0 引 言
　　在暖通空調(diào)范圍,，隨著測試技藝的生長及測試要求的不時(shí)提高,，一些具有與計(jì)算機(jī)直接通訊功用的高精度溫濕度測試儀表曾經(jīng)在科研和工程中被普遍運(yùn)用。但是關(guān)于整個(gè)測試系統(tǒng)而言,，單個(gè)儀器本身存在一些限定：儀器本身只好顯示某一時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù),，無法看到參數(shù)的及時(shí)改變趨向；儀器本身缺乏數(shù)據(jù)處置才干,，而某些測試場所須要不一樣測量儀表所測參數(shù)舉行計(jì)算而得出有使用價(jià)值的分析目標(biāo),，比如PMV(預(yù)測平均評價(jià))、PPD(預(yù)測不滿意百分比),；受儀器本身記憶卡內(nèi)存的限定,，儀器只好存儲有限量個(gè)數(shù)據(jù)。與此同時(shí),，各個(gè)品牌的儀表與計(jì)算機(jī)通訊的方式不完全類似,，有RS 232串行通訊、GPIB總線通訊等,。因而，如何把這些儀表整合到同一個(gè)平臺上,，開發(fā)一個(gè)功用強(qiáng)悍的綜合測試系統(tǒng)已成為一個(gè)新的工程使用方向,。
　　1 室內(nèi)溫濕度測量儀表
　　本設(shè)計(jì)采用一款多功用的室內(nèi)氣流測量儀表，議決挑選不一樣的探頭,，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(shù),。儀表本身帶有信號輸出功用，議決USB或許RS 232接口可以直接與計(jì)算機(jī)舉行通訊,。但是在整個(gè)測試系統(tǒng)中,，還須要與其他測量儀器所測試參數(shù)結(jié)合在一同舉行分析，系統(tǒng)軟件LabVIEW就能滿足這個(gè)要求,。
　　2 LabVIEW的優(yōu)點(diǎn)與運(yùn)用
　　LabVIEW是美國國度儀器公司推出的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品,，是現(xiàn)在使用最廣、生長最快,、功用最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境,，被視為一個(gè)規(guī)范的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。它既可以議決波形圖像靜態(tài)及時(shí)地顯示儀器測得的數(shù)據(jù),，又可以及時(shí)分析處置波形,，顯示數(shù)據(jù)，得到用戶最后須要得到的各種參數(shù),，從而防止等到采集完畢后須要議決其他的軟件來舉行數(shù)據(jù)處置的疑問,。
LabVIEW軟件最大的特征是，可以把不一樣通訊協(xié)議與通訊方式的儀器綜合地開發(fā)到同一平臺上,，其包括了各種儀器通訊總線規(guī)范的功用函數(shù),，不只提供數(shù)百種不一樣接口測試儀器的驅(qū)動順序，還支持VISA,，SCPI和IVI等最新的順序軟件規(guī)范,，為用戶設(shè)計(jì)開發(fā)不一樣的先進(jìn)測試系統(tǒng)，提供軟件支持,。本設(shè)計(jì)議決使用Lab-VIEW的 VISA節(jié)點(diǎn),，設(shè)計(jì)一種USB串口通訊順序。
　　3 熱溫馨測試系統(tǒng)
　　本設(shè)計(jì)的目的是議決溫濕度,、風(fēng)速等測試儀表采集及時(shí)數(shù)據(jù),，議決對數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，得出熱溫馨的PMV和PPD,，設(shè)計(jì)原理如圖1所示,。要完成該功用，最先必需處理數(shù)據(jù)采集疑問,，即儀器與LabVIEW之間的通訊順序,；其次是要編寫計(jì)算PMV與PPD的順序。

熱舒服測試系統(tǒng)[多圖]圖片1" border="0" height="150" src="http://files.chinaaet.com/images/20110804/878dfce3-c748-4bc0-b2a2-6956b5a846b1.jpg" style="width: 337px; height: 150px" width="337" />

　　3.1 測量儀器與LabVIEW的通訊
　　LabVIEW中的VISA節(jié)點(diǎn)用于串口通訊,。議決LabVIEW中VISA函數(shù)完成串口原始化,、串口寫,、讀、檢測并清空緩存,、關(guān)閉去完成儀器與LabVIEW通訊,。在順序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測量儀器配置為USB銜接,。順序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以議決循環(huán)距離時(shí)間配置采集時(shí)間距離,。

