2024年6月14日发(作者：)

2017年第7期

(总第 175 期）

信息通信

INFORMATION & COMMUNICATIONS

2017

(Sum. No 175)

基于STM32与LabVIEW的多路温度实时监控系统设计

刘默，李玉松，元光

(中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100)

摘要:以低功耗微处理器STM32为硬件控制中心,LabVIEW2014为上位机软件开发平台,设计了一个多路温度采集系

统。由DS18B20温度传感器同时对室内外多点温度进行采集、处理与整合，通过RS232串行口将采集的温度信息上传

到上位机,上位机LabVIEW对采集的数据进行存储、显示及处理、分析，实现了室内外多路溫度的实时监测。经实际验

证，该系统运行情况良好。该系统设计具有较强的实用性，有着准确、实时的优点。

关键词:STM32;LABVIEW;多路温度采集;RS232

中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2017 )07-0079-02

Desagn of MuM^baimel Temperature Real-time Momtorii^ system Based on SIM32 and LabVIEW

Liu Mo, Li Yusong,Yaan Gnang

(Ocean Univ^sity of China, Shandong,Qingdao266100, China)

Abstract:A multi-chamiel temperature Monitoring system Based on STM32 and LabVIEW was designed.,using low power

consumption micro-controller STM32 as the hardware core, LabVIEW 2014 as the software development tem­

perature sensor DS18B20 has collected multi-temperature signal,and then uploaded the date to the host computer through the

serial port,the host computer LabVIEW has stcsaged .displayed,processed and analyzed the date,and real-time monitoring of

multi-channel temperature from inside and outdoor has been gh the actual verification^the system is running in

good system design is practicability stron^ly，has the advantages of accurate and real-time.

Keywords:STM32;LabVIEW;multi-chaimel temperature collection;RS232

0引言

温度是人们生活中一个重要参数，实时监测室内外温度

及温差对人们的生活具有重要意义。目前，常用的多路温度

实时监测系统主要包括基于下位机单片机和上位机PC的系

统构架方式以及基于美国国家仪器公司(National Instruments，

简称NI)的数据采集卡和上位机LabVIEW的系统架构方式进

行设计。上位机PC软件多采用VB、VC++等，编程调试复杂、

开发周期长。数据采集卡比较贵，不利于推行与实施。本文

提出一种基于STM32、DS18B20温度传感器和LABVIEW多

路温度采集系统设计方案，从而实现一种在LabVIEW开发环

境下的低成本多路温度实时监测。

个DS18B20进行温度采集，并通过串口将温度数据发送到上

位机，上位机利用LABVIEW软件开发，负责发送指令及对数

据进行处理、显示与存储。总体结构如图1所示。

通度传祖

溫度传感S2

25"

&TM32主控芯片

通度情想Mr

I VISAite □设置檎缺

I命令发送接收筷块-

数播分析播块

田形a示檐块

1系统总体结构设计

本系统采用STM32通过两个GPIO 口作为数据通讯端口

与DS18B20数据端口相接。每个数据通讯端口可同时连接多

图1系统总体结构设计

方向发展的新思路。本文完成了汽车速度检测系统，车轮的

周长可以自行设置,提髙了系统的实用性。此外，通过系统电

路和两个子模块的仿真结果可以看出，该系统还能够采集数

据，并对数据进行处理，满足设计的要求。

参考文献：

[1] 颉洪睿，孙丹丹，魏学军.基于CPLD的智能密码锁设计

与实现[J].实验室研究与探索，2015,34(11):99-102.

图4实时速度计算模块仿真结果

[2] 刘妍妍，崔炜，杨晓慧，等.EDA技术在数字电路实践教学

中的应用[J].科技资讯，2015,13(33>:33-34.

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陈惠娟.关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探

胡宏梅.基于VHDL语言的数字钟层次化设计与实现[J].

究[J].电子制作，2015(23):69-70.

电气自动化，2016,38(1): 113-115.

