labview的室内环境监测系统设计
摘 要室内环境监测是利用高科技对室内的某些环境参数进行采集分析，从而可以执行对应的操作，近些年这方面的需求很大，故本设计对应研究环境监测智能系统具有很大的意义以及对应市场潜力，仿真系统不仅达到快速验证的作用，同时还可以节省实验成本，本系统利用Proteus和LabVIEW对室内环境检测进行联合仿真。本文将从国内外研究现状、几种涉及的设计软件介绍（包括其优势以及特点）、上位机和下位机的界面设计以及系统程序设计、调试方法以及调试结果来进行介绍。
目 录
摘 要 II
Abstract III
一、 绪 论 1
（一） 选题的背景及意义 1
（二）国内外研究现状 1
（三）各章节概述 2
二、 设计工具 3
（一） Proteus介绍 3
（二） LabVIEW介绍 3
（三）总体系统介绍 4
三、 系统设计 5
（一） 下位机设计 5
1、下位机工作流程设计 5
2、下位机硬件电路设计 5
（二） 上位机设计 7
1、上位机工作流程设计 7
2、 上位机程序设计 8
四、 系统调试 12
（一）调试方法 12
（二） 调试结果 12
五、 结论 17
参考文献 18
致 谢 19
一、 绪 论
（一） 选题的背景及意义
在近代社会中，室内环境监测是一个火爆的研究方向，随着社会的发展以及人们的消费水平的提高，人们对室内的安全以及舒适度提高提出更高的要求，希望借助智能监测系统将室内的环境进行监测，从而驱动对应设备将室内环境保持在一个舒适稳定的状态，因此智能家居应运而生。
智能家居是在互联网的发展下衍生的一个智能化的方向。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（例如照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、信息家电、设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。利用自动化技术，来集成或者控制电子电器，根据采集的外界环境因素到达分析系统，系统发出对应指令，驱动对应电器进行工作。
室内环境监测作为智能家居的其中一个大方向，具有很大的市场潜力，因此非常具有很大的研究意义。
（二）国内外研究现状
智能家居的概念是近些年才被提出来的。自从1984年美国出现了世界上第一栋智能建筑，美国、加拿大、欧洲等经济发达国家先后提出各种智能家居的方案。在发达国家，特别是美国、德国、日本等先进国家在这方面的研究起步比较早，并且投入大量的人力物力，目前有些应用在其国内已经算普遍的了，并且非常受欢迎。在新加波有近30个社区采用“家庭智能化系统”，三星公司从2003年开始在中韩两国同时推出智能化家居系统，通过机顶盒和网路，将家居自动控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息集成一个完成的系统。在我国，起步比较晚，但是发展却非常快，生产厂家非常多，产品也是各种各样。遍布智能家居生产的各个环节，但是像海尔这样的龙头企业却比较少。在产品的功能以及外观设计上，总体都与外国均有一段距离，但是有些产品做的还是不错的，比如中国有几个做家庭智能终端，已经有几个厂家做的相当不错了，功能相对也齐全，与国外的品牌比具有很大的竞争力。智能家居是未来居家生活的前进方向，虽然现在普及比较少，多是有钱人的专属，不过现在已经慢慢有廉价的产品出现，进入普通百姓家，比如家庭的情景灯光系统，这个比较实用，价格也不是太高，目前也比较容易让老百姓接受。中国在智能家居方面还是离外国有一段距离，但是只要我们努力，肯定迎头赶上。
（三）各章节概述
本文将按部就班的介绍本课题的设计核心思想，设计背景，以及设计理念。本文的论证以及介绍流程如下：
（1）第一章是先介绍本课题的设计所在背景，以及该技术在国内外的研究现状。
（3）第二章会着重介绍本课题中所用到的软件，详细各个软件以及它们与本设计之间的紧密联系。
（4）第三章会详细阐述系统各个组成部分，以及对应的程序设计。
（5）第四章是总结在系统开发过程中所遇到的问题，以及对应解决方法。
（6）第五章则对整个设计进行总结，对现设计进行一个客观的自我总结，从中找到不足之处，以及针对不足的地方进行改善的方法。
