LabVIEW的温室大棚监控系统设计
LabVIEW的温室大棚监控系统设计[20200121205402]
摘 要
近年来，随着生态环境的不断劣化以及农业植被和转基因作物生产环境要求的不断提高，使得温室大棚的发展变得尤为重要。本设计是基于LabVIEW的图形化软件环境下，通过对温室大棚内参数的实时监控来模拟运行的。
本设计采用NI ELVIS数据采集卡，以及在数据采集卡上搭建相应模拟控制电路来进行温室大棚的参数监控，运用虚拟仪器及其相关技术进行多通道数据采集，通过labview软件来实时显示各个参数的采集数据和控制信息，最后使用web server网页发布技术实现了采集数据的远程访问与控制。
本设计是利用labview软件对农业温室大棚参数的模拟监控，实验证明labview功能强大，可以很便捷的完成多种任务。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:labVIEW；温室大棚；NIELVIS数据采集卡；webserver；远程控制
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 主要工作和论文结构 2
1.3.1 主要工作 2
1.3.2论文结构 2
2. 基于LabVIEW的温室大棚监控系统的设计方案 4
2.1 系统设计方案 4
2.2 系统的构成部分与简介 4
3. 系统设计模块介绍 6
3.1 温度数据监控模块 6
3.1.1 温度传感器的选择 6
3.1.2 NI ELVIS采集卡温度相关测量仪器介绍 7
3.1.3 环境温度的采集 11
3.1.4 环境温度因素控制设计 13
3.2 湿度数据监控模块 16
3.2.1 湿度传感器的选择 16
3.2.2 AM1001湿敏电阻型湿度传感器的简单介绍 17
3.2.3 环境湿度的采集 18
3.2.4 环境湿度因素控制设计 21
4. 系统软件设计 24
4.1 系统软件设计方案 24
4.2 NIELVIS采集卡的常用函数 24
4.3 基于ELVIS的数据监控软件设计 27
4.3.1 温度数据监控模块 27
4.3.2 湿度数据采集模块 29
4.4 整合各个模块的软件设计 31
4.4.1 标准状态机设计模块 31
4.4.2 子面板控件 32
4.4.3 选项卡控件 33
4.5.1 Web服务器的相关配置 34
4.5.2浏览器访问 36
5. 系统的调试 40
5.1 系统调试的步骤 40
5.2 系统调试的过程和结果分析 40
6. 总结 45
参考文献： 46
致谢 47
附录： 47
附录一: 监控主程序前面板 47
附录二：主程序程序框图 48
1. 绪论
1.1 课题研究背景
农业是国家重要的支柱产业，我国作为农业产业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。适宜的环境条件是植被健康生长的前提，但是我国各个地区环境差异较大，且部分地区气候多变，地势复杂，这些因素都不利于大部分植被的生长。
我国作为世界上第一农业大国，对农业领域也有着着实丰富的知识和经验。在工业飞速发展的21世纪，随着土地资源的不断开发，全球温室效应的不断恶化，使得农业领域普遍存在着土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利。另外，随着社会的进步，从事农业作业的人也越来越少，但是社会对农产品的需求却日益增高，原有种植方式以不能满足人类的社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业领域势在必行[2]。目前温室大棚的建立可以快速的调节植被生长所需要的环境因素，温室大棚内参数的监控尤为重要，本设计的目的主要是对温室大棚内参数进行调节监控。
基于labview的温室大棚监控系统主要针对温度，湿度因素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。本系统主要是通过对温室大棚温湿度参数进行实时采集与控制，以达到温室植物正常生长的目的。客观来讲，因为我国在农业领域研究的时间不长，在配套技术和设备上比较匮乏，所以环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型化温室现在很少，而且需要进口温室设备，但投资太大，需要的操作人员的素质要求也很高，这些因素都说明我国温室环境控制还有很多地方需要提高和改善[2]。
基于labview的温室大棚监控系统的研究涉及到虚拟仪器技术，数据采集技术，传感器技术，远程通信技术。在21世纪前，由于缺乏核心技术的支撑，功能齐全的完全智能化的温室环境监控系统实际应用的还不多。但是，随着labview技术的不断发展与成熟，其运用于环境监控方面的优势逐步突显，其相对廉价的成本和丰富便利的应用功能为温室智能控制系统的建立提供的有力的技术支撑平台。因此，在我国研究基于labview技术的温室相关控制系统，具有其独特的科研价值和使用性。
1.2 课题研究的意义
