虚拟仪器课程设计--基于Labview的身体皮肤温度测量系统设计

虚拟仪器课程设计--基于Labview的身体皮肤温度测量系统设计 课 程 设 计 设计目:基于Labview的身体皮肤温度测量系统设 计 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 设计要求 1.设计主要内容及要求: 利用虚拟仪器技术，实现身体皮肤温度的多点监控及信息数据采集分析功能，在身体皮肤温度测量系统中，应实现人体不同部位，多时间点的温度监控，并可以将数据进行保存，数据量较大的情况下，应结合数据库进行，并对多数据元素进行一定的分析。 2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求: (1).课程设计论文是体现和课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。 (2).学生应撰写的内容为:中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。 (3).论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。 (4). 课程设计论文装订顺序为:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。 3.时间进度安排: 顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注 1 8.31 教师讲解题目，学生查阅相关资料 2 9.1 进行论证，确定程序，熟悉 NI-DAQ使用方法 3 9.2-9.8 程序设计 4 9.9-9.10 调试程序,撰写论文 5 9.11 成果验收 III 沈阳工程学院论文 中文摘要 虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。一种典型的数据采集卡组成包括，先用感器把非电的物理量转变成模拟电量，采样/保持器可以保持信号，实现对瞬时信号进行采集，以便ADC进行数字转换，提高ADC转换器的转换精度。实现在测量中同时对多路模拟信号进行采样。 本次课程设计我运用虚拟仪器书中所学的条件结构、表格创建、波形图表创建、子VI创建与主程序连接。 DAQ，即数据采集仪器是一种典型的虚拟仪器，它的出现和发展与微型计算机紧密相关。DAQ仪器以微型计算机为平台，将计算机硬件和计算机软件结合起来，实现特定的仪器测量和分析。DAQ仪器具有性价比高、设计手段灵活、通用性强等优点，应用前景十分广阔。数据采集(DAQ)是通过DAQ卡采集数据和输出数据。通常一块DAQ卡能实现多种功能，其中包括模数转换(A/D)、数模转换(D/A)、数字输入输出(DI/O)和计算器/定时器功能。 数据采集系统追求的目标主要有两个:一是精度，二是速度。对任何量的测试都要有一定的精度要求，否则将失去测试的意义;提高数据采集的速度不仅仅是提高了工作效率，更主要的是扩大了数据采集系统的适用范围，便于实现动态测试。由于个人计算机的图形分辨率及图形处理能力已达到相当高的水准，因此利用PC构成的DQA仪器可视化功能强。 关键词:虚拟仪器、条件结构、表格创建、波形图表、子VI与主程序、DAQ IV 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 目录 设计要求.........................................................................................................................III 中文摘要........................................................................................................................ IV 1 设计任务描述 ............................................................................................................... 1 1.1设计题目:基于Labview的身体皮肤温度测量系统设计 ....................................... 1 1.2设计要求 ............................................................................................................. 1 1.2.1设计目的.................................................................................................... 1 1.2.2基本要求.................................................................................................... 1 2.设计思路 ....................................................................................................................... 2 3.主程序流程图 ................................................................................................................ 3 4 各部分程序设计及框图 ................................................................................................. 4 4.1模拟体温子VI ..................................................................................................... 