什么是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）？

無(wú)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�？臻g分布的測(cè)量節(jié)點(diǎn)通過(guò)與傳感器連接對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)無(wú)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(duì)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(cè)量節(jié)點(diǎn)，你可以使用它在WSN中延長(zhǎng)距離以及增加可靠性。

WSN架構(gòu)

你可以使用NI WSN平臺(tái)靈活的創(chuàng)建簡(jiǎn)單而獨(dú)立的無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，也可以創(chuàng)建一個(gè)集成了有線和無(wú)線測(cè)量的完整測(cè)試系統(tǒng)，而且只需要用LabVIEW開發(fā)環(huán)境就可以訪問(wèn)所有的NI平臺(tái)。

基本的WSN架構(gòu)

對(duì)于大多數(shù)的WSN應(yīng)用來(lái)說(shuō)，你只需要?jiǎng)?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(cè)量節(jié)點(diǎn)從周圍的環(huán)境中獲得數(shù)據(jù)，然后將測(cè)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(cè)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(shuō)，你可以輕松地為任何基于Windows的系統(tǒng)添加無(wú)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(dòng)化控制器（PAC），則可以把無(wú)線測(cè)量放置在有線測(cè)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(duì)來(lái)自傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)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(tái)可以幫助你進(jìn)一步定制和增強(qiáng)WSN架構(gòu)。因?yàn)橐蕴�網(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(wú)論是像數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器這樣的企業(yè)級(jí)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(wú)線測(cè)試系統(tǒng)的功能。LabVIEW不僅有常用的高級(jí)處理以及可視化功能，而且它的Web服務(wù)可以將你的測(cè)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(wèn)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(wú)線智能設(shè)備方便地遠(yuǎn)程訪問(wèn)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(wú)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(duì)測(cè)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(guò)軟件設(shè)置每個(gè)網(wǎng)關(guān)在不同的無(wú)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)。