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SLK801壓力變送器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由三個(gè)部分組成：節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和軟件。空間分布的測量節(jié)點(diǎn)通過與傳感器連接對周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可以與有線系統(tǒng)相連接，這樣就能使用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析和顯示。路由器是一種特別的測量節(jié)點(diǎn)，你可以使用它在WSN中延長距離以及增加可靠性。
WSN架構(gòu)
你可以使用NI WSN平臺靈活的創(chuàng)建簡單而獨(dú)立的無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，也可以創(chuàng)建一個(gè)集成了有線和無線測量的完整測試系統(tǒng)，而且只需要用LabVIEW開發(fā)環(huán)境就可以訪問所有的NI平臺。
基本的WSN架構(gòu)
對于大多數(shù)的WSN應(yīng)用來說，你只需要創(chuàng)建一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在這個(gè)架構(gòu)中，分布式測量節(jié)點(diǎn)從周圍的環(huán)境中獲得數(shù)據(jù)，然后將測量結(jié)果發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，如圖1所示。
圖1. 在WSN應(yīng)用中，你可以創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在這個(gè)架構(gòu)中，分布式測量節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。
你可以將WSN以太網(wǎng)關(guān)連接至基于Windows的控制器或者LabVIEW實(shí)時(shí)控制器，如圖2所示。基于Windows的控制器可以是PC，也可以是嵌入式PC，需要安裝基于Windows操作系統(tǒng)的LabVIEW軟件。也就是說，你可以輕松地為任何基于Windows的系統(tǒng)添加無線數(shù)據(jù)記錄功能。如果連接至LabVIEW實(shí)時(shí)控制器，比如NI CompactRIO或其它可編程自動化控制器（PAC），則可以把無線測量放置在有線測量或控制應(yīng)用旁邊。在主控制器上運(yùn)行LabVIEW軟件就可以對來自傳感器網(wǎng)絡(luò)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析和顯示。
圖2. 你可以將WSN以太網(wǎng)關(guān)連接至基于Windows的控制器或者LabVIEW實(shí)時(shí)控制器。
改進(jìn)你的WSN架構(gòu)
NI平臺可以幫助你進(jìn)一步定制和增強(qiáng)WSN架構(gòu)。因?yàn)橐蕴W(wǎng)連接的靈活性，你可以為你的WSN系統(tǒng)添加其它的設(shè)備和功能，無論是像數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器這樣的企業(yè)級設(shè)備，還是有線I/O接口、控制系統(tǒng)和第三方WSN產(chǎn)品。LabVIEW實(shí)時(shí)模塊允許網(wǎng)關(guān)進(jìn)行嵌入式數(shù)據(jù)記錄和開放式通信，同時(shí)，LabVIEW WSN模塊允許節(jié)點(diǎn)定制和節(jié)點(diǎn)層的本地決策。
圖3. NI WSN具有硬件定制和軟件改進(jìn)選項(xiàng)。
集成LabVIEW可以幫助你增強(qiáng)無線測試系統(tǒng)的功能。LabVIEW不僅有常用的高級處理以及可視化功能，而且它的Web服務(wù)可以將你的測量數(shù)據(jù)發(fā)布到Web服務(wù)器上，比如集成在NI 9792上的Web服務(wù)器，這樣，幾乎在任何地方都可以方便地遠(yuǎn)程訪問你的WSN。在這個(gè)完整的系統(tǒng)架構(gòu)中，你可以先使用NI WSN快速而輕松地獲取數(shù)據(jù)，處理之后將其發(fā)布到服務(wù)器上，然后就能使用像iPhone或筆記本電腦這樣的無線智能設(shè)備方便地遠(yuǎn)程訪問這些數(shù)據(jù)。
網(wǎng)關(guān)
在NI WSN系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)就相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)員，負(fù)責(zé)管理節(jié)點(diǎn)認(rèn)證，消息緩沖，以及在IEEE 802.15.4無線網(wǎng)絡(luò)和有線以太網(wǎng)絡(luò)之間建立橋梁，在以太網(wǎng)絡(luò)中，你可以使用各種NI軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析和顯示。你可以在WSN中使用多個(gè)網(wǎng)關(guān)，并通過軟件設(shè)置每個(gè)網(wǎng)關(guān)在不同的無線通道中進(jìn)行通信。你可以連接8個(gè)WSN終端節(jié)點(diǎn)（在星形拓?fù)渲校┗蛘叨噙_(dá)36個(gè)WSN節(jié)點(diǎn)（在網(wǎng)狀拓?fù)渲校┲罻SN網(wǎng)關(guān)。你可以為NI WSN選擇兩種網(wǎng)關(guān)。
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以太網(wǎng)關(guān)
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NI WSN-9791以太網(wǎng)關(guān)是一個(gè)傳遞設(shè)備，不提供板載存儲功能和編程功能。以太網(wǎng)關(guān)的2.4 GHz、IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線電能夠收集源自傳感器網(wǎng)絡(luò)的測量數(shù)據(jù)，10/100 Mbits/s的以太網(wǎng)端口可靈活連接Windows或LabVIEW實(shí)時(shí)主控制器。 測量節(jié)點(diǎn)NI WSN測量節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是傳感器的直接連接性，通信的可靠性，以及工業(yè)評級標(biāo)準(zhǔn)。測量節(jié)點(diǎn)由電池供電，4節(jié)AA堿性電池可持續(xù)工作3年，也可以將其與NI戶外外殼結(jié)合使用，從而進(jìn)行長期的戶外部署。你可以使用WSN設(shè)備的LabVIEW驅(qū)動來添加第三方WSN網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)至你的測量系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都提供可編程和不可編程兩種型號。對于可編程節(jié)點(diǎn)，可以使用LabVIEW WSN模塊的圖形化編程環(huán)境定制節(jié)點(diǎn)的行為。查看本文關(guān)于軟件的介紹以了解更多LabVIEW WSN的功能。 |
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軟件
傳統(tǒng)上，對無線傳感器節(jié)點(diǎn)編程不僅需要編程人員具有嵌入式系統(tǒng)的知識，還要了解供應(yīng)商所選定的某種基于文本的編程語言。但有了LabVIEW WSN Pioneer，你只需要使用同一種圖形化編程方法就可以為NI的無線傳感器節(jié)點(diǎn)添加智能，這種方法已經(jīng)成為開發(fā)數(shù)據(jù)采集和處理應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。LabVIEW WSN Pioneer還可靈活地將C代碼與圖形化代碼直接結(jié)合，并在節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，從而可實(shí)現(xiàn)算法重用。
