暖体假人恒温控制软件设计
发布时间:2019-09-16 16:46
暖体假 人 是 模 拟 人 体与 环 境 间 热交 换 过 程 的 仪器 设备 ， 用 来模 拟 人 体非 蒸 发 散 热 过 程 ， 代替真 人 进行 服 装 热 学 分 析 实 验 研 究 。 近 年 来 ， 美 国 、 加 拿 大 、瑞典 、 芬 兰 、 德 国 、 丹麦 、 日 本等 国 家的有关研究 单 位相 继 开 发 了 干 热 暖体假 人 、 出 汗 暖体假人 、 可 呼 吸 暖体假 人 、 可 浸 水 暖 体 假 人 以 及 出 汗 暖体假 头 、 假 手 、假 脚等测 试 设备 ， 避 免 了 人 体实 验 中生 理 、 心 理 因 素等个体差 异 的 影 响 ， 实 验 结 果 准 确 ， 可 重 复 性 好 ， 并可 在真 人 无 法 试 验 的极 端条件下 进 行 服装 的热学 性能测 试 实 验 。
1 软 件 设 计 思 想
暖 体假 人 恒 温 控 制 软 件 是 暖 体 假 人 控 温 系 统 的重 要 组 成 部 分 。 该 软 件 采 用 V B 5 . 0 这 一 强 大 的 面向 对 象 程 序设 计 语 言 ， 充 分 运 用 其 丰 富 的 窗体 、 控 件及其属 性 、 方 法 、 事 件 ， 对 假 人 系 列 设 备 进 行 实 时 数据 采 集 、 调 控 和 管 理… （暖 体 假 人 测 试 系 统 构 成 见图 1）。
暖体假 人 恒 温 控制 即 是 实 现 假 人 皮 肤 表 面 温 度的恒 温 控制 ， 其 闭 环 控制 过 程 如 图 2 所 示 。
为 实 现 上 述 闭 环 控 制 过 程 ， 要 求 对 假 人 皮 肤 表面 温 度 进 行实时采集 和 热 流 调 控 。 本 软件 主 体采用V B 5 . 0 高 级 程 序 设 计 语 言 ， 同 时 引 入 V C 语 言 编 制输 入 、 输 出 接 口 文 件 并 通 过 软 件 接 口 实 现 V B 与 v c程序 设 计 语 言的 连 接； 运 用 A c c e s s 数 据 库 对 采 集 数据进 行 管 理 ；用 标 签 控 件 与 A c c e s s 数 据库 进 行 数据绑定 ， 实 现 参数 的 实 时 显 示 。 软 件 系 统 实 现 的 主 要功 能 如 图 3 所 示 。
2 软 件 系 统 程 序 设 计
2 . 1 软 件 系 统 流 程 图
暖 体 假 人 测 试 系 统 的 恒 温 控 制 过 程 分 为 升 温 、调 温 和 平 衡 3 阶 段 ， 不 同 控 制 阶 段 ， 本 软 件 采 用 了 不同 的 热 流 调 控模 型 。 软 件 系 统 流 程 图 如 图 4 所 示 。
2 . 2 软 件 系 统 运 行 环 境
硬 件 要 求 ：8 0 4 8 6 处 理 器 及 以 上 ； V G A 显 示 器；鼠 标 器 ；8 M 以 上 R A M ； 过 程 输 入 输 出 控制 器 、 R / V 变送 器 、 程 控 电 压 源 、 传 感 器 、 电 缆 线 等 。 软 件 要 求 ：W i n d o w s 9 8 或 9 5 中 文 平 台 。
2 . 3 主 要 窗 体 及 功 能
软 件 系 统 设 计 的 主 要 窗 体 及 功 能 见 表 1 。
2 . 4 子 程 序 及 功 能
子 程 序 及 功 能 列 于 表 2 。
3 关 键 设 计 技 术
暖体假 人 恒 温控制软件的 关键设计技术 主要 是信号检测 与 动态 连接库 的 设计 、 实时热流调 控 、 数据库与 数 据 绑 定 控 件的 无 缝连 接 和 数 据管 理 。
3 . 1 信 号 检 测 与动 态 连 接 库 的 设 计
暖 体 假 人 恒 温 控制 测 试 系 统 首 先 要 对 假 人 皮 肤温度 和 环 境参数 进 行 实 时 采 集 ， 其 中 暖体表 皮 温 测试点 为 4 0 点 ， 环 境参 数 测 试 点 为 1 0 点 。 要 实 现 多点信号 的 实 时 快 速 采 集 ， 本 软 件 运 用 V C 语 言 实 时性强 的特点 ， 设 计 了 信 号 实 时 采 集 程 序 并制作 成 动态连 接 库n 1， 这 样 本 软 件 系 统 就 充 分 发 挥 了 V B 语言的 高级 数 据 管 理 功 能 与 V C 语 言 的 实 时 性 特 点 ，解 决 数 据 信 号 的 快 速 采 集 问 题 。
3 . 2 实 时 热 流 调 控
