基于虚拟仪器的室内环境远程监测系统设计

论文摘要

目前,人们开始重视自己所处的生活环境,越来越在乎其舒适性和安全性。而随着现代仪器仪表的不断发展和广泛应用,特别是虚拟仪器的快速发展,它将计算机和仪器密切结合、尽可能采用通用的硬件、充分发挥计算机强大的数据处理功能,创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。本文结合当今流行的虚拟仪器技术和热门的环境监测系统,提出了基于虚拟仪器的室内环境远程监测系统设计。本文首先对室内环境所要监测的环境进行分析,介绍本设计的背景和意义,对环境监测系统发展的现状进行阐述,并且对虚拟仪器的产生、概念、构成和优点进行分析。在确定系统设计方案和总体框架后对电路的各模块电路进行设计。在硬件方面,本设计以AT89S51单片机为核心,将室内的温度、湿度、光强、有害气体一氧化碳等环境参数采集,然后传输到计算机处理,并经过远程传输到另外一台计算机进行处理。软件方面包括上位机和下位机的软件设计,下位机软件主要是对室内信息的采集,然后经过串口传送。上位机程序主要用LabVIEW进行数据处理、存储、波形分析和显示功能等,并且通过Internet实现远程计算机之间的通信。最后,结合硬件与软件的设计对室内环境监测系统进行调试。试验表明,该系统能准确地采集室内环境参数并能将数据传输到计算机。另外,能够实现远程监测,具有很好的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 设计背景及意义
• 1.2 环境监测系统发展现状
• 1.3 虚拟仪器概述
• 1.3.1 虚拟仪器的产生
• 1.3.2 虚拟仪器的概念
• 1.3.3 虚拟仪器的构成
• 1.3.4 虚拟仪器的优点
• 1.4 设计目的及内容
• 第2章 系统模块方案论证和总体框架设计
• 2.1 系统设计原则
• 2.2 系统基本方案选择与论证
• 2.2.1 单片机模块方案选择与论证
• 2.2.2 温度监测模块方案选择与论证
• 2.2.3 湿度监测模块方案选择与论证
• 2.2.4 光强监测模块方案选择与论证
• 2.2.5 一氧化碳气体监测模块方案选择与论证
• 2.2.6 计算机端软件选择
• 2.2.7 远程通讯设计软件选择
• 2.3 系统总体设计框架
• 第3章 系统硬件电路设计
• 3.1 AT89S51单片机
• 3.1.1 MCS-51系列单片机简介
• 3.1.2 AT89S51单片机最小系统电路设计
• 3.2 温度传感器电路设计
• 3.3 湿度传感器电路设计
• 3.4 光强传感器电路设计
• 3.5 一氧化碳传感器电路设计
• 3.6 数据采集电路设计
• 3.6.1 芯片ADC0809概述
• 3.6.2 ADC0809管脚说明
• 3.6.3 ADC0809数据采集电路
• 3.7 系统电源及安全性设计
• 3.8 串口通讯电路设计
• 3.8.1 MAX232简介
• 3.8.2 串口通信接口电路
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 单片机端软件设计
• 4.1.1 软件设计原则
• 4.1.2 软件设计流程图
• 4.1.3 数据采集程序设计
• 4.1.4 串口通信程序设计
• 4.2 计算机端软件设计
• 4.2.1 虚拟仪器介绍
• 4.2.2 通信程序
• 4.2.3 数据处理程序
• 4.2.4 显示程序
• 4.2.5 远程通讯模块
• 4.2.6 数据存储
• 4.2.7 数据调用模块
• 第5章 系统调试
• 5.1 硬件调试
• 5.1.1 温度传感器调试
• 5.1.2 湿度传感器调试
• 5.1.3 光敏传感器调试
• 5.1.4 一氧化碳传感器调试
• 5.1.5 数据采集模块调试
• 5.1.6 串口通讯电路调试
• 5.1.7 硬件整体调试
• 5.2 软件调试
• 5.2.1 主机软件调试
• 5.2.2 从机软件调试
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录1:整体电路图
• 附录2:实物图
• 附录3:程序清单