基于labview和GPRS的分布式无线温湿度智能检测系统

钱雨菲 王梦梦 于雷

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720009

摘要：本文介绍了基于Labview和GPRS的一种无线温湿度监控系统，该系统采用AW1485Y传感器采集现场终端数据，通过GPRS通信模块传递到PC机，在PC机上利用Labview开发平台搭建监控界面，实现远程监控。经测试，系统具有报警、记录、显示等功能。在工业生产和智能家居中有一定的应用价值。

关键词：无线温湿度检测；GPRS；Lab view

温湿度是现代生活和生产中的重要参考因素，直接影响人们的生活质量和生产环节的安全，对温湿度的检测对与提高生产效率、改善生活质量有着至关重要的作用，由此，设计一个操作便捷、高精确度的温湿度检测系统显得意义重大。

传统有线模式的温湿度检测安装的灵活性差，传输线容易受到电磁干扰从而大大削减测量结果的精确度。为此，本文提出了一种基于GPRS和Labview的无线远程温湿度检测网络，采用高精度的温湿度传感器对温湿度进行采样测量，实现实时连续监控，用Labview搭建监控平台，实现远程监控。

1 监控系统的总体结构

本系统自上至下可分为三个模块，底层是数据采集模块（现场终端），中间层是数据传输模块（通信中枢），上层是数据处理模块（监控中心）。如图1所示。

系统工作过程为：现场终端采用AW1485Y数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字数字信号输出的复合传感器。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件并与高性能8位单片机相连。采用单线制串行接口，系统简易快捷，功耗极低，传输距离长（可达1000米）。采用无线通信模块GPRSDTU接收单片机采集的数据，并通过485串口将采集数据传送到PC机，PC机上的Labview监控平台实时对现场终端设备采集到的数据进行分析、处理、显示和存储。

2 系统硬件设计

2.1 温湿度传感器介绍

AW1485Y为一款新型温湿度变送器，产品采用高品质电容式数字传感器，传感器具有测量精度高抗干扰能力强，测量精度高测量范围广。配备OLED液晶显示屏，实时显示温湿度示数。内部设置有报警功能模块，可实现有高低温报警和高低湿度报警；RS485信号传输，标准MODUBUS RTU通信协议，通信距离最大可达1000米，支持多台组网式温湿度监控系统安装。

2.2 GPRS无线模块

系统采用WG8010 GPRS DTU，具备完善的数据通信功能，支持comway协议、透传协议，并兼容桑荣和宏电协议。DTU与服务器之间的通信是由GPRS DTU端（客户端）发起的，服务器端通过发回反馈或接受通信来对DTU端做出响应。DTU端与服务器端共同组成了基于GPRS和INTERNET网络通信的应用系统。相比DTU端，服务器端安装有更为复杂的应用程序，能够接受任何DTU端发起的通信请求，并时刻检测链路中的通信状态，从而实现实时数据采集、数据库服务等应用。

2.3 电源模块

系统外部电压为交流220V，传感器的输入电压是9～12V，因此本系统需要提供9～12V的直流电压，综合考虑，采用型号为S2512的12V直流電压源为传感器供电。

3 系统的软件设计与调试

3.1 Comway无线串口服务器的设置

Comway无线串口软件与GPRS DTU配合使用，可以帮助用户建立远端串口设备和用户计算机之间的无线通信信道。

在本系统中，具有RS485串行通信接口的温湿度传感器，利用COMWAY DTU经GPRS网络与一台连接到Internet的PC实现无线数据通信。仅需在计算机中安装COMWAY无线串口软件，即可使用原来基于串口通讯的应用程序来处理远端串口设备的数据。无需公网固定IP地址，无需设置网络端口映射和动态域名，操作十分便捷。

3.2 Labview监控平台

Labview是一种图形化的编程语言（G语言）的开发环境，采用Labview进行软件设计包括前面板和后台（程序框图）两部分，前面板是系统的监控界面，后台是用G语言搭建的系统的图形化程序。系统的前面板主要有监控窗口、通讯配置界面等部分组成。主要完成对温湿度的显示、记录功能。

系统监测程序主要完成对下位机传输过来的温湿度信号的显示、分析、记录功能，由于现场终端传输过上来的是数字信号，因此Labview只要完成虚拟串口数据的读取和存储即可。监控系统主要包括个部分：主控界面、配置界面。

Labview搭建的监控程序和界面如图2和图3所示。

3.3 系统测试

图3所示位某一时刻的温湿度监视结果。为检测系统检测的稳定性和准确性，对室内两个不同的采样点进行温度和湿度的采样，采样时间间隔为3min，并记录采样数据。将传感器的数据与Labview的数据比较，如下表所示。

测量基本参数：

测量参数：4080℃

测量精度：温度：±0.5℃ 湿度：±3%RH

测量分辨率：温度：0.1℃ 湿度：0.1%RH

4 结论

本文基于labview和GPRS的分布式无线温湿度智能检测系统利用数字传感器和GPTS通信模块，成功组建了分布式温湿度检测网络，实现了智能无线监控。该系统具有体积小、功耗低、安装方便、抗干扰性强等优点。有良好的人机交互性和可视性，可广泛用于工业生产和家居环境中，应用前景广泛。

参考文献：

[1]林静，林振宇，等.LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通[M].人民邮电出版社，2013.

[2]马丁.移动通信GPRS模块应用开发分析[J].现代商业，2009（23）：213214.

[3]杨伟新，张晓森.温湿度控制系统设计[J].机械研究与应用，2008，21（6）：12.

作者简介：

钱雨菲（2000），北京新东方扬州外国语学校普高三（1）班；指导教师：于雷，北京新东方扬州外国语学校通用技术教师。