结语

通过VHDL语言编程，采用自顶向下的设计思路，使硬件

的设计和修改也如同修改软件程序一样快捷方便。通过软件

方式的设计与测试达到对特定功能的硬件电路的设计，是现

代电子电路设计方法的一个趋势，体现了硬件设计向软件化

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信息通信

刘默等:基于STM32与LabVIEW的多路温度实时监控系统设计

2下位机设计

下位机主要由STM32主控芯片、温度传感器DS18B20、

串口通信模块三部分构成。根基数据采集硬件设计方案和系

统其他功能需求，系统选用了 871432?1[2]系列中的

STM32F103VCT6单片机为下位机硬雜制核心，该单片鵃髙

工作频率72MHz, ROM大小256KB，RAM大小4«KB，工倾

度范围:-40。〇到+85 X：。温度采集系统为温度传感器DS18B20,

DS18B20是一种目前使用非常广泛的数字温度传感器,独特的

单总线接口、唯一的64位序列号，使其具有多器件并联的优点，

测温范围_ 55X：〜+125r, 12位精度下穷辦率为0.0625T：，完

全可满财系统需求。

系统采用STM32通过两个GPIO 口作为数据通讯端口与

DS18B20数据端口相接•每个数据通讯端口可同时连接多个

DS18B20温度传感器对温度的采集，最多可达16个•系统中

DS18B2温度传感器采用外部电源供电模式，可利用一个GPIO

口作为数据总线，每个DS18B20有唯一的64位序列号，可在

同一总线上并联多个传感器分时工作，完成多点测温。按照

DS18B20时序要求,在数据总线发送复位指令后，分别呼叫不

同传感器的序列号即可完成单独针对特定传感器的控制，这

样的操作方法省时、且易寻找故障。

在完成不同温度传感器的温度测量采集后，STM32主控

芯片将采集所得的温度数据处理后通过RS232串口发送到上

位机，由上位机进行进一步的处理和显示。

3上位机软件设计

通过LABVIEW图形化编程，完成了温度监测系统的上

位机设计。LABVIEW通过VISA串口完成了和下位机的

RS232连接与数据传输。LABVIEW上位机包括前面板和后

面板，前面板是运行界面，后面板是图形化的程序语言1^。

⑴前面板设计。

图2是程序的前面板，包括串口设置模块、温度显示模块、

曲线模块、数据回放模块。

室内外置賡遒控系铒丨。

fo

图2前面板图形界面

(2)后面板设计。

图3程序框图(局部)

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程序主要包括:VISA串口设置模块、命令发送接收模块、

数据分析模块、图形显示模块及报瞀模块。

VISA串口设置模块负责与下位机接口的设置，包括串口

名称、波特率、停止位、校验位等;命令发送接收模块负责与下

位机的数据通信，发送数据采集命令以及接收下位机发送的

数据；数据分析模块负责将接收到的下位机数据进行进一步

的处理、还原、比对，最后通过图形显示模块及报警模块显示

在人机界面上，对用户进行提醒

由于上位机接收到的通过RS-232串行通信数据是固定

长度的字符串类型数据，为实现数据容错功能并将有效数据

提取，须判断数据长度是否正确,并将字符串类型数据转换为

字节数组，本文采用String Length和String to Byte Array功能

模块分别实现对数据长度的测量和数据类型的转换，判断数

据正确后，使用Index Array对数组数据进行索引，进而实现对

温度数据的还原。

室内外沿度监控系统| ~ ^

图4运行截图

4结语

经实际测试，如图3所示，该温度监测系统可按照需求进

行不同条件下的温度监控，温度误差小于rc,并可设置报警

上下限，对用户进行提醒，具有运行简洁髙效、运行可靠、直观

等优点，可有效对室内外温度进行监控，对冬季室内取暖等情

况有着一定的实际使用价值。本系统以后还需在下一步的研

究中加强以下方面：⑴温度反馈控制，通过与温度控制单元

进行连接，实现自动温度调节;(2)目前采用串口有线通信，限

制使用范围，下一步可以通过添加无线模块将使用范围进行

扩展。

参考文献：

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究[J].单片机与嵌入式系统应用》2013,08:35-37+40.

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