基于LabVIEW的無線溫度測控電路設計

該溫度測控系統(tǒng)主要由計算機、單片機、溫度測量電路、溫度控制電路以及無線通信電路組成。TMPll2溫度傳感器進行溫度采集，將溫度數(shù)字量傳送給 P89LV51RD2后，通過數(shù)碼管LED電路進行現(xiàn)場溫度顯示。同時，P89LV51RD2將溫度數(shù)據(jù)通過無線通信模塊SZ05發(fā)送給遠程計算機，運行于PC機上的LabVIEW控制平臺對溫度進行實時顯示，并進行數(shù)據(jù)處理、溫度報警及數(shù)據(jù)存儲等。另外，控制平臺采樣輸入信號，利用LabVIEW中的 PID控制器進行PID控制，將控制量通過無線模塊發(fā)送給單片機，單片機輸出控制量實現(xiàn)溫度控制。

溫度控制電路

溫度控制電路如圖2所示，它主要由NPN型晶體管Q1、TLP521-1型光電耦合器U1和大功率NMOS管Q2組成。上位機程序控制系統(tǒng)將檢測溫度值與系統(tǒng)設定值進行比較，按照PID控制算法進行運算，從單片機的P1．2口輸出占空比可調的PWM信號，經晶體管Q1 驅動后，控制光電耦合器U1的通斷，繼而控制NMOS管Q2（IRF840A）的通斷時間，從而控制加熱對象――大功率電阻R的加熱時間，使其達到設定的溫度值。為方便實驗，采用的R為大功率線繞電阻，額定功率10W，額定電阻10Ω，采用+12V直流電源供電。由于流過加熱電阻R的電流較大，故為R供電的+12V直流電源必須與為其他模擬器件供電的+12V直流電源分開。

溫度測控系統(tǒng)以低功耗的單片機系統(tǒng)為采集模塊，代替了價格昂貴的數(shù)據(jù)采集板卡，成本低，并以LabVIEW開發(fā)的軟件平臺進行溫度處理與控制，與傳統(tǒng)儀器相比，具有界面友好、易于操作及擴展性強等特點。本系統(tǒng)可以作為教學實驗系統(tǒng)的一部分，嵌入到虛擬儀器實驗平臺中，供學生學習 LabVIEW編程以及虛擬儀器與單片機的通信。另外，可以將多個節(jié)點進行組網(wǎng)，形成一個分布式無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)多點溫度測量與控制，具有良好的應用前景。