基于虚拟仪器体温表的设计(编辑修改稿)

基于虚拟仪器体温表的设计(编辑修改稿)内容摘要：

件特点，特别是计算机应用系统的直接参与测试信号的产生和测量仪器。 在一些硬件，甚至整个仪器从系统中消失，由计算机的硬件和软件资源以履行其职责。 虚拟仪器测试系统的 软件 主要分为以下四部分。 （ 1）仪器面板控制软件 软件测试仪表面板控制管理是使用者和仪器的关系之间的信息交换，计算机强大的图形化编程环境的使用，使用可视化技术，在前面板上从控制模块中选择你需要的对象放入。 （ 2）数据分析处理软件 利用计算机和虚拟仪器开发的强大计算能力，虚拟仪器系统的软件可以大大提高数据的分析和处理能力，减少 开发 所需要的 时间。 （ 3）仪器驱动软件 虚拟仪器驱动程序所处理的一种特殊的仪器控制通信软件，通讯接口的仪器驱动程序和使用的开发环境是联系在仪器的，它提供了一个高层次、抽象的仪表形象，它也提供了使用者开发环境的基本信息。 仪器驱动器是虚拟仪 器的 主要 核心，是用户完成对仪器硬件控制的纽带和桥梁。 程序函数 VI集 是虚拟仪器驱动程序核心， 函数 VI 是指组成驱动的模块化子程序。 驱动程序一般 情况下可以 分为两层，底层是仪器的 一些 基本操作，如初始化仪器配置仪器输入参数、 查看仪器状态、 收发数据等。 高层是应用函数 VI层，它根据具体测量 需求以此 调用底层的函数 VI。 （ 4）通用 I/O 接口软件 在虚拟仪器 构成 系统中， I/O 接口 软件 作为虚拟仪器系统 软件结构 中承上启下的 含义 ，其模块化与标准化越来越 受到重视。 VXI总线即插即用联盟， 其制定了自下而上的 I/O接口软件， VISA 的设 置标准，作为一个通用的 I/O 标准， VISA与仪器硬件接口功能，这样的软件结构式面向设备的功能，而不是面向接口总线无关。 带有 RS232 接口，带 GPIB 接口编写的软件工具的应用工程师也可以在 VXI系统或设备，它不仅会缩短应用程序开发周期，测试软件的发展带来了革命性的方法和手段。 7 测量技术与仪器发展趋势展望 随着计算机技术、网络通信技术的进步而不断拓展， 在 21 世纪的仪器概念继续扩大将是一个开放的系统概念。 在 PC和工作站通过形成网络形式，构成了实际的控制系统，提高生产效率和共享信息资源，已成为现代仪器 仪表的发展方向。 从某种意义上说，计算机和现代仪器仪表具有相互融合，这是一种常见的计算机网络设备的网络。 如果控制系统有更多不同类型的智能设备，如计算机和工作站作为一个网络节点连接到网络，如各种智能仪表，虚拟仪器和传感器等，它们一直充分利用互联网相对成熟的网络设施，不仅要实现更大的资源共享，降低成本，建立一个系统，但也提高了监测和控制系统的功能，扩大其应用范围。 “网络就是仪器的概念，概述了精确的仪器网络趋势。 ” 目前， 互联网为代表的计算机网络的飞速发展，作为信道容量网络的扩展，网络的高速应用将不再是一个障碍 ， 网络速度将不再成为网络应用的障碍。 利用Inter 网络 设备 ，网络化传感器已应用到分布式测控系统中， 简化了设备系统的维护和建设，降低成本，提高系统的功能，具有测量和控制网络的发展，网络技术和控制网络与信息网络也将得到更加的完善， 最终实现大规模对等的范围和广度，一定将以更快的速度扩大。 结合计算机技术、控制技术、传感器技术，形成分布式测控系统的网络更加的方便。 互联网为代表的计算机网络技术的迅猛发展和相关技术的不断提高，使计算机网络更大、更广泛的应用在国防、通讯、航空等制造业领域。 广泛的网络监视和控制提出 了更迫切的需求，监测和控制网络技术领域也将被广泛应用于网络化仪器将很快发展和走向成熟，从而有效地带动和促进现代测量技术、网络测量技术。 专家预计 得出 ，在不久的 一段时间 ，地球将 被 一层由大量各种各样电子测量仪器设备组成的“通讯外壳” 所包裹 ，它们将 对城镇 、 道路 甚至 所有 环境 进行监视 ，并将 所得到 的数据 值随时 直接 传入网上。 与各种行业相比 ，测量技术与 虚拟仪器将在 当今 时代发 巨大的 变化。 本课题研究的主要内容及实现功能 本次设计的要求是选择开放式的 LabVIEW 虚拟仪器软件开发平台，设计一个体温测量系统，可实 现对人体体温的测量和显示。 并且要求仪器操作方便，版面美观大方，功能完善，便于查看和使用。 要求是对数据进行采集，再进行数据的分析而把测量的人体体温显示出来。 首先，需要掌握的就是 LabVIEW 软件的认识和使用，并且还要对体温测量系统整体程序框图原理的设计。 8 2 设计方法及技术的介绍 在此次设计中，对于体温的采集并不是一次或者几次就可以完成的，因此需要一个循环系统，从而得到更加合适的体温的采集与体温表的设计。 而若是程序框图需要简单明了的设计，那么更多的需要依赖于子 VI。 在此设计中，需要一个公式的计算，并且 需要以程序的形式编写出来。 while 循环 设计的所有进程都在 while 循环中执行， while 循环可以设定重复执行循环体，直到它到达的边界条件。 