基于LabWindows/CVI和ADAM—4118熱電偶的溫度采集系統

雷瀟 嚴蕾 高闖

摘 要：本文主要介紹了在Windows環境下，以LabWindows/CVI為開發平臺，以ADAM-4118熱電偶和計算機為主要硬件平臺組成溫度采集系統，利用多線程機制進行溫度的采集和存儲，最后對采集到的數據加以分析。實際應用表明該系統運行穩定。

關鍵詞：LabWindows/CVI；ADAM-4118熱電偶；多線程；數據采集

1 前言

LabWindows/CVI是以C語言為基本編程語言的虛擬儀器軟件。利用ADAM-4118熱電偶和LabWindows/CVI完成對數據的采集、存儲和分析工作[1]。工控機通過RS-232，中間經過RS-232和RS-485的轉換器與熱電偶進行通訊，被測參數的實時信號通過串口傳送給工控機。

1.1 軟件設計

程序開發用LabWindows/CVI，它是Windows環境面向計算機測控領域的虛擬儀器軟件開發平臺[2]。在編程過程中直接調用用戶界面函數并且利用熱電偶提供的函數，進行系統的軟件設計。其中RS-232函數庫提供了各種方式的串口通訊函數和IO函數。

1.2 硬件設計

硬件主要由ADAM-4118熱電偶模塊與工控機連接進行數據采集和顯示。ADAM-4118將熱電偶轉換為RS-485信號，傳輸到電腦上。又普通機有RS-232接口，而無RS-485，所以需采用RS-232到RS-485的轉換器。

2 基于CVI和ADAM-4118熱電偶的數據采集設計方案

本數據采集系統的建立分以下幾步：

第一步，利用LabWindows/CVI建立用戶界面。其包括四個數據采集模塊，每個模塊有8個通道。

第二步，在界面上建立控件按鈕，如數據采集按鈕，數據確認按鈕、保存、顯示按鈕。

第三步，在編程過程中使用多線程機制以保證數據采集的實時性，提高CPU的利用率和程序的執行效率。

在LabWindows/CVI編程中，使用主線程進行創建、顯示并運行用戶界面。使用次線程進行數據的采集、存儲及其他操作。本系統在編程時除使用主線程外，還采用了3個不同的次線程，分別進行數據采集與分析，數據顯示，數據存儲[4]。

3 溫度采集系統的設計

本系統主要包括操作面板設計和實現數據實時采集功能的程序設計。

3.1 操作面板設計

用戶操作面板如圖1所示。

面板的設計主要是利用了LabWindows/CVI中的用戶界面庫函數所提供的函數及通過改變對象的屬性來實現的。圖1是采集系統的前面板。

3.2 溫度采集

用ADAM-4118熱電偶采集到的溫度是以℃為單位。編程時，熱電偶提供了一些命令來實現功能，以準確掌握計算機配置相關信息，達到對數據的準確控制。

3.3 數據存儲

由于ADAM-4118熱電偶內部擁有信號轉換模塊，就不用對采集到的數據進行曲線擬合了。數據的存儲，是分別以四個數組Read1，Read2，Read3，Read4來存儲4個模塊采集的溫度。此外，本程序采用fprintf函數建立一個后綴為dat的動態數據保存文件。“M1234”表示采用四個熱電偶模塊同時采集數據；“1”表示確認采集數據的次數為1次（因為采用的存儲方式為手動存儲）。

4 總結

本文以LabWindows/CVI為開發平臺，以ADAM-4118熱電偶和工控機為主要硬件平臺進行數據采集系統的建立。此系統能夠及時采集和存儲數據。故可以到不同的實際環境中對溫度的變化進行實時監控。實踐表明，此系統利用人機界面簡化了操作步驟。可以代替許多復雜的硬件系統，節省開支。

[參考文獻]

[1]史君成，張淑偉，律淑珍.LabWindows/CVI虛擬儀器設計[M].北京：國防工業出版社，2007.

[2]余軍，張璐瑩.虛擬現實技術及其應用[J].河南：天中學刊，2007-5.

[3]馬瑞新，田琳琳，賴曉晨.基礎C++程序分析與設計[M].大連：大連理工大學出版社，2007.

[4]劉君華.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設計[J].北京：電子工業出版社，2003.