二、 设计工具
（一） Proteus介绍
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。从原理图布局，代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一建切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的设计。是世界目前唯一的将电路仿真软件、PCB设计和虚拟模型软件结合在一起的设计平台。
其投资少，损耗为零，与时俱进，并且直观真实。并且它兼容很多处理器，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。目前已经是很多公司验证功能所要用到的软件，也是很多高校的必修课，这样不仅可以提高工作效率，将原本需要搭建外部实际电路才可以验证的工作通过仿真来检验，大大降低了成本和验证周期，还可以激发使用者的创造性，可以快速搭建并且验证想法是否可行。
（二） LabVIEW介绍
LabVIEW是美国国家虚拟仪器研究的一个新的语言应用平台，提供了一个全新的编程理念，通过图形化函数模块进行编程，将底层函数封装起来，开放输入输出端子，其语言跟其他语言之间区别很大，大多数采用文本语言，而LabVIEW采用图形化编程将编程的门槛大大降低，变得简单易学，可视化编程可以帮助用户轻松集成来自供应商的测量硬件，在程序框图上表现复杂的逻辑，开发数据分析算法，并设计自定义工程用户界面。因此可以很方便工程师进行项目的开发，缩短开发周期。LabVIEW的开发环境集成了基本的编程语言包，里面包括常见的数组、字符串等相关函数。如果要开发其他领域的软件，也可以安装加载对应的工具包，这里面的工具包包含了这个方面相关基本处理的函数，函数简单明了，易于使用，可以轻松结合基本编程语言包进行应用系统开发。目的是帮助工程师和科学家快速解决问题，提高开发速度和科技创新力。LabVIEW具有前面板和程序框图，前面板会提供各种各样的控件以便使用者开发设计软件界面，而程序框图部分便会提供各类函数，代码以“电路图”的形式呈现在开发者面前，系统主要是采用数据流进行数据传递，一般来说，数据是从头流向尾的，而在这个过程中，我们可以通过局部变量或者其他的方式将改变数据的流向。
目 录
摘 要 II
Abstract III
一、 绪 论 1
（一） 选题的背景及意义 1
（二）国内外研究现状 1
（三）各章节概述 2
二、 设计工具 3
（一） Proteus介绍 3
（二） LabVIEW介绍 3
（三）总体系统介绍 4
三、 系统设计 5
（一） 下位机设计 5
1、下位机工作流程设计 5
2、下位机硬件电路设计 5
（二） 上位机设计 7
1、上位机工作流程设计 7
2、 上位机程序设计 8
四、 系统调试 12
（一）调试方法 12
（二） 调试结果 12
五、 结论 17
参考文献 18
致 谢 19
一、 绪 论
（一） 选题的背景及意义
在近代社会中，室内环境监测是一个火爆的研究方向，随着社会的发展以及人们的消费水平的提高，人们对室内的安全以及舒适度提高提出更高的要求，希望借助智能监测系统将室内的环境进行监测，从而驱动对应设备将室内环境保持在一个舒适稳定的状态，因此智能家居应运而生。
智能家居是在互联网的发展下衍生的一个智能化的方向。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（例如照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、信息家电、设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。利用自动化技术，来集成或者控制电子电器，根据采集的外界环境因素到达分析系统，系统发出对应指令，驱动对应电器进行工作。
室内环境监测作为智能家居的其中一个大方向，具有很大的市场潜力，因此非常具有很大的研究意义。
（二）国内外研究现状