4 4.2判断身体体温状况程序 ........................................................................................ 4 4.3输入数据与程序数据比较 ..................................................................................... 5 4.4创建表格与读取 ................................................................................................... 5 4.5 DAQ采集模块 ..................................................................................................... 5 5.工作过程分析 ................................................................................................................ 6 6.主要元器件介绍 ............................................................................................................ 8 1条件结构 ............................................................................................................. 8 6. 6.2 Whlie循环与表格建立 ......................................................................................... 9 6.3 NI-DAQ采集卡...................................................................................................10 7.小结 ............................................................................................................................. 11 致谢................................................................................................................................12 参考文献.........................................................................................................................13 附录 程序框图 ..............................................................................................................14 V 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 1 设计任务描述 1.1设计题目:基于Labview的身体皮肤温度测量系统设计 1.2设计要求 1.2.1设计目的 能够熟悉利用Labview软件，并用此软件编写程序框图和构造前面板。使设计的面板更直观，漂亮。达到虚拟仪器的功能。 1.2.2基本要求 利用虚拟仪器技术，实现身体皮肤温度的多点监控及信息数据采集分析功能，在身体皮肤温度测量系统中，应实现人体不同部位，多时间点的温度监控，并可以将数据进行保存，数据量较大的情况下，应结合数据库进行，并对多数据元素进行一定的分析。 1 2.设计思路 在此次基于Labview的身体皮肤温度测量系统设计中，首先，我们小组选择身体上三个部位:口腔、腋下、直肠。身体皮肤温度分为五种情况:低烧、正常、中度发烧、高烧、重度高烧。为了实现这个功能，我们小组选择用上课时学过的条件结构，将以上三个身体部位，还有温度情况分为几个条件。测量哪个部位，输入设置的该条件。其次为表格创建与读取，在这里，我们小组设置表格路径，方便读取。还有，就是创建身体体温子VI，我们小组运用随机数，产生35度--42.8度之间的人体体温，为此，我们设置了 判断体温的程序。最后，将其子VI与主程序相连接。从而实现了身体皮肤温度测量系统设计。 2 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 3.主程序流程图 输入部位 输3直肠 输1腋下 输2口腔 低烧、正常、中度发烧、高烧、 重度发烧 表格创建与数据收集 数据显示 3 4 各部分程序设计及框图 4.1模拟体温子VI 通过简单运算程序实现模拟人体体温的程序 4.2判断身体体温状况程序 运用条件结构设置皮肤体温的五种状况:低烧、正常、中烧、高烧、重度高 烧。在这里列举两种状况:低烧、正常。 低烧程序: 低烧前面板: 正常程序: 正常前面板: 4 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 4.3输入数据与程序数据比较 运用比较和选择控件实现输入数据与程序数据比较。比较过后输入总程序。运行总程序。 比较程序: 前面板: 4.4创建表格与读取 创建表格用于记录当前体温，读取下来，在表格显示出来。 表格程序: 4.5 DAQ采集模块 DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量，但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号， 5 5.