0 引 言
　　在暖通空調(diào)范圍，隨著測(cè)試技藝的生長(zhǎng)及測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試場(chǎng)所須要不一樣測(cè)量?jī)x表所測(cè)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(cè)平均評(píng)價(jià))、PPD(預(yù)測(cè)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(chǔ)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(tái)上，開發(fā)一個(gè)功用強(qiáng)悍的綜合測(cè)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(cè)量?jī)x表
　　本設(shè)計(jì)采用一款多功用的室內(nèi)氣流測(cè)量?jī)x表，議決挑選不一樣的探頭，測(cè)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(hào)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(cè)試系統(tǒng)中，還須要與其他測(cè)量?jī)x器所測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(tái)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(cè)試儀器的驅(qū)動(dòng)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(cè)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(cè)試系統(tǒng)
　　本設(shè)計(jì)的目的是議決溫濕度、風(fēng)速等測(cè)試儀表采集及時(shí)數(shù)據(jù)，議決對(duì)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(cè)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(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)量?jī)x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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)試后果與分析
　　4.2.1 采樣頻率關(guān)于測(cè)試系統(tǒng)的影響
　　某些測(cè)試系統(tǒng)在工程運(yùn)用中會(huì)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(duì)測(cè)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(duì)測(cè)試系統(tǒng)舉行延續(xù)測(cè)試，測(cè)試后果如圖5所示。由圖可看出，采樣頻率隨著測(cè)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(huì)出現(xiàn)崩潰。因而，可以得出，采樣頻率不是招致測(cè)試系統(tǒng)崩潰的原由。
4.2.2 數(shù)據(jù)記載關(guān)于測(cè)試系統(tǒng)的影響
　　測(cè)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(cè)試，測(cè)試后果如圖7所示。從圖中看出，改進(jìn)后的測(cè)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(zhǎng)時(shí)間的測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)；順序?qū)y(cè)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(chǎng)所下的熱溫馨性測(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)必需等測(cè)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(cè)試系統(tǒng)，至于不是串口通訊的測(cè)量?jī)x器，只需能提供輸出信號(hào)，采樣一樣的方法也可以接入到本測(cè)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(cè)試。但是，如今的實(shí)踐測(cè)試中須要測(cè)試幾百，甚至幾千幾萬個(gè)點(diǎn)，最后得出整個(gè)測(cè)試區(qū)域的溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等，進(jìn)而可以與計(jì)算機(jī)模擬場(chǎng)舉行比擬，因而，議決上述揣摩的方法完成測(cè)試點(diǎn)擴(kuò)張成為后續(xù)須要處理的疑問。