Labview智能家居控制系统的硬件与软件设计
Labview 智能家居控制系统的硬件与软件设计
智能家居是安装有智能家居系统的居住环境，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技
术、自动控制技术、音视频技术集成家居生活设施，构建高效的住宅与事务管理系统，提升家
居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。家居：是指人生活的各类
设备，智能：是指自动控制管理。
1 、系统的总体框架
系统的总体框图见图 1所示。系统通过各类传感器模块采集家居环境的温度、烟雾、空气质
量、声光控等安防信息，信号经整型后通过 my DAQ 数据采集卡传送到 Labview 监控平台，完
成对家居环境参数的显示、分析、存储、报警功能，并根据参数提示对室内家居的温度、烟
雾、空气质量、灯光实现自动控制。
2 、系统硬件设计部分
2.1 、NI my DAQ 数据采集器
Labview 获取数据的方法是通过对 I/o 接口设备的驱动完成的。NI my DAQ 数据采集卡拥有模
拟输入（AI）通道 2个、模拟输出通道（AO)2 个、数字输入/输出通道（DIO)8 个、±15V 模组
电源一组、+5V 电源一组。
通过 Labview NI my DAQ 设置 8个通道采集数据，AIO+接温度传感器、AI1+接空气质量传感
器、AO0+接电机、DIO0 接JK2 继电器、DIO1 接JK1 继电器、DIO2 接烟雾传感器、DIO3 接
风扇、DIO5 接电灯。传感器的数据经采集卡处理通过 USB 送到计算机中的 Labview 进行分析
计算。系统结构框图如图 1所示。
2.2 、传感器模块
传感器模块有温度传感器模块、烟雾传感器模块、空气质量传感器模块、声光控传感器模块等
组成，采用+5V 给传感器供电。室内温度选用温度传感器 LM35 进行监测，特征：输出从 0℃
开始，温度每升高 1摄氏度，输出电压就增加 10mv。室内的烟雾和煤气泄漏选用烟雾传感器
QM-N5 进行监测，模拟量和 TTL 电平双路信号输出。TTL 输出时有效信号是低电平。空气质
量传感器 QS-01 是二氧化锡半导体气体传感器，对各种空气污染有很高的灵敏度，传感器阻值
减少与气体浓度增加之间呈现对数关系。声光控传感器由话筒、光敏电阻、三极管放大电
路、IC555 组成的单稳态触发器和输出反向驱动器等组成，当检测到信号时，输出端会输出低
电平脉冲信号。
图1：系统结构框图
图2：智能家居环境控制总界面 vi 前面板
3 、系统软件程序设计
NI Labview 是一种程序开发环境，由美国国家仪器公司研制开发，是专为测试、测量和控制应
用而设计的系统工程软件，可快速访问硬件 I/O 和数据信息，Labview
使用的是图形化编辑语言 G编写程序，产生的程序是框图的形式。
3.1 、 系统用户界面设计
智能家居环境控制总界面 vi 前面板见图 2所示，由于Labview 是人机交互界面，具有监测和控
制功能，所以在总界面中可以对客厅、卧室、厨房三个房间的温度、烟雾、空气质量、声光控
等安防信息进行监测，并对采集的数据进行分析和判断处理，当出现温度超出限制范围、烟雾
浓度异常（燃气泄漏、发生火灾等）、空气质量异常（污染气体浓度异常）、声光控信号变化
系统显示实时数据、界面中的相应控制功能指示灯变化（改变颜色）、发出报警信息、驱动相
应控制：制冷（或者制热）控制、驱动空气清新电机（排风扇）、驱动灯开关等。
3.2 、 数据采集程序设计
数据采集程序使用函数对环境参数进行采集、设置、阀值分析。采集数据的方法：根据采集任
务创建数据通道，设置数据采集的参数，调用读取或写入函数，实现信号的采集和控制。停止
执行任务。
3.3 、温度处理程序
编程思路：升温、降温是通过调节空调工作模式（制冷、制热）来实现的。
程序前面板设计：
上限温度、下线温度的输入框：用数值输入控件制作，可以设定温度范围；制冷、制热指示
灯：用布尔控件制作：当测量的实时温度在控制范围内时，制冷、制热指示灯显示绿色，当实
时温度超出上限（下限）时，制冷（制热）指示灯变成红色，同时通过采集卡的 DIO0(DIO1）
端口驱动 JK2(JK1）继电器吸合、启动空调制冷（制热）功能。
程序框图设计：
DAQ 助手通过 AIO+端口采集温度传感器模块的电压值、根据公式（实时温度 T=125*电压
值）转换成实时温度值与设定值比较，当大于等于上限值时，驱动继电器 JK1 执行制冷操作；
当小于等于下限值时，驱动继电器 JK2 执行制热操作；
摘要：
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Labview智能家居控制系统的硬件与软件设计智能家居是安装有智能家居系统的居住环境，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术集成家居生活设施，构建高效的住宅与事务管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。家居：是指人生活的各类设备，智能：是指自动控制管理。 1 、系统的总体框架系统的总体框图见图1所示。系统通过各类传感器模块采集家居环境的温度、烟雾、空气质量、声光控等安防信息，信号经整型后通过myDAQ数据采集卡传送到Labview监控平台，完成对家居环境参数的显示、分析、存储、报警功能，并根据参数提示对室内家居的温度、烟雾、空...
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作者：闻远设计
分类：其它行业资料
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时间：2024-03-09
