD2内部提供了3个16位定时器／计数器以及1个全双工串行通信口，满足本系统的软件设计要求。图4给出了单片机控制程序流程。
在系统初始化时，设置8位串行口模式1，以及单片机的定时器T2工作在波特率发生器模式，产生串行通信所需的波特率。再令单片机的定时器T0工作在定时器模式，用于产生指定的控制周期。在TO的中断程序中，首先将采集到的温度数据通过无线模块发送给上位机进行实时显示，然后上位机利用LabVIEW中的PID控制器，确定系统输出控制量的大小并发送回单片机，单片机根据控制量输出PWM信号，驱动控制电路对被测对象进行温度控制。
结语
本文设计的温度测控系统以低功耗的单片机系统为采集模块，代替了价格昂贵的数据采集板卡，成本低，并以LabVIEW开发的软件平台进行温度处理与控制，与传统仪器相比，具有界面友好、易于操作及扩展性强等特点。实验表明，本系统可以作为教学实验系统的一部分，嵌入到虚拟仪器实验平台中，供学生学习LabVIEW编程以及虚拟仪器与单片机的通信。另外，可以将多个节点进行组网，形成一个分布式无线网络，实现多点温度测量与控制，具有良好的应用前景。
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