温室是一种可以改变植物生长环境，为植物生长创造最佳条件避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料可在冬季或者其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期促进生长发育，防治病虫害以及提高质量、产量为目标[3]。
建造温室的目的是为了满足植物生长的气候条件，创造人工气象环境，以消除外界对作物的不利因素来促进作物良好生长，使其部分或全部克服外界气候的制约，从而缩短作物的生产周期，提高作物的产量，获得可观的经济效益[4]。由于本设计研究影响作物生长的因素主要是温度，湿度，所以本设计主要目的是能对温度、湿度进行监控，即构建基于labview的温室环境监控系统。
在信息化快速发展的今天，基于LabVIEW的强大功能，NI ELVIS数据采集卡在多种不同领域的作用得到了很大提升。数据采集是计算机与外界连接的重要途径。在农业、工业、制造业等不同领域，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性，在农业种植中，数据采集技术同样可以为作物生长环境的检测提供强有力的支持。本课题还利用了labview中的web server网络通信传输环节，对于同一局域网内的多个控制端，均可以实时掌握温室大棚内的参数信息，有效的利用了人力资源，给管理者带来很大便捷。
1.3 主要工作和论文结构
1.3.1 主要工作
1.确定设计方案
通过对课题的初步了解，确定利用NI ELVIS来进行数据参数的采集以及模拟控制电路的搭建，利用labview的web sever 程序来实现远程监控。
2.编写、调试程序
通过对ELVIS的学习编写各个模块以及整合程序，分别调试各部分的程序，最后整合在一起进行调试。
3.论文撰写
对设计的系统进行详细的阐述和整理，完成毕业设计论文的撰写。
1.3.2论文结构
基于labview的温室大棚监控系统设计，主要是利用在NI ELVIS采集卡上搭建所要采集监测量对应的电路模块并利用相关传感器将采集和控制的数据信息通过NI ELVIS传输到上位机，在上位机中进行数据处理并且显示，然后由LabVIEW的Web服务器将采集到的实时数据发布到网络中，最后生成报表记录所有监控过程。论文共分为6章：
第一章为绪论，讲述了NI ELVIS、虚拟仪器等技术的发展历程以及在生活和生产中的巨大作用，讲述了课题的选题背景、研究意义，以及完成课题的整个过程。
摘 要
近年来，随着生态环境的不断劣化以及农业植被和转基因作物生产环境要求的不断提高，使得温室大棚的发展变得尤为重要。本设计是基于LabVIEW的图形化软件环境下，通过对温室大棚内参数的实时监控来模拟运行的。
本设计采用NI ELVIS数据采集卡，以及在数据采集卡上搭建相应模拟控制电路来进行温室大棚的参数监控，运用虚拟仪器及其相关技术进行多通道数据采集，通过labview软件来实时显示各个参数的采集数据和控制信息，最后使用web server网页发布技术实现了采集数据的远程访问与控制。
本设计是利用labview软件对农业温室大棚参数的模拟监控，实验证明labview功能强大，可以很便捷的完成多种任务。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:labVIEW；温室大棚；NIELVIS数据采集卡；webserver；远程控制
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 主要工作和论文结构 2
1.3.1 主要工作 2
1.3.2论文结构 2
2. 基于LabVIEW的温室大棚监控系统的设计方案 4
2.1 系统设计方案 4
2.2 系统的构成部分与简介 4
3. 系统设计模块介绍 6
3.1 温度数据监控模块 6
3.1.1 温度传感器的选择 6
3.1.2 NI ELVIS采集卡温度相关测量仪器介绍 7
3.1.3 环境温度的采集 11
3.1.4 环境温度因素控制设计 13
3.2 湿度数据监控模块 16
3.2.1 湿度传感器的选择 16
3.2.2 AM1001湿敏电阻型湿度传感器的简单介绍 17
3.2.3 环境湿度的采集 18
3.2.4 环境湿度因素控制设计 21
4. 系统软件设计 24
4.1 系统软件设计方案 24
4.2 NIELVIS采集卡的常用函数 24
4.3 基于ELVIS的数据监控软件设计 27
4.3.1 温度数据监控模块 27
4.3.2 湿度数据采集模块 29
4.4 整合各个模块的软件设计 31
4.4.1 标准状态机设计模块 31
4.4.2 子面板控件 32
4.4.3 选项卡控件 33
4.5.1 Web服务器的相关配置 34
4.5.2浏览器访问 36
5. 系统的调试 40
5.1 系统调试的步骤 40
5.2 系统调试的过程和结果分析 40
6. 总结 45
参考文献： 46
致谢 47
附录： 47
附录一: 监控主程序前面板 47