工作过程分析 1.身体皮肤温度测量系统如下图所示: 2.运行程序后，打开开关。输入1、2、3.选择测温部位:口腔、腋下、直肠。 3.然后观看指示灯，观察体温变化。波形图表显示当前身体体温。表格记录当前体温。 4. (1)腋下温度: 6 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 (2)口腔温度: (3)直肠温度: 7 6.主要元器件介绍 6.1条件结构 条件结构位于“函数选板”，“编程”的“结构”子选板上，包括一个或多个子程序框图，或分支，当结构执行时，仅有一个子程序框图或分支在执行。连接至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数，或枚举类型，它决定了执行哪个分支。右键单击结构边框，可添加或删除分支。Us可使用标签工具来输入条件选择器标签的值，并配置每个分支处理的值。 8 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 6.2 Whlie循环与表格建立 1.While循环的执行流程:首先循环计数端子输出数值，循环内部的子框图开始执行。子框图的所有代码都执行完后，循环计数器的值加1，根据流入“循环条件”端子的布尔类型数据判断是否继续执行循环。条件为”真时停止”时，如果流入的布尔数据为真值，则停止循环，否则继续循环;条件为“真时继续”时，情况相反。While循环中的代码至少执行一次。 2.表格建立: 9 6.3 NI-DAQ采集卡 可利用编程语言驱动程序函数，从而驱动数据采集卡，设计者只需正确设置输入参数，就可实现数据采集的任务，而不需要编写代码程序。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/定时器等，这些功能分别由相应的单元电路来实现。 模拟输入是采集卡最基本的功能。它一般由多路开关、放大器、采集/保持电路，以及A/D转换器来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。A/D转换器的性能和参数直接影响着模拟输入的质量，要根据实际需要的精度来来选择合适的A/D转换器。模拟输出通常是为系统提供输出或控制信号。数模转换器的建立时间、转换率、分辨率等因素都会影响模拟输出信号。建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变的快慢。建立时间短、转换率高的D/A转换器可以提供一个较高频率的信号。应该实际需要选择D/A转换器的参数指标。 数据采集(DAQ)是通过DAQ卡采集数据和输出数据。通常一块DAQ卡能实现多种功能，其中包括模数转换(A/D)、数模转换(D/A)、数字输入输出(DI/O)和计算器/定时器功能。 图6.1数据采集卡各接口介绍 10 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 7.小结 经过了两周的虚拟仪器实训，让我学到了许多有关虚拟仪器方面的很多知识。也让我知道了自己所学专业的重要性，在本次课程设计中，我大部分的课设知识来自于书中的内容，通过课外书查找的知识与自己所学内容，完成了此次的虚拟仪器的课设。 在课程设计过程中，我遇到了许多困难，例如，表格创建与读取，这个元器件当时学得不怎么明白，后来经过同学帮助，学会了表格创建与读取的使用。但是这些困难都被我克服了，主要是平时老师教导有方，还有同学的悉心帮助，这些困难让我懂得了成功看似简单，但是实践起来还是很难的，想要成功，自己的努力是必不可少的，在我画程序图的过程中，元器件找不到，同学不辞辛苦的指导我怎么找、怎么做，雷老师的想法非常好，让我们独立完成课设，培养我们独立自主完成任务的能力。还有就是通过此次课设让我将条件结构、While循环运用的更加熟练。 此外，通过此次虚拟仪器课设，也让我拓宽了眼界，我读了一些课外书，主要关于虚拟仪器方面的课外书，这些书，对我以后工作的作用应该会起到帮助，让我捡起了读书的习惯了，想一想，我已经好久没有读课外书了，借这次机会，让我认识到自己是在一点一点的后退，在萎靡不振。希望通过这次课设，能够认清自己，改掉养成的坏习惯。 在这两周的课设里，我们确实很辛苦，没日没夜的完成自己的任务，但就是这种氛围， 在为我们的成长奠定基础，也为我们以后就业奠定了基础，让我们明白工作需要兢兢业业。在这周的课设里，我才意识到自己学的东西还是太少，未来的日子里，还需要自己的不懈努力，由此，我想到了那句谚语:“活到老，学到老。”最后希望自己更加努力奋进，积极向上，摆脱那个懒惰的自己～这次课程设计必将成为我大学四年生活中有意义的一段日子～ 11 致谢 在这次的虚拟仪器课程设计中，之所以能够高效率的完成，首先我要感谢我们的雷老师，是他细心地教导，才有我这次课程设计的成功，是他课堂中的每次叮嘱，让我记住了那些有用的东西。在这次课程设计中，我也遇到了许多困难，是我的同学帮助了我的每一个难题。在这里我也要感谢我的同学们，谢谢他们。还有，还要感谢雷老师提供我们的相关软件，这不仅让我们圆满的完成了课设任务，也让我们对自己的不足得到了进一步的了解。 与此同时，还要感谢沈阳工程学院的图书馆的支持，借助了我关于课设方面的课外书，让我圆满的完成了此次课设。 最后，在这里，我要再次说句“谢谢”，感谢在这次课设中帮助过我的人，千言万语，总而言之，还是“谢谢”～～谢谢帮助我的人。 12 基于labview的身体皮肤温度测量系统设计 参考文献 【1】胡仁喜，等.LabVIEW8.2.1虚拟仪器实例指导教程.北京:机械工业出版社，2007.11 【2】侯国屏.LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计.北京: 清华大学出版社,2005 【3】刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.电子工业出版社，2003 【4】邓岩，王磊(测试技术与仪器应用(机械工业出版社，2004 【5】杨乐平，李海涛，杨磊(LabVIEW课程设计与应用(电子工业出版社，2005 【6】雷勇(虚拟仪器设计与实践(电子工业出版社，2005 [ 13 附录 程序框图 14