一種基于LabVIEW的熱舒適測試系統的設計

　　0 引 言

　　在暖通空調領(lǐng)域，隨著(zhù)測試技術(shù)的發(fā)展及測試要求的不斷提高，一些具有與計算機直接通信功能的高精度溫濕度測試儀表已經(jīng)在科研和工程中被廣泛運用。然而對于整個(gè)測試系統而言，單個(gè)儀器本身存在一些限制：儀器本身只能顯示某一時(shí)間點(diǎn)的數據，不能看到參數的實(shí)時(shí)變化趨勢；儀器本身缺乏數據處理能力，而某些測試場(chǎng)合需要不同測量?jì)x表所測參數進(jìn)行計算而得出有利用價(jià)值的分析指標，比如PMV(預測平均評價(jià))、PPD(預測不滿(mǎn)意百分比)；受儀器本身記憶卡內存的限制，儀器只能存儲有限量個(gè)數據。與此同時(shí)，各個(gè)品牌的儀表與計算機通信的方式不完全相同，有RS 232串行通信、GPIB總線(xiàn)通信等。因此，如何把這些儀表整合到同一個(gè)平臺上，開(kāi)發(fā)一個(gè)功能強大的綜合測試系統已成為一個(gè)新的工程應用方向。

　　1 室內溫濕度測量?jì)x表

　　本設計采用一款多功能的室內氣流測量?jì)x表，通過(guò)選擇不同的探頭，測量溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)壓、風(fēng)量、二氧化碳濃度、濕球溫度、露點(diǎn)溫度及水蒸氣含量等參數。儀表自身帶有信號輸出功能，通過(guò)USB或者RS 232接口可以直接與計算機進(jìn)行通信。但是在整個(gè)測試系統中，還需要與其他測量?jì)x器所測試參數結合在一起進(jìn)行分析，系統軟件LabVIEW就能滿(mǎn)足這個(gè)要求。

　　2 LabVIEW的優(yōu)點(diǎn)與運用

　　LabVIEW是美國國家儀器公司推出的創(chuàng )新軟件產(chǎn)品，是目前應用最廣、發(fā)展最快、功能最強的圖形化軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，被視為一個(gè)標準的數據采集和儀器控制軟件。它既可以通過(guò)波形圖像動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示儀器測得的數據，又可以實(shí)時(shí)分析處理波形，顯示數據，得到用戶(hù)最終需要得到的各種參數，從而避免等到采集結束后需要通過(guò)其他的軟件來(lái)進(jìn)行數據處理的問(wèn)題。

　　LabVIEW軟件最大的特點(diǎn)是，可以把不同通信協(xié)議與通信方式的儀器綜合地開(kāi)發(fā)到同一平臺上，其包含了各種儀器通信總線(xiàn)標準的功能函數，不僅提供數百種不同接口測試儀器的驅動(dòng)程序，還支持VISA，SCPI和IVI等最新的程序軟件標準，為用戶(hù)設計開(kāi)發(fā)不同的先進(jìn)測試系統，提供軟件支持。本設計通過(guò)應用Lab-VIEW的 VISA節點(diǎn)，設計一種USB串口通信程序。

　　3 熱舒適測試系統

　　本設計的目標是通過(guò)溫濕度、風(fēng)速等測試儀表采集實(shí)時(shí)數據，通過(guò)對數據的分析計算，得出熱舒適的PMV和PPD，設計原理如圖1所示。要實(shí)現該功能，首先必須解決數據采集問(wèn)題，即儀器與LabVIEW之間的通信程序；其次是要編寫(xiě)計算PMV與PPD的程序。

　　3.1 測量?jì)x器與LabVIEW的通信

　　LabVIEW中的 VISA節點(diǎn)用于串口通信。通過(guò)LabVIEW中VISA函數實(shí)現串口初始化、串口寫(xiě)、讀、檢測并清空緩存、關(guān)閉來(lái)實(shí)現儀器與LabVIEW通信。在程序運行時(shí)，測量?jì)x器設置為USB連接。程序運行時(shí)可以通過(guò)循環(huán)間隔時(shí)間設置采集時(shí)間間隔。

　　3.2 數據的記錄

　　通過(guò)文件 I／O函數進(jìn)行采集數據的記錄與保存。通過(guò)打開(kāi)、格式化、寫(xiě)入、關(guān)閉文本來(lái)實(shí)現采集數據的記錄。

　　3.3 數據的在線(xiàn)顯示

　　通過(guò)生成表格和波形圖來(lái)顯示在線(xiàn)數據。由于電子表格和波形圖輸入必須是數值，而讀取緩沖區的數據是字符串，在程序設計時(shí)必須對字符串與數值進(jìn)行轉換，才能在波形圖中顯示。