它类似于普通的编程语言 DO循环和 repeatuntil，while 循环式一个方框图，可变大小的模块，直到条件终端接收程序执行布尔值FALSE。 如图 5 为 while 循环示意图。 该循环有如下特点： ①计数从 0开始（ i=0）。 ② 先执行循环体，而后 i+1，如果循环只执行一次，那么循环输出值 i=0。 ③ 循环至少要运行一次。 图 5 while循环示意图 对于 For循环，循环的次数是固定的，因为 LabVIEW 没有 Break 语句，很多情况下，需要让循环满足某种条件时退出或继续执行，这时候就需要借助于 While循环。 While 是 LabVIEW 中最经常使用的一种程序结构。 While 循环体与外部代码交换数据的方式和 For 循环是一样的。 但是如果以索引方式输入数组的话，While 循环的次数并不会由数组大小控制，它仍由布尔值控制。 当循环次数超过数组大小时，将以数组最后一个元素作为输入。 并且， LabVIEW 在执行 While 循环时，如果没有给它设定循环的 时间间隔，那么它将以 CPU 的极限速度运行，这样很可能会导致整个 LabVIEW 程序看上去跟死掉一样， CPU 将全部的被利用，从而导致危险程度增加。 所以最好给 While 循环加上时间间隔，有两种方法，一种是在每个循环中添加一个等待时间，只有在等待完毕后才惊醒下一个循环，另一种方法是使用定时循环。 9 子 VI 的介绍与创建及使用 子 VI 在 LabVIEW 编程语言与文字功能类似，如果你不使用 LabVIEW 中的子VI，就好比如在文本编程语言中不使用函数一样，不使用函数根本就不可能构建大的程序。 在 LabVIEW 图形化编程 环境中，尤其是在图形连接将占据较大的空间，在屏幕上，用户不能把所有的程序都在同一狂徒的 VI 中实现。 因此，在许多情况下，我们需要分割成一个小的程序模块来实现。 即用子 VI来实现，子 VI有如下特点： ①子 VI是层次化 、 模块化 VI 的关键 组成部分 ，它能使 VI 易于调试和维护； ②子 VI是由其它 VI 调用的独立 VI，即子 VI 用在顶层 VI 框图中； ③子 VI是基于文本编程语言的子程序 ，子 VI 的节点类似于子程序的调用语句； ④使用子 VI 是一种有效的编程 语言 技术，因为它允许在不同的场合重复使用相同的代码； ⑤ VI 程序的分层特性就是 在一个子 VI 中能够调用另一个子 VI。 用户将常用的功能模块创建成子 VI，不仅有效提高代码的使用效率，避免进行频繁的重复操作，也大大节省了编程时间。 需要说明的是，一个子 VI 相当于一个子程序，子 VI 节点相当于子程序的调用语句，而不是子 VI 本身。 子 VI的控件和函数从调用该 VI 的程序框图中接收数据，并将数据返回至该程序框图。 用 LabVIEW 语言开发程序时，可以和 C 语言一样采用从顶向下的设计方法，用户每创建一个 VI 程序，都可以将其作为上一级 VI的子 VI节点来调用，实现其模块化编程，这是使用 G语言编程的分层特性，一个子 VI内可以调用多个子 VI。 图 6 默认图标 在调用 VI 的程序框图中，用图标来代表子 VI。 另外，子 VI 必须有一个正确连接端子的连接器来实现和它上层 VI 的数据交换。 LabVIEW 为每个程序创建默认的图标，显示在前面板和程序框图窗口的右上角，如图 6所示。 对默认图标的编辑可通过图标编辑器来完成。 10 公式节点 在程序设计中，如果只用 图形 和线条来描述计算和算法过程， 有时更复杂。 公式节点工具弥补了这个不足，公式节点是一个易于在节点的框图执行数学运算。 在公式节点可以使用算术表达式的算法的 实现过程中，用户不需要使用任何外部的代码或应用程序，建立方程没有连接到任何基本的算术函数，除了接受文本方程外， 公式节点还接收 C 语言中的 if语句、 while 循环、 for 循环和 do 循环 ，如图 7所示。 在类似的 C 语言程序中，这些程序的元素组成的元素都不完全相同。 公式节点是特别适用于含有多个变量和方程比较复杂的程序，与现有的文本代码的利用。 复制粘贴的文本代码在现有公式节点中，不是通过图形化编程方式再次产生相同的代码。 图 7 公式节点程序图 信号的输入（数据采集） 数据采集（ Data AcqusitionDAQ） 是物体的测量参数是由传感器原件的转换，通过信号 调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到计算机进行数据处理或者记录的过程。 用于数据采集的成套设备称为数据采集系统（ Data Acqusition SystemDAQ）。 从传感器和其他设备可以测量或模拟数字测量过程中的自动采集单元的数据收集方法称为数据采集，数据采集系统灵活地与计算机的测量软件和硬件产品的软测量系统相结合。 一个完整的数据采集系统包括传感器和转换器、信号调理设备、数据收集和分析、计算机硬件、驱动。