基于LabVIEW的智能家居报警系统（多线程、队列）

    昨天晚上，帮师弟用LabVIEW做了一个智能家居报警系统的上位机软件，挺好玩的，虽然功能不多、结构也简单，但是，所用到的技术对于学习LabVIEW的人来说很重要。

    首先，贴出前面板的图片来。单片机向上位机发送的帧格式为：0x0A+3字节的温度数据+0x0B+4字节的烟雾浓度数据+0x0C+1字节的开关门信号（总共11个字节），发送的波特率为9600，发送周期为200ms。上位机采集软件每隔10ms（就是前面板上的队列循环周期）从串口缓存区里读取11个字节的数据，然后将其进行解析和显示。

图1 软件的前面板截图

然后，再把程序框图一一给大家亮出来。

 图2 串口配置和串口收/发的程序图

    如图2所示，VISA每隔10ms从串口缓存区读取11个字节的数据，然后将数据送入串口接收数据队列中。这里采用的是生产者-消费者模型的循环结构，读串口采用的是生产者循环结构，解析数据采用的是消费者循环结构。

图3 数据解析和数据显示部分的程序图

    如图3所示，消费者循环用于解析数据，根据0x0A、0x0B、0x0C三个属性字节分别对温度值、烟雾浓度值以及开关门信号进行解析和显示，波形显示采用的是波形图表，温度值可通过温度计显示，烟雾浓度可通过指针式仪表盘显示，显示效果直观、大方。

图4 声音报警部分的程序图

    如图4所示是声音报警部分的程序图，上半部分是温度报警程序，报警声音持续时间为2秒钟，报警声频率为3KHz；下半部分是烟雾浓度报警程序，报警声音持续时间为1秒钟，报警声频率为1KHz。由于声音报警持续的时间为1~2秒钟，如果将报警程序放在解析数据的那个大循环里，则会导致大循环的执行被延迟1~2秒钟，因此，必须将报警程序提出来单独写，从而使之变成了两个独立运行的线程。

    以上就是对本软件的介绍，本软件依然存在一些小BUG，比如说：有时候第一次启动这个软件后，串口读到的数据帧并不是0x0A+3字节的温度数据+0x0B+4字节的烟雾浓度数据+0x0C+1字节的开关门信号，通过探针我看到的是1字节的开关门信号+0x0A+3字节的温度数据+0x0B+4字节的烟雾浓度数据+0x0C，开关门信号跑到帧首去了，出现了断帧的现象。这个结果是由设置串口每次读取11个字节引起的，当串口缓存区里的字节数大于11时就会出现这种结局，因此，需要在开启软件之后对串口缓存区进行清除操作，并且要求读串口的速率大于单片机发送数据的速率。