附录二：主程序程序框图 48
1. 绪论
1.1 课题研究背景
农业是国家重要的支柱产业，我国作为农业产业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。适宜的环境条件是植被健康生长的前提，但是我国各个地区环境差异较大，且部分地区气候多变，地势复杂，这些因素都不利于大部分植被的生长。
我国作为世界上第一农业大国，对农业领域也有着着实丰富的知识和经验。在工业飞速发展的21世纪，随着土地资源的不断开发，全球温室效应的不断恶化，使得农业领域普遍存在着土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利。另外，随着社会的进步，从事农业作业的人也越来越少，但是社会对农产品的需求却日益增高，原有种植方式以不能满足人类的社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业领域势在必行[2]。目前温室大棚的建立可以快速的调节植被生长所需要的环境因素，温室大棚内参数的监控尤为重要，本设计的目的主要是对温室大棚内参数进行调节监控。
基于labview的温室大棚监控系统主要针对温度，湿度因素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。本系统主要是通过对温室大棚温湿度参数进行实时采集与控制，以达到温室植物正常生长的目的。客观来讲，因为我国在农业领域研究的时间不长，在配套技术和设备上比较匮乏，所以环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型化温室现在很少，而且需要进口温室设备，但投资太大，需要的操作人员的素质要求也很高，这些因素都说明我国温室环境控制还有很多地方需要提高和改善[2]。
基于labview的温室大棚监控系统的研究涉及到虚拟仪器技术，数据采集技术，传感器技术，远程通信技术。在21世纪前，由于缺乏核心技术的支撑，功能齐全的完全智能化的温室环境监控系统实际应用的还不多。但是，随着labview技术的不断发展与成熟，其运用于环境监控方面的优势逐步突显，其相对廉价的成本和丰富便利的应用功能为温室智能控制系统的建立提供的有力的技术支撑平台。因此，在我国研究基于labview技术的温室相关控制系统，具有其独特的科研价值和使用性。
1.2 课题研究的意义
温室是一种可以改变植物生长环境，为植物生长创造最佳条件避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料可在冬季或者其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期促进生长发育，防治病虫害以及提高质量、产量为目标[3]。
建造温室的目的是为了满足植物生长的气候条件，创造人工气象环境，以消除外界对作物的不利因素来促进作物良好生长，使其部分或全部克服外界气候的制约，从而缩短作物的生产周期，提高作物的产量，获得可观的经济效益[4]。由于本设计研究影响作物生长的因素主要是温度，湿度，所以本设计主要目的是能对温度、湿度进行监控，即构建基于labview的温室环境监控系统。
在信息化快速发展的今天，基于LabVIEW的强大功能，NI ELVIS数据采集卡在多种不同领域的作用得到了很大提升。数据采集是计算机与外界连接的重要途径。在农业、工业、制造业等不同领域，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性，在农业种植中，数据采集技术同样可以为作物生长环境的检测提供强有力的支持。本课题还利用了labview中的web server网络通信传输环节，对于同一局域网内的多个控制端，均可以实时掌握温室大棚内的参数信息，有效的利用了人力资源，给管理者带来很大便捷。
1.3 主要工作和论文结构
1.3.1 主要工作
1.确定设计方案
通过对课题的初步了解，确定利用NI ELVIS来进行数据参数的采集以及模拟控制电路的搭建，利用labview的web sever 程序来实现远程监控。
2.编写、调试程序
通过对ELVIS的学习编写各个模块以及整合程序，分别调试各部分的程序，最后整合在一起进行调试。
3.论文撰写
对设计的系统进行详细的阐述和整理，完成毕业设计论文的撰写。
1.3.2论文结构
基于labview的温室大棚监控系统设计，主要是利用在NI ELVIS采集卡上搭建所要采集监测量对应的电路模块并利用相关传感器将采集和控制的数据信息通过NI ELVIS传输到上位机，在上位机中进行数据处理并且显示，然后由LabVIEW的Web服务器将采集到的实时数据发布到网络中，最后生成报表记录所有监控过程。论文共分为6章：
第一章为绪论，讲述了NI ELVIS、虚拟仪器等技术的发展历程以及在生活和生产中的巨大作用，讲述了课题的选题背景、研究意义，以及完成课题的整个过程。
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