CSDN话题挑战赛第2期
参赛话题：学习笔记

博客写作背景----项目中解决的问题

最近遇到一个基于TCP/IP网络的远程智能物联网系统，采用Arduino Uno控制器作为下位机，采用LabVIEW作为远程监控软件，两者通过网络实现通信。初步定为使用labview编写上位机程序进行处理。为啥用labview呢，因为LabVIEW是美国国家仪器公司（NI）的创新软件产品，其全称是实验室虚拟仪器工程平台（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），是一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的测试系统软件开发平台。LabVIEW并不局限于虚拟仪器的开发，它的作用是为大型复杂测试系统提供通用的软件开发平台。目前，LabVIEW已经成为测试领域应用最广泛和最有前途的软件开发平台之一。

- 项目中解决的问题

于TCP/IP网络的远程智能物联网系统，采用Arduino Uno控制器作为下位机，采用LabVIEW作为远程监控软件，两者通过网络实现通信。

- 做题思路

提示：LabVIEW上位机部分需要完成以下功能：1）当家用电器的开关触发时，向下位机Arduino控制器发送指定厨房电器的状态切换命令，Arduino控制器通过W5100模块读取上位机的命令，进而控制固态继电器模组的闭合和断开，实现指定家用电器的打开/关闭；2）当前面板无操作而超时1秒时，依次向下位机Arduino控制器发送温度、煤气浓度、热释电传感器的读取命令，Arduino控制器通过W5100模块读取上位机的命令，读取所需的数据并通过W5100模块上传至LabVIEW上位机软件显示。
LabVIEW前面板分为仪表盘显示、波形图显示和电器开关等部分，仪表盘部分用于显示当前的煤气浓度；波形图显示部分用于显示温度的变化趋势；电器开关部分用于控制各路电器的工作状态。同时，右下角的防盗指示灯显示热释电传感器的状态。
远程家庭监控系统的LabVIEW上位机前面板如图所示。

2.LabVIEW程序框图设计
采用事件结构+超时结构来实现测量和控制两部分，在测量中使用条件结构+枚举的状态机来实现温度、气体浓度和热释电传感器数据的读取，将测量程序划分为3个状态：温度测量、气体检测和防盗指示。
为了更好地实现通信，制定如下的通信协议：帧头+操作码。0x55AA为帧头，操作码0x80为热释电传感器数据的采集，0x81为气体浓度的采集，0x82为温度采集，0x11为第一路继电器闭合，0x10为第一路继电器断开，0x21为第二路继电器闭合，0x20为第二路继电器断开，0x31为第三路继电器闭合，0x30为第三路继电器断开，0x41为第四路继电器闭合，0x40为第四路继电器断开。
LabVIEW上位机超时部分的程序框图如图

在将程序烧写到Arduino Uno控制器之后，用网线将W5100网络模块与计算机连接在同一个路由器的不同的LAN接口，在LabVIEW程序中使用“高亮执行代码”，观察TCP初始化能否成功。如不能，则重启Arduino Uno控制器。另外，在Arduino Uno控制器一端的路由器需要直接与公网相连接，而不是作为二级路由，同时需要设置路由器，使得Arduino Uno控制器的网络IP地址能够被远程的LabVIEW软件所侦听到。