溫度照度監(jiān)測(cè)儀控制器算法及上下位軟件設(shè)計(jì)
溫度照度監(jiān)測(cè)儀以STC12C5A60S2作主控制器，該芯片自帶兩路PWM控制器、兩個(gè)定時(shí)器、十位AD轉(zhuǎn)換器等。溫度照度監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)光照度調(diào)整使用增量式的PID算法，根據(jù)變換量按比例調(diào)整PWM定時(shí)器CCAP1L、CCAP1H的值，輸出不同占空比的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)LED的照度。其中PID如式(10）式中：
Δuk為控制量的增量；k為采樣序號(hào)；ek為第k次采樣的輸入偏差值；ek-1為第k-1次采樣的輸入偏差值。
溫度照度監(jiān)測(cè)儀對(duì)光照度監(jiān)控分兩種狀態(tài)：1）如果當(dāng)前值小于輸入的設(shè)定值，則PWM波形占空比增加，輸出光照度增大，直到輸出值等于設(shè)定值。2）如果輸出值大于或等于設(shè)定值，則PWM輸出占空比減小，輸出光照度減小，直到輸出值等于設(shè)定值。通過不斷的檢測(cè)與調(diào)整，讓光照度保持恒定。溫度照度監(jiān)測(cè)儀中LED光源板的溫度通過溫度傳感器檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，啟動(dòng)降溫風(fēng)扇。當(dāng)檢測(cè)溫度低于或等于設(shè)定溫度時(shí)，停止降溫風(fēng)扇。
溫度照度監(jiān)測(cè)儀的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件采用Labview編程，Labview是專為數(shù)據(jù)采集、儀器控制、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)表達(dá)的圖形化編程環(huán)境，它是一個(gè)開放的開發(fā)環(huán)境，具有PCI、RS-232/485、USB等各種儀器通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，可以利用這些函數(shù)與不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集硬件交互工作。本系統(tǒng)采用NI_VISA串口Serial函數(shù)來訪問和控制串口，從而實(shí)現(xiàn)串口通信功能。首先，利用VISA Con2figureSerial Port. vi進(jìn)行串口初始化，然后利用VISA write.vi向?qū)懢彌_區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)讀取指令，最后利用VISAread. vi以字符串形式讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的8位二進(jìn)制數(shù)，并利用HexadecimalString To Number節(jié)點(diǎn)將8位字符串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成數(shù)字型數(shù)據(jù)，提供給控制電路。上位機(jī)軟件完成如下功能：初始化系統(tǒng)；根據(jù)溫室控制要求向下位機(jī)發(fā)送控制指令；控制串口和下位機(jī)的收發(fā)；判斷下位機(jī)數(shù)據(jù)采集狀態(tài)并發(fā)送相應(yīng)控制指令；讀取和解析來自下位機(jī)的數(shù)據(jù)；顯示實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；保存數(shù)據(jù)；根據(jù)環(huán)境需求控制系統(tǒng)狀態(tài)。下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)下位機(jī)軟件采用C51語言編寫。完成的功能有：根據(jù)上位機(jī)控制指令控制下位機(jī)的光環(huán)境參數(shù)采集、環(huán)境參數(shù)的給定值；向上位機(jī)發(fā)送環(huán)境參數(shù)；根據(jù)環(huán)境參數(shù)與設(shè)定值調(diào)控光環(huán)境。
以上即為溫度照度監(jiān)測(cè)儀的控制算法和上下位軟件的設(shè)計(jì)，希望對(duì)研究溫度照度監(jiān)測(cè)儀等電子電器原件的人員有所幫助。
