基于LABVIEW的温湿度监测系统的结构设计

李晓洁，毛 瑞，李昭静

（郑州电力高等专科学校，郑州 450000）

基于LABVIEW的温湿度监测系统的结构设计

李晓洁，毛 瑞，李昭静

（郑州电力高等专科学校，郑州 450000）

为了对电力通信机房温湿度能够实行实时的监控，开发了由Labview进行传感系统的参数设置的温湿度监测系统。本系统具有温湿度数据显示、数据处理、波形显示、超限报警和远程数据传输等功能，并且操作简单、易于控制。

温湿度监测；Labview；数据采集卡

1 引言

电力通信是电网调度自动化系统和安全稳定控制系统的基础，是实现电力系统现代化管理的重要前提。电力通信最重要的就是可靠安全，保障电力业务正常运行。因此，电力通信机房的管理要求也就更加严格，需要有更加全面、实时的信息监控手段。

通信机房为了对机房里面的温度还有湿度等各项指标进行监控，开始具备了全天侯的监控功能，以便有意外的情况及时处置。由于不能让机房的机器温度偏高、散热不畅，晶体管的工作参数漂移，所以通讯机房才对温度的要求极高，因为温度过高严重时还会发生击穿现象从而造成元部件的损坏！同样湿度也对通信设备造成一定影响，空气太潮湿会使插接管部件和设备生锈，并且引起插件、布线和电路板的绝缘降低，更严重还会造成短路，太干燥的空气会引起静电，从而对通信设备造成威胁，一般来说，通信设备在长期运行工作期时，机器温度控制在 之间较为适宜；机房内的相对湿度保持在40％-60％范围内较为适宜[1]。针对上述要求，设计一种基于Labview的温湿度无线监测系统，通过温度传感器对数据进行采集和无线传输，采用低功耗单片机作为控制芯片构建多路温湿度监测系统，实现对温湿度数据进行采集、无线传输、分析、显示与存储等功能。

2 基于LABVIEW的温湿度监测系统的结构设计

基于LabVIEW的温湿度监测系统的总体设计包括硬件设计和软件设计两个方面的内容。

2.1 硬件结构设计

图1 系统硬件组成框图

如图1所示，温湿度传感器用于分别采集目标温度和湿度，芯片采用的是瑞士Scnsirion公司推出的SHT11数字温湿度传感器。SHT11芯片高度集成，将温度湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；它可以提供数字串行接口SCK和DATA，支持CRC传输校验，传输的可靠性较高；内置分辨率8～12位的A/D转换器，可以用编程来进行调节测量精度；测量的精确度高，而且可以提供温度补偿的温度测量值和露点计算功能；封装尺寸小，测量和通信结束后，可以自动转入低功耗模式。

数据采集卡采用NI（National Instruments，美国国家仪器有限公司）USB-6221是一款USB高性能M系列多功能DAQ模块。它的产品性能为16路模拟输入、16位分辩率；250Ks/s采样速率；2路模拟输出、更新速率833Ks/s；24路数字I/0（8路高速可达1 MHZ）；2个32位计数器/定时器；支持USB 2.0。NI USB-6221需外部供电经优化在高采样率下也能保持高精度。本模块专门针对移动应用或空间有限的应用而设计。

2.2 测量系统的软件结构设计

软件的设计结构要参照：重用性、灵活性和扩展性这三个核心目标，通过多层的模型角度对系统进行分类，分为：用户服务层，用户表示层（界面定义），数据服务层和业务逻辑层，然后对这些层在进行细分，这样就确定程序的模块组成和他们时间的关系。

LabVIEW软件的设计概念程序非常的模式化，可以按照数据传输、数据分析、数据存储和数据显示采集分类出一个任务表，然后把任务表按照工作的需求列出一个子任务，在给每个子任务创新虚拟仪器VI，从而形成了测量软件的一个结构层次，很多低层的子VI可以完成很多模块的通用功能，所以在软件编写中，需要完成一系列的通用的子VI。

每个模块指标可以根据软件的结构确定，输入/输出还有其完成的功能。如果一个软件开发由一个项目组来完成，那么在这个阶段需要统一的参数设定，让软件里的各部分进行统一的交互标准，列出每个子VI显示和输入控件的清单，从而使项目程序更有条理，更清晰，提高可读性和便于修改和联合调试。

在温湿度测量系统中，监控软件是重要的组成部分，承担着传感系统的参数设置、数据处理、超限报警和远程数据传输等功能，（如图2所示）。

图2 电力通信机房温湿度测量系统软件功能框图

电力通信机房温湿度测量系统软件系统首先要完成网络数据采集的功能，然后将数据传输至监控计算机，把监控软件收到的数据变成湿温度值，对它进行判别以用来显示温湿度伴随着时间变化的曲线，需要做一个 EXCEL表格来记录参数的采集。

3 结论

根据电力通信机房内传输设备较多，要求做到恒温和恒湿、防尘的要求，因此本文利用数据采集卡对电力通信机房温湿度数据进行实时采集，并通过Labview进行的编程控制一利用Labview的特点，实现了温湿度数据显示、数据处理、波形显示、超限报警和远程数据传输等功能，并具有操作简单，可视性好的特点，具有很好的应用价值。

[1]闫磊.基于RFID的电力通信机房可视化监控研究[D].华北电力大学，2012.

[2]姜旭.基于LabVIEW的电力测温软件系统的设计与实施[D].北京邮电大学，2010.