摘 要

高校的教室承载着高校大部分理论教学的任务。影响高校教学质量有几个重要因素，其中包括生源的质量因素，师资水平的因素，以及教学资源的因素等。其中教学资源因素占据重要的一环，高效率的管理方式对提高教学质量具有重要意义。

另一方面，随着社会人口流动性的提高，高校更加开放，校内的人口成分更加复杂多样，这使得高校安防方面的问题更加突出。改变现有的这种落后的管理方式，是有意义的，而且是必须的。

本次课程设计以此目的出发，旨在设计一种高效的管理系统，提高管理的效率以及广度，将一些无法调控的因素转变为可调控的因素。

本次课程设计以单片机作为下位机，接入光照传感器、温湿度传感器等传感器，实时将光照强度和温湿度模拟信号转变为数字信号传送给单片机。在传感器的种类上还可以根据需要进一步拓展。单片机接收传感器传送的数字信号，与其他硬件信息汇总，通过串口以字符串的形式传送给电脑 。labVIEW作为上位机，通信方式基于VISA标准。调用VISA读取函数，从缓冲区中读取字符串，再通过一系列的函数将字符串转变为有用的信息，控制前面板的虚拟仪器。

同时，在每一次读取数据后，上位机也会检测前面板按钮的状态，将按钮的状态编码后传送给下位机，下位机根据接受到的信息对接入设备进行控制，从而达到在上位机远程控制教室设备的目的。

关键词：labVIEW；VISA；单片机；串口

Abstract

The classroom of colleges and universities carries most of the tasks of theoretical teaching. There are several important factors affecting the teaching quality of colleges and universities, including the quality of students, the level of teachers, and the teaching resources. Among them, teaching resources play an important role, and efficient management is of great significance to improve teaching quality.

On the other hand, with the improvement of social mobility, colleges and universities are more open, and the population composition in Colleges and universities is more complex and diverse, which makes the security problems in Colleges and universities more prominent. It is meaningful and necessary to change the existing backward management mode.

The purpose of this curriculum design is to design an efficient management system, improve the efficiency and breadth of management, and turn some factors that cannot be regulated into controllable factors.

In this course, the SCM is used as the lower computer, which is connected with light sensor, temperature and humidity sensor and other sensors. The analog signals of light intensity and temperature and humidity are converted into digital signals and transmitted to the SCM in real time. The types of sensors can be further expanded as needed. The single chip microcomputer receives the digital signal transmitted by the sensor, collects other hardware information, and transmits it to the computer in the form of string through the serial port. LabVIEW as the upper computer, the communication mode is based on visa standard. Call visa read function, read the string from the buffer, and then change the string into useful information through a series of functions to control the virtual instrument on the front panel.

At the same time, after reading the data every time, the upper computer will also detect the status of the button on the front panel, code the status of the button and send it to the lower computer. The lower computer will control the access equipment according to the received information, so as to achieve the purpose of remote control of the classroom equipment on the upper computer.

Key words: LabVIEW; visa; SCM; serial port

目 录

第1章 绪论 1

1.1 论文选题背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 传感器研究现状 2

1.2.2 嵌入式单片机研究现状 2

1.2.3 虚拟仪器研究现状 3

1.3 课题内容及任务 3

第2章 硬件介绍 4

2.1 系统整体结构设计 4

2.2 系统硬件的选型 5

2.2.1 单片机控制器的选型 5

2.2.2 温、湿度传感器的选型 6

2.2.3 光照强度传感器的选型 8

2.2.4 通信方式的选择 9

2.2.5 监控系统选择 12

2.3 传感器的整体布局 12

2.3.1 布置思路 12

2.3.2 布置方案 13

2.4 整体硬件功能实现 15

2.4.1 单片机最小系统 15

2.4.2 传感器接入方式 16

2.4.3 其他设备接入方式 17

第3章 软件介绍 20

3.1 labVIEW软件介绍 20

3.2 VISA介绍 20

3.3 labVIEW前面板设计 22

3.4 labVIEW后面板设计 25

3.5 整体软件功能实现 28

第4章 总结与展望 29

参考文献 31

第1章 绪论

1.1 论文选题背景

高校教室作为高校教学的载体，是培养应用型人才的重要基地，高校教室设备的齐全和先进与否与教学工作能否安全高效地进行在某种程度上相关联。进入21世纪后，我国国力不断增强，各行各业的竞争日益激烈，许多新兴产业如雨后春笋般冒出。企业竞争力的核心在于人才的竞争力。社会对于高技术人才的质量与数量不断提出新的要求。基于以上社会现状，各高校已经将重心从培养理论型人才开始向培养实践型人才倾斜。各高校不断优化课程结构，加大了对实验、实践教学环节的投入和重视程度，教学规模也随之不断扩大。

而现有的教学体系已经逐渐显露出它的劣势。现有设施相比十年前并没有明显的进步，教学规模的扩大带来的直接后果就是人均教学资源的降低。而现在高校在安防方面的问题日益突出，不断有安防方面的负面新闻暴露在大众视野。这是现在亟待解决的问题，人们渴望出现一种新型的、现代化的、面向未来的管理方式。在这种情况下，智能教室的概念应运而生。