热流 调 控 是 暖体假 人恒 温 控制 系列 设备实 现 服装热 阻 测 试 和 真人 皮 温 变化 过 程模 拟 的关 键 。 在 热流 调 控 软件设 计 时 ， 依据 理 论 研 究 得 到 的 低 温 下 人体热 反 应 基 本模型 、 实 时 采 集 、 皮 温 信号 和 假人 本 体不 同加 热 段 的 电 阻 ， 计算 出 使 假 人 升 温 和 保 持 动 态热平 衡 状 态 所 需 实 时 供 热 流 和 对 应 的 电 压 值 ， 启 动D / A 转 换 器 ， 实 现热 流 的 闭 环 实 时 调 控 。
3 . 3 数 据 库 与 数 据 绑 定 控 件 的 无 缝 连 接由 于 暖 体 假 人 恒 温 控制 测 试 系 统需 对 大 量 的 原始 数 据 进 行 实 时 采集 处 理 ， 在 软 件 设 计 上 ， 选 择 V B语 言提 供 的 D a t a 控件 ， 将 实 时 采 集 和 计 算 结 果 设 计成数 据库 的 不 同 表 单 ， 运 用 其 U pd a t a 、 R e f r e s h 等 方 法对 数 据 库 进 行 更 新 和 操 作 ， 同 时 选 用 标 签 控 件 ， 设 定其 D a t a s o u r c e 和 D a t a fi eld 属 性 与 D a t a 控 件 进 行 无 缝连 接 ， 成 功 实 现 了 数据库 的 实 时 访 问 。
3 . 4 数 据 管 理
暖 体 假 人 恒 温 控 制 测 试 软 件 要 实 现 数 据 的实 时采集 、 热 流 调 控 、 实 验 过 程 参 数 的 实 时 修 改 、 测 试 指标 的 计算 、 显 示 、 打印 以 及 不 同 试 验 制 式 的 选 择 等 多种 功 能 ， 本 系 统 软件设 计 了 定 时 器 、 标 签 、 图 片 框 、 滚动条 、 按 钮 、 对 话 框 等 常 用 基 本 控 件 对 象 ， 编 制 了 应用 程 序代 码 ， 实 现 了 数据 的 分 时 处 理 与 共 享； 并 设 计制 作 了 不 同 的 窗 体 ， 创 造 出 友 好 的 用 户 界 面 ， 使 整 个软 件 系 统 具 有 良好 的 可 视 性 及 可 靠 性 。
4 结 束 语
暖 体假 人 恒 温 控 制 系 统 运 行 试 验 表 明 ， 该 系 统运 行 稳 定 、 性 能 可 靠 、 功 能 齐 全 、 可 操 作 性 好 ， 该 软 件系 统 的 特 点 主 要 是 ：
1 ． 实 时 性 。 系 统 选 用 W i n 9 5 或 W i n 9 8 中 文 版为操作 平 台 ， 其 提 供 的 多线 程 式 多 任务 处 理 能 力 ， 能够满 足 本 控 温 系 统 的 数据采 集 和 控 温输 出 两 部 分 控制 实 时 性 要 求 。
2 ． 面 向 对 象 的 编 程 。 系 统 采 用 面 向 对 象 的 现代程 序设 计 思 想 ， 有 别 于 传 统 的 结 构 化 设 计 思 想 。程序由 一 系 列 的 窗 体( F o r m ) 、 模 块( M o d u l e ) 及 子 程序( S u b) 组 成 ， 易 于 软 件 的 集 成 ， 便 于 添 加 新 的 功 能 ，同 时 具 有 较 强 的 可 移 植 性 。
3 ． 数 据 库 的 使 用 。 系 统 通 过 V B 提 供 的 D A O( D a t a A c c e s s O bj e c t) 对 象 库 对 控 温 数 据 以 A c c e s s 数据库 的 方 式 进 行 保存 及 访 问 ， 便 于 对 数 据 的 保 存 、 查询 、 检索 等 数 据 操 作 。
4 ． 菜 单 的 使 用 。 全 汉 化 菜 单 ， 层 层 引 导 ， 步 步提 示 ， 具 有 良好 的 可 视 性 及 操 作 性 。
5 ． 动 态 连 接 D L L( D y n a m i c Li n k Lib r a r y) 的 运 用 。系 统 的模 入／模 出 部 分 被 编 译 成 D L L 动 态 连 接 库 ，由 系 统 调 用 完成输 入／输 出 过 程 ， 提高 了 对 资 源 的共享 性 。
6 ． 容 错 能力 。 在 软 件 的 编 制 过 程 中 ， 增 加 了 很多 自 我保 护 功 能 ， 对 无 效 的 采 集 数 据 及 输 出 作 了 适当 的 调 整 ， 并 给 出 了 系 统 提 示 ， 同 时 对 误 操 作 也 能 作出 正 确 的 反 应 。
