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　　设计软件系统的模块层次结构，设计数据库的结构以及设计模块的控制流程，其目的是明确软件系统"如何做"。这个阶段又分两个步骤：概要设计和详细设计。

　　第一篇

　　1MapX在不同开发环境下应用比较

　　此处列出VisualC++下部分工具对应的参数:miZoomOutTool缩小工具miArrowTool箭头工具miPanTool手掌工具(移动地图)miSelectTool选择工具miRadiusSelectTool圆形选择工具miRectSelectTool矩形选择工具以上为在VisualC++开发环境下的举例。

　　在Labview开发环境下将MapX作为控件插入ActiveX容器[9]中，然后通过设置其属性、调用其方法和响应其事件来实现相应基本工具。

　　地图放大工具实现如图1所示。

　　因为LabVIEW是用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，完成地图放大工具只需要把MapX的CurrentTool的参数(miZoomInTool)和Current-Tool属性节点相连接就可以。

　　此处列出LabVIEW下部分对应的参数，如图2所示。

　　通过比较，发现在LabVIEW开发环境下开发所需要的系统存在着很大的优势，只需要连接相应属性参数图标到相应的属性节点图标，编程较简单，减少了工作量。

　　但是它也存在很多开发困难:1)应用VisualC++，VB，Delphi等开发相关系统属于主流，造成用LabVIEW开发可参照的例程比较少。

　　2)Labview程序设计是基于数据流的，如果忽略这一点会造成意想不到的错误。

　　2系统功能的实现

　　2.1基本工具功能的实现在LabVIEW开发环境下开发相关系统是可行的，MapX提供了几个常用的地图化基本工具，如放大、缩小、漫游、居中等。

　　地图缩小工具的实现:把MapX的CurrentTool的参数(miZoomOutTool)和CurrentTool属性节点相连接，如图3所示。

　　ToolNumber是代表自定义工具的常量，这个值可以是1到999之间的整数。

　　这里创建500来代表测距工具。

　　Type是决定工具行为的ToolTypeConstants值。

　　在这里，指定为使用户可以用该工具拖动鼠标来画直线的miToolTypeLine，常量。

　　Cursor创建为5，它代表miSizeCursor这个常量，地图漫游工具的实现:把MapX的CurrentTool的参数(miPanTool)和CurrentTool属性节点相连接，如图4所示。

　　在这里只列出所需要的基本工具程序，其他的可根据上述程序举一反三。

　　2.2自定义工具功能的实现MapX还支持自定义工具的设计，以满足用户特殊的需要。

　　这里以系统中的测距工具为例介绍自定义工具的设计。

　　测距工具的用途是确定地图上两点之间的距离。

　　创建自定义工具，首先调用CreateCustomTool方法[10]，如图5所示。

　　在CreateCustomTool方法调用过程中，指定了3个必选参数:ToolNumber，Type和Cur-sor。

　　ToolNumber是代表自定义工具的常量，这个值可以是1到999之间的整数。

　　这里创建500来代表测距工具。

　　Type是决定工具行为的ToolTypeConstants值。

　　在这里，指定为使用户可以用该工具拖动鼠标来画直线的miToolTypeLine，常量。

　　Cursor创建为5，它代表miSizeCursor这个常量，意味着当工具被选中时，它会以方向光标的形式出现。

　　CreateCustomTool有3个可选的参数，它们也取CursorConstants，常量值。

　　ShiftCursor指示应在Shift键被按下时出现光标，可选。

　　如果省略，Shift键对光标没有影响。

　　CtrlCursor指示应在Ctrl键被按下时出现光标，可选。

　　如果省略，Ctrl键对光标没有影响。

　　bInfoTips如果想显示infotips，设置为true，默认值为false。

　　当CreateCustomTool方法调用以后，编写实现自定义工具的相应程序。

　　这里主要用到ConvertCoord和Distance两个调用节点。

　　当调用ConvertCoord节点时把屏幕的Horizontal和Vertical坐标传递给ScreenX和ScreenY两个参数;MapX和MapY两个参数设置为0;Direction参数设置为miScreenToMap，这代表把屏幕的坐标转变为地图上的坐标(即经纬度);Distance节点用于计算两个点之间距离，把起点和终点转变地图上相应的坐标传递给X1，Y1，X2，Y2等4个参数就可完成两点间距离的测量。

　　具体实现过程如图6所示。

　　2.3定位功能的实现无线设备GPS定位就是对无线设备采集的GPS数据进行处理，然后在电子地图的基础上进一步完成可视化的过程。

　　无线设备GPS定位系统测试实验在山东理工大学大棚附近进行。

　　每一个无线设备在接收到采集GPS数据命令后，开始采集并且向系统发送GPS数据，然后系统对数据进行处理。

　　这里以设备一为例，由于只需要经纬度两个数据，无线设备发送数据格式为$GPGGA，083435.00，3648.52284，N，11759.33423，E就可满足要求。

　　3648.52284为采集的纬度，表示36°48.52284';11759.33423为采集的经度，表示117°59.33423'。

　　这些数据还统一需要转化成度，如图7所示。

　　首先通过截取字符串函数从索引号17开始截取2个字符为纬度36°，从索引号19开始截取8个为纬度48.52284'，再把把字符串通过分数/指数字符串至数值转化函数转换成数值[9]，48.52284'除以60加上36°得出纬度值为36.808714°;同理得出经度为117.988904°。