　　3.2 數(shù)據(jù)的記載
　　議決文件I／O函數(shù)舉行采集數(shù)據(jù)的記載與保管。議決翻開,、格式化,、寫入、關(guān)閉文原本完成采集數(shù)據(jù)的記載,。
　　3.3 數(shù)據(jù)的在線顯示
　　議決生成表格和波形圖來顯示在線數(shù)據(jù),。由于電子表格和波形圖輸進(jìn)必需是數(shù)值，而讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)是字符串,，在順序設(shè)計(jì)時(shí)必需對字符串與數(shù)值舉行轉(zhuǎn)換,，才干在波形圖中顯示。
　　3.4 PMV與PPD順序設(shè)計(jì)
　　議決反響人體對熱平衡的偏離水平的人體熱負(fù)荷得出PMV目標(biāo),，計(jì)算公式如下：

式中：M為人體能量代謝率(單位：W／m2),；W為人體所做機(jī)械功(單位：W／m2)；Pa為人體四周水蒸氣分壓力(單位：Pa),；ta為人體四周空氣溫度 (單位：℃),；fcl為服裝面積系數(shù)；tcl為衣服外表面溫度(單位：℃),；tr為平均輻射溫度(單位：℃),；hc為對流換熱系數(shù)(單位：W／(m2·K))；Icl為服裝熱阻(單位：m2·℃／W),；var為平均風(fēng)速(單位：m／s),。
　　針對以上五個(gè)公式，運(yùn)用LabVIEW編寫PMV,，PPD計(jì)算順序,。由式(2)可知，tcl的計(jì)算是一個(gè)迭代流程,，它議決LabVIEW中While循環(huán)構(gòu)造完成,；hc，fcl議決條件構(gòu)造舉行判別,，開頭將式(2)～式(4)代入式(1)求出PMV。詳細(xì)順序如圖2所示,。

　　為了驗(yàn)證順序的正確性,，運(yùn)用Matlab編寫類似的計(jì)算順序,，與LabVIEW計(jì)算后果比擬。議決一天測試的后果,，比擬曲線如圖3所示,。由圖可看出，不論是改變趨向,，照舊各個(gè)測試時(shí)辰的數(shù)據(jù)點(diǎn)都完全吻合,。由此得出，LabVIEW的數(shù)據(jù)后期處置功用強(qiáng)悍且固定,。

　　4 后果與分析
　　4.1 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后果
　　圖4顯示了數(shù)據(jù)采集以及PMV,，PPD計(jì)算的在線顯示后果。由采集到的4個(gè)參數(shù)rh,，ta,，v，tr與輸進(jìn)參數(shù)m,，CLO一同議決順序運(yùn)算,，得到PMV，PPD后果,。

　　4.2 系統(tǒng)功用測試后果與分析
　　4.2.1 采樣頻率關(guān)于測試系統(tǒng)的影響
　　某些測試系統(tǒng)在工程運(yùn)用中會出現(xiàn)隨著系統(tǒng)延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延伸,，而采樣速度越來越慢的情況，直到系統(tǒng)崩潰,。這里檢驗(yàn)采樣頻率對測試系統(tǒng)的影響,。本設(shè)計(jì)中儀器的最高出樣頻率為10 Hz。實(shí)驗(yàn)中,，辨別采用10 Hz,，8 Hz，4 Hz的采樣頻率對測試系統(tǒng)舉行延續(xù)測試,，測試后果如圖5所示,。由圖可看出，采樣頻率隨著測試時(shí)間的延伸,，不時(shí)的衰減,。采樣頻率越高，衰減的越快,，越快速,。當(dāng)以10 Hz采樣時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不到5 min就開端崩潰,；當(dāng)以4 Hz采樣時(shí),，系統(tǒng)也只好平均運(yùn)轉(zhuǎn)30 min。不論是采用高的采樣頻率,，照舊低的采樣頻率,，只需是系統(tǒng)延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),，系統(tǒng)早晚都會出現(xiàn)崩潰。因而,，可以得出,，采樣頻率不是招致測試系統(tǒng)崩潰的原由。
4.2.2 數(shù)據(jù)記載關(guān)于測試系統(tǒng)的影響
　　測試系統(tǒng)議決創(chuàng)立文件記載數(shù)據(jù),，波形顯示記載數(shù)據(jù),，表格顯示記載數(shù)據(jù)三種方式來記載數(shù)據(jù)。鑒于上面提到的計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)崩潰的疑問,，在10 Hz的采樣頻率下,，辨別測試在三種記載數(shù)據(jù)的情況下計(jì)算機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。圖6表示了以10 Hz的采樣頻率測試時(shí)計(jì)算機(jī)CPU和內(nèi)存的運(yùn)用情況,。從圖中看出,，創(chuàng)立文件和波形顯示記載數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)固定,，CPU運(yùn)用率在7％左右,，內(nèi)存占用 75 000 KB左右；當(dāng)采用表格記載數(shù)據(jù)時(shí),，系一致開端運(yùn)轉(zhuǎn),，計(jì)算機(jī)的CPU運(yùn)用率和內(nèi)存占用空間都在不時(shí)長高，直到系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)到4 min時(shí),，CPU的運(yùn)用率到達(dá)100％,，系統(tǒng)崩潰。
 
