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基于LabVIEW的无线温度测控系统设计

发布时间:2020-07-01 01:12:46 阅读: 来源:放料阀厂家

摘要:基于虚拟仪器设计理论,以LabVIEW8.5为软件开发平台,低功耗单片机P89LV51RD2为硬件核心,设计了一个实时温度测控系统。该系统采用数字温度传感器TMPll2,配合单片机,实现现场温度采集系统。通过ZigBee无线通信模块SZ05与计算机进行远程通信,并由软件平台对信号进行显示、分析及存储,同时实现温度的PID控制。该系统功耗低,测量精度高,界面友好,易于操作,可扩展性强且成本低。关键词:P89LV51RD2;TMPll2;LabVIEW;温度测控;无线通信;PID控制

本文引用地址:引言 传统的温度测量仪器,其功能及规格是单一固定的,用户无法根据自己的需要改变。NI公司提出的虚拟仪器概念,彻底打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式,使测控仪器发生了巨大变革。LabVIEW是NI公司开发的一种虚拟仪器平台,而目前利用LabVIEW进行的开发通常都是建立在LabVIEW所支持的价格昂贵的数据采集板卡之上的。为解决这一问题,本系统采用低功耗单片机P89LV51RD2和低功耗温度传感器TMPll2组成温度采集节点,并通过无线通信模块实现单片机系统与上位机的远程通信,不仅取代了价格昂贵的数据采集卡,大大降低了系统成本,而且实现了数据的无线传输。同时,温度采集节点的低功耗特性,降低了ZigBee组网时对电源的要求,便于进行组网实现多点测温。

1 系统的组成及工作原理 图1给出了系统组成框图,该温度测控系统主要由计算机、单片机、温度测量电路、温度控制电路以及无线通信电路组成。TMPll2温度传感器进行温度采集,将温度数字量传送给P89LV51RD2后,通过数码管LED电路进行现场温度显示。同时,P89LV51RD2将温度数据通过无线通信模块SZ05发送给远程计算机,运行于PC机上的LabVIEW控制平台对温度进行实时显示,并进行数据处理、温度报警及数据存储等。另外,控制平台采样输入信号,利用LabVIEW中的PID控制器进行PID控制,将控制量通过无线模块发送给单片机,单片机输出控制量实现温度控制。

2 系统硬件设计2.1 温度测量显示电路 本系统采用TI公司于2009年6月推出的高精度低功耗数字温度传感器TMPll2来实现温度测量。该传器具有如下特点: ◆测温范围为-40~125℃; ◆0~65℃温度范同内精度达O.5℃,-40~125℃范围内精度达1℃; ◆12位分辨率,测量值的读取精度达到0.0625℃; ◆正常操作模式的最大静态电流为10μA,关机模式则为1μA; ◆电源范围1.4~3.6 V; ◆SMBus/两线式串行接口,总线上最多可连接4个该传感器。 从功耗、精度、接口等方面综合考虑,采用P89LV51RD2与TMPll2组成温度测量节点。虽然P89LV51RD2单片机没有专用的I2C总线接口,但可以使用软件模拟I2C总线,来实现单片机与TMPll2的通信。利用单片机的I/O口P1.0和P1.1分别模拟I2C总线的SDA和SCL信号,故只需将单片机的P1.O和P1.1引脚分别与TMPll2的SDA和SCL引脚相连(注意需要上拉)。P89LV51RD2通过I2C总线读取温度数据后,由5个数码管显示温度值,包括百位(或符号位)、十位、个位与2个小数位。pid控制器相关文章:pid控制器原理

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