　　得出经纬度后把纬度传递给AddSym-bol节点的X参数，经度传递给Y参数。

　　这样就可以在相应的坐标位置以符号的形式显示无线设备了，如图8所示。

　　3监控界面

　　通过无线设备GPS定位系统测试实验，完成了设备一的定位显示，如图9所示。

　　4结论

　　通过现场小规模测试实验得出，利用MapX控件在LabVIEW开发环境下可以快速方便地完成冬枣栽培环境因子监测系统中的无线设备GPS定位功能，效果良好，可以达到VisualC++，VB，PowerBuilder，Del-phi等完成的水平。

　　在以后的使用过程中还可以对其进行功能的追加或者进行功能的修改，使其功能更加的可靠、完善。

　　作者：苏夏侃 杨自栋 单位：山东理工大学 农业工程与食品科学学院

　　第二篇

　　1关键技术

　　1.1模拟滤波电路设计由于测量环境中不可避免的存在各种噪声，为此设计了有源二阶压控低通滤波电路，采用大电阻与小电容结合的方式，搭建了截止频率为31.2kHz的低通滤波器如图5所示，其频率特性如图6所示。

　　从AD8495输出的信号不在0～5V范围内，故设计了二级放大器。

　　1.2数字电路设计的关键技术1.2.1AD转换器信号经过模拟适配电路后需要经过模数转换器转换成数字量，这里运用CC430内部自带的12bitAD转换器。

　　基于温度是一个缓变信号，因此其采样频率较低为25kHz。

　　而CC430的外部高速晶振为26MHz[7-8]，经计算和实验验证其采样频率可达80kHz，满足测量频率的要求。

　　1.2.2无线射频(RF1A)电路设计系统采用CC430作为主控芯片，其将MSP430单片机与CC1101无线射频集成于一体。

　　运用软件SmartRFStudio对RF参数进行仿真[9]，目前国内用的比较多的免费频315MHz和433MHz，315MHz使用较多，易干扰，因此寄存器初始化中心频率设为433MHz。

　　设计中选用SMA接头的全向天线，天线阻抗为50Ω，只要设计相应的天线匹配电路，即可实现无线收发功能。

　　运用软件SI9000对微带线进行了线宽和铜厚设计[10]，设计其线宽为55mil，铜厚为1OZ，经过实验验证，该射频收发模块在中心频率为433MHz，数据传输率为250kbit/s时，在300m以内可以实现准确的数据收发。

　　2软件设计

　　本系统的软件设计主要包括两部分:一是基于CC430的智能型无线温度监测系统控制终端的软件设计;二是上位机监测软件VB的设计[11-12]。

　　2.1控制终端的软件设计基于CC430的智能型无线温度检测系统的下位机控制终端是在IAR环境中采用C语言开发的，控制终端的主程序流程如图7所示。

　　本设计使用的是无协议通信方式，其属于点对点的通信，即两个子系统通信独享一条线路。

　　其发射板和接收板之间采用中断来进行发射和接收，用LED闪烁表示响应，程序流程图如图8所示，其中图8(a)为射频发送程序流程，图8(b)为射频接收程序流程。

　　2.2上位机软件设计上位机软件设计采用VB开发，实现人机操作界面，界面如图9所示。

　　操作界面中显示当前的温度值，有温度上限及下限设置功能，当测量点温度超出阈值范围时，则会有报警，故障灯由绿色变为红色。

　　3热电偶校准与测试数据分析

　　为验证该系统的可靠性及精度，运用便携式干体温度校验炉对该测试系统进行了静态校准，如图10所示。

　　图中左边为K型热电偶的标准源，其测量出的炉内温度显示于左边的显示栏中，右边为实验所用的K型热电偶，热电偶的输出端接至该智能型无线测温系统中，测试结果显示于上位机的界面中，测试数据如表1所示。

　　本次试验的最大误差为0.4℃，精度在±1%以内，满足测试要求。

　　理论上，K型热电偶的输出热电动势与被测温度之间为线性关系，在Mathcad软件中对采集到的数据运用最小二乘法进行曲线拟合，得到K型热电偶的灵敏度和线性度，图11中实线为标准热源的输出热电动势与被测温度间的曲线图，拟合出的方程为:y1=0.009·x+0.2911，灵敏度为0.009V/℃，相关系数为:R2=1，表明该标准温度源的输出热电动势与被测温度之间为线性关系且可靠性高;图中虚线为本测试系统的测试数据曲线图，拟合出的方程为:y2=0.0092·x+0.29，灵敏度为0.0092V/℃，相关系数为:R2=0.9995，与标准热源相比，其线性误差为-0.5%。

　　计算标准系统与被校准系统之间的相关系数，若满足ρ>0.9997则认为本次校准有效并采用该数据。

　　经计算得到:ρ1，2=1满足上述条件，故认为本次校准有效，该被校系统可以使用，满足要求。

　　4结语

　　本文介绍了基于CC430的智能型无线温度监测系统的软、硬件设计，经实验验证:该系统能够准确测量温度，满足设计要求。

　　与参考文献中的系统相比其集成度高、使用方便、功耗低，使用专门的K型热电偶补偿芯片，且对系统进行了校准，提高系统精度;但是，其对温度数据监测是在上位机上实现的，不便于携带，故需要进一步的改进，将其做成便携式智能无线温度监测系统。

　　作者：岳晗 裴东兴 张单位：中北大学电子测试技术国家重点实验室

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