　　在 4.2.1節(jié)中系統(tǒng)以10 Hz采樣時(shí),，采樣頻率也是在第4 min的時(shí)辰開端衰退,，兩者出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)吻合。鑒于上述情況,，實(shí)驗(yàn)覺察,，當(dāng)LabVIEW系統(tǒng)采用內(nèi)置表格記載數(shù)據(jù)時(shí)，記載的數(shù)據(jù)不時(shí)占用系統(tǒng)內(nèi)存,，直至計(jì)算機(jī)崩潰,，最后招致測試系統(tǒng)的崩潰，使得出現(xiàn)采樣頻率繼續(xù)衰減的現(xiàn)象,。

　　4.3 測試系統(tǒng)改進(jìn)與分析
　　鑒于上述疑問的所在,，在舉行系統(tǒng)改進(jìn)時(shí)，照舊采用三種方式記載數(shù)據(jù),，只是在表格記載數(shù)據(jù)時(shí),，限定表格記載數(shù)據(jù)的內(nèi)存大小。閱歷改進(jìn)后的順序以10 Hz的采樣頻率測試,，測試后果如圖7所示,。從圖中看出,，改進(jìn)后的測試系統(tǒng)在延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5 h，采樣頻率仍然固定,，計(jì)算機(jī)內(nèi)存只是在開端的3 min內(nèi)添加，之后抵達(dá)一個(gè)固定值,。CPU的運(yùn)用率一樣是在開端的3 min內(nèi)有所添加,，之后快速回到7％并堅(jiān)持固定。

　　5 結(jié)語
　　該系統(tǒng)閱歷長時(shí)間的測試,，運(yùn)轉(zhuǎn)固定,。實(shí)驗(yàn)后果標(biāo)明，通訊安全,、牢靠,；計(jì)算機(jī)得到了及時(shí)精確的測量數(shù)據(jù)；順序?qū)y量數(shù)據(jù)的后期處置功用強(qiáng)悍,，界面友善美觀,，能滿足非少數(shù)場所下的熱溫馨性測試。缺乏之處在于傳輸速度不高,，傳輸距離不遠(yuǎn),，這是遭到串口通訊的限定。另外,，由于系統(tǒng)內(nèi)存大小的限定,，及時(shí)看到的數(shù)據(jù)量有限，一切測試數(shù)據(jù)必需等測試完畢后翻開文本檢查,。本設(shè)計(jì)為10通道串口通訊熱溫馨測試系統(tǒng),，至于不是串口通訊的測量儀器，只需能提供輸出信號,，采樣一樣的方法也可以接入到本測試系統(tǒng)中?，F(xiàn)在，該系統(tǒng)曾經(jīng)運(yùn)用于小空間熱溫馨的測試,。但是,，如今的實(shí)踐測試中須要測試幾百，甚至幾千幾萬個(gè)點(diǎn),，最后得出整個(gè)測試區(qū)域的溫度場,、濕度場、濃度場等,，進(jìn)而可以與計(jì)算機(jī)模擬場舉行比擬,，因而，議決上述揣摩的方法完成測試點(diǎn)擴(kuò)張成為后續(xù)須要處理的疑問,。