DS18B20与LabVIEW实现的多通道温度监控系统

"基于DS18B20和LabVIEW的多路温度采集系统是南京航空航天大学一个学生的毕业设计项目，旨在实现一个能够利用DS18B20温度传感器进行多点温度测量，并通过LabVIEW进行数据处理和显示的系统。学生柳小勤在导师岳林的指导下完成了这个设计。报告涵盖了DS18B20传感器的原理、LabVIEW编程以及系统硬件和软件设计的详细内容。" 本项目主要涉及以下知识点： 1. **DS18B20温度传感器**： - DS18B20是一款数字温度传感器，以其单总线通信方式著称，仅需一条数据线即可实现与微控制器的通信。 - **单总线读写时序**：DS18B20的通信协议允许在一条线上同时发送和接收数据，简化了硬件连接，但需要精确控制时序来正确操作。 - **传感器的常用命令**：包括初始化、读取温度、配置寄存器等，这些命令用于控制传感器的工作模式和获取测量数据。 - **测量方案设计**：DS18B20可以进行精确的温度测量，并支持不同分辨率设置，如9至12位，以平衡精度和速度。 2. **虚拟仪器与LabVIEW**： - **虚拟仪器**：是一种使用图形化编程语言创建的软件工具，模拟传统硬件仪器的功能，常用于数据采集、分析和可视化。 - **LabVIEW编程**：是NI公司开发的一种G编程语言，其图形化编程界面使得程序设计直观易懂。 - **LabVIEW程序的执行顺序**：LabVIEW程序由上而下、左到右执行，称为数据流编程，即节点完成其任务后才传递数据到下一个节点。 - **LabVIEW中的数据类型**：包括数值、布尔、字符串等，且有丰富的数据结构如数组、簇用于处理复杂数据。 - **功能设计**：LabVIEW提供多种内置函数和VI（虚拟仪器）用于温度采集、数据显示、用户交互等。 3. **系统硬件设计**： - **单片机部分**：通常选择兼容DS18B20协议的微控制器，如8051或ARM系列，负责与传感器通信，处理传感器数据，并可能进行初步的数据存储。 - **硬件设计**：包括DS18B20传感器的连接、电源管理、接口扩展（如I/O口扩展）、以及可能的信号调理电路。 4. **程序设计**： - **主程序结构**：一般包含初始化、循环处理和中断服务等部分，确保系统稳定运行。 - **温度采集程序**：定时或按需读取DS18B20的温度值，并可能校准或滤波处理。 - **增加/删除通道程序**：允许用户动态添加或移除传感器，扩展系统的可配置性。 - **搜索序列号程序**：通过单总线协议查找并识别连接在网络上的每个DS18B20，获取其唯一的64位ROM序列号。 5. **存储空间分配**：在单片机的内存中合理分配空间以存储多个传感器的温度数据，确保系统运行高效。 6. **LabVIEW程序界面**：设计友好的用户界面，展示实时温度数据，可能包括图表、仪表盘和控制按钮，使用户能够轻松交互和监控系统状态。 这个项目展示了如何将硬件（DS18B20传感器）与软件（LabVIEW）结合，构建一个实时、多点的温度监控系统，具有实际应用价值，特别是在环境监测、工业自动化等领域。