NI关于无线传感器网络常见问题解答

时间:2012-06-01 09:01来源: 作者: 点击:

1. 什么是无线传感器网络?

无线传感器网络(WSN)是一款无线网络,其中包含的位置分散的独立设备使用传感器监控物理或环境条件。这些独立设备,或称节点,可结合路由器和网 关创建典型的WSN系统。分布式测量节点可与中央通讯闸(central gateway)进行无线通信;中央通讯闸(central gateway)则连通“联网世界”(wired world),帮助用户收集、处理、分析并显示测量数据。希望扩展WSN中距离和可靠性的用户,可使用路由器获得终端节点(end node)和网关之间的额外通信链接。

2. NI无线数据采集(Wi-Fi DAQ)和NI WSN设备存在哪些差异?

NI无线数据采集(Wi-Fi DAQ)设备通过结合IEEE 802.11b/g无线或以太网通信、直接的传感器连接以及灵活的NI-DAQmx软件,实现着各类远程测量与控制。外部供电型NI Wi-Fi DAQ设备能够以超过50 kS/s的速率对每路通道上连续的波形数据流盘,并提供商用安全性最高的网络(WPA2企业版)。

NI WSN的低功率测量节点不但能凭借4节AA电池运行3年,并能通过部署用于长期远程操作。中央通讯闸(central gateway)使用基于IEEE 802.15.4和ZigBee技术的协议,并能与无线测量节点进行通信,继而通过提供网格路由(mesh routing)功能,拓展网络距离和可靠性。NI WSN系统能够支持较低的数据速率以蓄存能量,能够通过I/O变量轻松接受编程,目前能够容纳热电偶和±10 V测量。

3. NI目前提供哪些WSN产品?

NI WSN平台目前包含NI WSN-9791以太网关和2类测量节点:NI WSN-3202——4通道、16位、±10 V的模拟输入模块;NI WSN-3212——4通道、24位的热电偶输入模块。此外,该产品系列提供各类附件,包括:适合环境监测等应用的IP66外壳。

4. 这些产品有哪些特性?

每个测量节点提供4路模拟输入通道和4路数字通道,可帮助用户将各路通道按需配置为输入、漏极输出或源级输出。具有3个采样点/分钟速率的节点借助 4节AA碱性电池可持续运行3年,而更高功率能耗可提供更高的数据速率。测量节点和以太网关提供-40 °C至70 °C温度范围以及工业冲击与振动评级;其通信借助基于ZigBee的2.4GHz无线,后者可达1000米户外视距。配有9V到30V壁挂式电源的以太网 关,可灵活连接Windows或实时操作系统控制器。

5. NI今后是否提供更多的测量选择?

是的,NI计划继续向WSN技术投资,并提供与当前产品兼容的各类测量节点I/O选项。

6. NI WSN设备使用何种网络协议?

NI WSN协议基于IEEE 802.15.4和ZigBee技术。IEEE 802.15.4通信标准界定着组网模型中的物理和媒体存取控制层,并实现着3个频段(包括:2.4 GHz ISM频段)的通信。ZigBee依照配有网络和应用层的802.15.4标准创建而成,可提供多项功能,如:设备协调、通过网状网络拓扑确保可靠性、创 建指定文件以实现协议的定制与灵活性。NI WSN协议创建在其中的一个ZigBee Profile上,可选择并帮助ZigBee设备加入WSN网络,同时确保与其它ZigBee和2.4 GHz频率网络的兼容。

7. 网络如何接受配置?

NI-WSN软件随附于NI WSN硬件,可帮助用户轻松配置NI Measurement & Automation Explorer (MAX)工具中的网络。MAX的直观用户界面,可添加或删除测量节点并进行无线设置。用户可在设置NI WSN时,将WSN-9791以太网关添加至MAX中“远程系统”的下方,并输入结点序列号将测量节点分配至网关。一经加电或重置,节点便自动重新连接至 指定的网关。若节点无法连接,便会执行1组等待序列(back-off)达55分钟之久。若网关处于离线状态,该方法可蓄存电池能源。

MAX还可查看WSN中的所有节点,以及节点的最后一次通信时间、电池状态、链路质量。此外,MAX提供的界面能够设置ZigBee通道通信、配置网关IP地址、无线式更新测量节点上的固件、通过配置令节点运作与终端设备或网状路由器(mesh router)相同。

8. 我如何从WSN中提取测量数据?

NI-WSN软件提供的无缝LabVIEW集成,有助于用户快速轻松地从WSN中提取测量数据。将NI WSN以太网关加入LabVIEW项目之后,经MAX中网关配置的节点自动装入LabVIEW项目,以便用户迅速访问节点的I/O与属性。用户只需将I /O变量由LabVIEW项目拖放至LabVIEW程序框图,便能实现数据提取、分析和显示。

9. NI WSN设备有哪些供电要求?

测量节点的运行可借助4节1.5 V的AA碱性原电池,或9 V到30 V的外部电源。节点一旦配置为路由器,就必须始终通过网络收发数据,并应该通过外部电源获得供电。只要电源电压在9 V到30 V之间,用户就能够选用NI台式电脑电源以外的其它9 V至30 V电源(如:太阳能电池板或更大电池)。WSN以太网关需要9 V至30 V的外部电源。

10. 我如何知道哪些产品接受了我所在地区或国家的认证?

查看无线产品认证文档,确定哪些产品接受了您所在地区的使用认证。

本文由中国测控网编辑整理