0 引 言

　　在暖通空調領域，隨著測試技術的發展及測試要求的不斷提高，一些具有與計算機直接通信功能的高精度溫濕度測試儀表已經在科研和工程中被廣泛運用。然而對于整個測試系統而言，單個儀器本身存在一些限制：儀器本身只能顯示某一時間點的數據，不能看到參數的實時變化趨勢；儀器本身缺乏數據處理能力，而某些測試場合需要不同測量儀表所測參數進行計算而得出有利用價值的分析指標，比如PMV(預測平均評價)、PPD(預測不滿意百分比)；受儀器本身記憶卡內存的限制，儀器只能存儲有限量個數據。與此同時，各個品牌的儀表與計算機通信的方式不完全相同，有RS 232串行通信、GPIB總線通信等。因此，如何把這些儀表整合到同一個平臺上，開發一個功能強大的綜合測試系統已成為一個新的工程應用方向。

　　1 室內溫濕度測量儀表

　　本設計采用一款多功能的室內氣流測量儀表，通過選擇不同的探頭，測量溫度、濕度、風速、風壓、風量、二氧化碳濃度、濕球溫度、露點溫度及水蒸氣含量等參數。儀表自身帶有信號輸出功能，通過USB或者RS 232接口可以直接與計算機進行通信。但是在整個測試系統中，還需要與其他測量儀器所測試參數結合在一起進行分析，系統軟件LabVIEW就能滿足這個要求。

　　2 LabVIEW的優點與運用

　　LabVIEW是美國國家儀器公司推出的創新軟件產品，是目前應用最廣、發展最快、功能最強的圖形化軟件開發集成環境，被視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。它既可以通過波形圖像動態實時地顯示儀器測得的數據，又可以實時分析處理波形，顯示數據，得到用戶最終需要得到的各種參數，從而避免等到采集結束后需要通過其他的軟件來進行數據處理的問題。

　　LabVIEW軟件最大的特點是，可以把不同通信協議與通信方式的儀器綜合地開發到同一平臺上，其包含了各種儀器通信總線標準的功能函數，不僅提供數百種不同接口測試儀器的驅動程序，還支持VISA，SCPI和IVI等最新的程序軟件標準，為用戶設計開發不同的先進測試系統，提供軟件支持。本設計通過應用Lab-VIEW的 VISA節點，設計一種USB串口通信程序。

　　3 熱舒適測試系統

　　本設計的目標是通過溫濕度、風速等測試儀表采集實時數據，通過對數據的分析計算，得出熱舒適的PMV和PPD，設計原理如圖1所示。要實現該功能，首先必須解決數據采集問題，即儀器與LabVIEW之間的通信程序；其次是要編寫計算PMV與PPD的程序。

　　3.1 測量儀器與LabVIEW的通信

　　LabVIEW中的 VISA節點用于串口通信。通過LabVIEW中VISA函數實現串口初始化、串口寫、讀、檢測并清空緩存、關閉來實現儀器與LabVIEW通信。在程序運行時，測量儀器設置為USB連接。程序運行時可以通過循環間隔時間設置采集時間間隔。

　　3.2 數據的記錄

　　通過文件 I／O函數進行采集數據的記錄與保存。通過打開、格式化、寫入、關閉文本來實現采集數據的記錄。

　　3.3 數據的在線顯示

　　通過生成表格和波形圖來顯示在線數據。由于電子表格和波形圖輸入必須是數值，而讀取緩沖區的數據是字符串，在程序設計時必須對字符串與數值進行轉換，才能在波形圖中顯示。

　　3.4 PMV與PPD程序設計

　　通過反應人體對熱平衡的偏離程度的人體熱負荷得出PMV指標，計算公式如下：

　　式中：M為人體能量代謝率(單位：W／m2)；W為人體所做機械功(單位：W／m2)；Pa為人體周圍水蒸氣分壓力(單位：Pa)；ta為人體周圍空氣溫度(單位：℃)；fcl為服裝面積系數；tcl為衣服外表面溫度(單位：℃)；tr為平均輻射溫度(單位：℃)；hc為對流換熱系數(單位：W／(m2·K))；Icl為服裝熱阻(單位：m2·℃／W)；var為平均風速 (單位：m／s)。

　　針對以上五個公式，運用LabVIEW編寫PMV，PPD計算程序。由式(2)可知，tcl的計算是一個迭代過程，它通過LabVIEW中While循環結構實現；hc，fcl通過條件結構進行判斷，最后將式(2)～式(4)代入式(1)求出PMV。具體程序如圖2所示。

　　為了驗證程序的正確性，運用Matlab編寫相同的計算程序，與LabVIEW計算結果比較。通過一天測試的結果，比較曲線如圖3所示。由圖可看出，不管是變化趨勢，還是各個測試時刻的數據點都完全吻合。由此得出，LabVIEW的數據后期處理功能強大且穩定。