智能家居的概念是近些年才被提出来的。自从1984年美国出现了世界上第一栋智能建筑，美国、加拿大、欧洲等经济发达国家先后提出各种智能家居的方案。在发达国家，特别是美国、德国、日本等先进国家在这方面的研究起步比较早，并且投入大量的人力物力，目前有些应用在其国内已经算普遍的了，并且非常受欢迎。在新加波有近30个社区采用“家庭智能化系统”，三星公司从2003年开始在中韩两国同时推出智能化家居系统，通过机顶盒和网路，将家居自动控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息集成一个完成的系统。在我国，起步比较晚，但是发展却非常快，生产厂家非常多，产品也是各种各样。遍布智能家居生产的各个环节，但是像海尔这样的龙头企业却比较少。在产品的功能以及外观设计上，总体都与外国均有一段距离，但是有些产品做的还是不错的，比如中国有几个做家庭智能终端，已经有几个厂家做的相当不错了，功能相对也齐全，与国外的品牌比具有很大的竞争力。智能家居是未来居家生活的前进方向，虽然现在普及比较少，多是有钱人的专属，不过现在已经慢慢有廉价的产品出现，进入普通百姓家，比如家庭的情景灯光系统，这个比较实用，价格也不是太高，目前也比较容易让老百姓接受。中国在智能家居方面还是离外国有一段距离，但是只要我们努力，肯定迎头赶上。
（三）各章节概述
本文将按部就班的介绍本课题的设计核心思想，设计背景，以及设计理念。本文的论证以及介绍流程如下：
（1）第一章是先介绍本课题的设计所在背景，以及该技术在国内外的研究现状。
（3）第二章会着重介绍本课题中所用到的软件，详细各个软件以及它们与本设计之间的紧密联系。
（4）第三章会详细阐述系统各个组成部分，以及对应的程序设计。
（5）第四章是总结在系统开发过程中所遇到的问题，以及对应解决方法。
（6）第五章则对整个设计进行总结，对现设计进行一个客观的自我总结，从中找到不足之处，以及针对不足的地方进行改善的方法。
二、 设计工具
（一） Proteus介绍
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。从原理图布局，代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一建切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的设计。是世界目前唯一的将电路仿真软件、PCB设计和虚拟模型软件结合在一起的设计平台。
其投资少，损耗为零，与时俱进，并且直观真实。并且它兼容很多处理器，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。目前已经是很多公司验证功能所要用到的软件，也是很多高校的必修课，这样不仅可以提高工作效率，将原本需要搭建外部实际电路才可以验证的工作通过仿真来检验，大大降低了成本和验证周期，还可以激发使用者的创造性，可以快速搭建并且验证想法是否可行。
（二） LabVIEW介绍
LabVIEW是美国国家虚拟仪器研究的一个新的语言应用平台，提供了一个全新的编程理念，通过图形化函数模块进行编程，将底层函数封装起来，开放输入输出端子，其语言跟其他语言之间区别很大，大多数采用文本语言，而LabVIEW采用图形化编程将编程的门槛大大降低，变得简单易学，可视化编程可以帮助用户轻松集成来自供应商的测量硬件，在程序框图上表现复杂的逻辑，开发数据分析算法，并设计自定义工程用户界面。因此可以很方便工程师进行项目的开发，缩短开发周期。LabVIEW的开发环境集成了基本的编程语言包，里面包括常见的数组、字符串等相关函数。如果要开发其他领域的软件，也可以安装加载对应的工具包，这里面的工具包包含了这个方面相关基本处理的函数，函数简单明了，易于使用，可以轻松结合基本编程语言包进行应用系统开发。目的是帮助工程师和科学家快速解决问题，提高开发速度和科技创新力。LabVIEW具有前面板和程序框图，前面板会提供各种各样的控件以便使用者开发设计软件界面，而程序框图部分便会提供各类函数，代码以“电路图”的形式呈现在开发者面前，系统主要是采用数据流进行数据传递，一般来说，数据是从头流向尾的，而在这个过程中，我们可以通过局部变量或者其他的方式将改变数据的流向。
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