0 引 言

　　在暖通空調(diào)領(lǐng)域,，隨著測試技術(shù)的發(fā)展及測試要求的不斷提高,，一些具有與計算機(jī)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。然而對于整個測試系統(tǒng)而言,，單個儀器本身存在一些限制：儀器本身只能顯示某一時間點的數(shù)據(jù),，不能看到參數(shù)的實時變化趨勢；儀器本身缺乏數(shù)據(jù)處理能力,，而某些測試場合需要不同測量儀表所測參數(shù)進(jìn)行計算而得出有利用價值的分析指標(biāo),，比如PMV(預(yù)測平均評價)、PPD(預(yù)測不滿意百分比),；受儀器本身記憶卡內(nèi)存的限制,，儀器只能存儲有限量個數(shù)據(jù)。與此同時,，各個品牌的儀表與計算機(jī)通信的方式不完全相同,，有RS 232串行通信、GPIB總線通信等,。因此,，如何把這些儀表整合到同一個平臺上，開發(fā)一個功能強(qiáng)大的綜合測試系統(tǒng)已成為一個新的工程應(yīng)用方向,。

　　1 室內(nèi)溫濕度測量儀表

　　本設(shè)計采用一款多功能的室內(nèi)氣流測量儀表,，通過選擇不同的探頭，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、露點溫度及水蒸氣含量等參數(shù),。儀表自身帶有信號輸出功能,，通過USB或者RS 232接口可以直接與計算機(jī)進(jìn)行通信。但是在整個測試系統(tǒng)中,，還需要與其他測量儀器所測試參數(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行分析,，系統(tǒng)軟件LabVIEW就能滿足這個要求。

　　2 LabVIEW的優(yōu)點與運用

　　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(yīng)用最廣,、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境,，被視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件,。它既可以通過波形圖像動態(tài)實時地顯示儀器測得的數(shù)據(jù)，又可以實時分析處理波形,，顯示數(shù)據(jù),，得到用戶最終需要得到的各種參數(shù)，從而避免等到采集結(jié)束后需要通過其他的軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的問題,。

　　LabVIEW軟件最大的特點是，可以把不同通信協(xié)議與通信方式的儀器綜合地開發(fā)到同一平臺上,，其包含了各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù),，不僅提供數(shù)百種不同接口測試儀器的驅(qū)動程序，還支持VISA,，SCPI和IVI等最新的程序軟件標(biāo)準(zhǔn),，為用戶設(shè)計開發(fā)不同的先進(jìn)測試系統(tǒng)，提供軟件支持,。本設(shè)計通過應(yīng)用Lab-VIEW的 VISA節(jié)點,，設(shè)計一種USB串口通信程序。

　　3 熱舒適測試系統(tǒng)

　　本設(shè)計的目標(biāo)是通過溫濕度,、風(fēng)速等測試儀表采集實時數(shù)據(jù),，通過對數(shù)據(jù)的分析計算，得出熱舒適的PMV和PPD,，設(shè)計原理如圖1所示,。要實現(xiàn)該功能，首先必須解決數(shù)據(jù)采集問題,，即儀器與LabVIEW之間的通信程序,；其次是要編寫計算PMV與PPD的程序,。

　　3.1 測量儀器與LabVIEW的通信

　　LabVIEW中的 VISA節(jié)點用于串口通信。通過LabVIEW中VISA函數(shù)實現(xiàn)串口初始化,、串口寫,、讀、檢測并清空緩存,、關(guān)閉來實現(xiàn)儀器與LabVIEW通信,。在程序運行時，測量儀器設(shè)置為USB連接,。程序運行時可以通過循環(huán)間隔時間設(shè)置采集時間間隔,。

　　3.2 數(shù)據(jù)的記錄

　　通過文件 I／O函數(shù)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的記錄與保存。通過打開,、格式化,、寫入、關(guān)閉文本來實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的記錄,。

　　3.3 數(shù)據(jù)的在線顯示

　　通過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入必須是數(shù)值，而讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)是字符串,，在程序設(shè)計時必須對字符串與數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換,，才能在波形圖中顯示。

　　3.4 PMV與PPD程序設(shè)計

　　通過反應(yīng)人體對熱平衡的偏離程度的人體熱負(fù)荷得出PMV指標(biāo),，計算公式如下：

　　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為人體周圍水蒸氣分壓力(單位：Pa),；ta為人體周圍空氣溫度(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),。

　　針對以上五個公式，運用LabVIEW編寫PMV,，PPD計算程序,。由式(2)可知，tcl的計算是一個迭代過程,，它通過LabVIEW中While循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn),；hc，fcl通過條件結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，最后將式(2)～式(4)代入式(1)求出PMV,。具體程序如圖2所示,。

　　為了驗證程序的正確性，運用Matlab編寫相同的計算程序,，與LabVIEW計算結(jié)果比較,。通過一天測試的結(jié)果，比較曲線如圖3所示,。由圖可看出,，不管是變化趨勢，還是各個測試時刻的數(shù)據(jù)點都完全吻合,。由此得出,，LabVIEW的數(shù)據(jù)后期處理功能強(qiáng)大且穩(wěn)定。