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LabVIEW的易用型使得我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)完成高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的框圖設(shè)計(jì)

  　The Challenge:

　　測(cè)試大區(qū)域內(nèi)（超過(guò)25 平方英里）的自定義電子設(shè)備，將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行分析及存儲(chǔ)，系統(tǒng)中40 個(gè)數(shù)據(jù)采集單元同步采集數(shù)據(jù)。

　　The Solution:

　　采用USB DAQPad 設(shè)備采集數(shù)據(jù)，定制NI LabVIEW 軟件，數(shù)據(jù)通過(guò)高速無(wú)線接入點(diǎn)中繼（采用802.11g 無(wú)線通信協(xié)議），最終傳輸?shù)街醒隨QL 數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，由NI 硬件的PXI 機(jī)箱監(jiān)測(cè)每個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)的工作狀況。

　　"NI硬件與LabVIEW的高度集成性是實(shí)現(xiàn)軟硬件集成時(shí)的最大優(yōu)勢(shì)。"

　　用戶需要一個(gè)戶外軍用設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)，可在大區(qū)域的惡劣環(huán)境下測(cè)試。數(shù)據(jù)要求同步傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)及后續(xù)觀測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，我們?cè)O(shè)計(jì)了便攜式的無(wú)線接入點(diǎn)（APs），通過(guò)高速無(wú)線LOEA電與網(wǎng)絡(luò)及中央數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通信，速度可達(dá)1 Gb/s。每個(gè)AP 又包含獨(dú)立的本地802.11g 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，同數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)采集單元（DCUs）進(jìn)行通信。

　　測(cè)試

　　DCU 由筆記本電腦或平板電腦與USB NI DAQPad-6015 及無(wú)線802.11g 天線連接組成。DAQPad 性能突出，并具有便攜性、各類(lèi)相關(guān)高速信號(hào)、低成本等優(yōu)勢(shì)。LabVIEW 用于在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)靈活的模塊化硬件。軟件能夠測(cè)量多達(dá)8 個(gè)模擬電壓，讀取或輸出8數(shù)字通道，實(shí)現(xiàn)2 個(gè)計(jì)數(shù)/ 定時(shí)通道，用于事件計(jì)數(shù)、頻率測(cè)量或脈沖列輸出，還能讀取RS232 串口數(shù)據(jù)。LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)連通性工具包與Microsoft SQL Server 結(jié)合，可直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接。

　　每個(gè)AP組成包括高速LOEA無(wú)線電、802.11g 本地網(wǎng)絡(luò)、電源（由大型太陽(yáng)能板及丙烯生成器提供）及健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（保障AP 正常工作）。PXI/SCXI 機(jī)箱的緊湊型及器件高密度性使其成為健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最佳選擇。每個(gè)CXI 機(jī)箱包含：一塊1162HV 模塊，用于讀取高壓數(shù)字信號(hào)；一塊1102 熱電偶模塊，與NI PXI-6251 M 系列MIO DAQ 模塊連接，用于讀取2 個(gè)熱電偶數(shù)據(jù)。

　　一臺(tái)pan-tilt-zoom攝像頭與每個(gè)AP連接，允許中央數(shù)據(jù)處理中心的用戶實(shí)時(shí)觀察每個(gè)AP及其周?chē)h(huán)境。實(shí)際上，我們采用NI PXI-1411IMAQ 模塊從攝像頭采集圖像，通過(guò)PXI 8421/4 RS485 卡控制攝像頭的全方位旋轉(zhuǎn)變焦（pan-tilt-zoom）功能。基于LabVIEW 的內(nèi)置TCP 連接功能，我們建立了中央數(shù)據(jù)中心和每個(gè)AP之間的雙向通信，用于從AP向數(shù)據(jù)中心傳輸壓縮的視頻信號(hào)，同時(shí)從數(shù)據(jù)中心向每個(gè)攝像頭發(fā)送控制命令。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及觀測(cè)

　　中央數(shù)據(jù)處理中心的LOEA 電臺(tái)通過(guò)高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)連接。數(shù)據(jù)庫(kù)由兩個(gè)千兆級(jí)服務(wù)器與運(yùn)行Microsoft SQL Server的主控制器組成。系統(tǒng)總存儲(chǔ)容量約6T。我們采用LabVIEW 及數(shù)據(jù)庫(kù)連接性工具箱創(chuàng)建該應(yīng)用，允許用戶從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取、重組、觀測(cè)數(shù)據(jù)。憑借SQL強(qiáng)大的查詢功能，用戶可以存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，并能快速查找所需數(shù)據(jù)。

　　附加功能

　　應(yīng)用中還包含附加功能，如攝像頭控制器功能、網(wǎng)絡(luò)查詢功能、及AP 健康監(jiān)測(cè)功能。攝像頭控制器讓用戶能夠觀測(cè)任何連接的AP 攝像頭的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程控制攝像頭的全方位旋轉(zhuǎn)及聚焦功能。網(wǎng)絡(luò)查詢功能允許用戶向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送ping 命令，驗(yàn)證設(shè)備是否與網(wǎng)絡(luò)連接。該功能在診斷潛在網(wǎng)絡(luò)連接性問(wèn)題時(shí)非常有用。AP 健康監(jiān)測(cè)功能允許用戶觀察AP 向中央數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而監(jiān)測(cè)AP輸入輸出電壓、功率消耗及溫度。

　　軟件配置性

　　數(shù)據(jù)庫(kù)能幫助用戶獨(dú)立配置每個(gè)DCU 的設(shè)置，并將設(shè)置保存在中央數(shù)據(jù)庫(kù)。這些設(shè)置包括測(cè)試類(lèi)型、每條數(shù)據(jù)采集通道設(shè)置、及數(shù)據(jù)采集速度。由于每次上電后DCU 能從數(shù)據(jù)庫(kù)找回設(shè)置，中央數(shù)據(jù)中心的用戶能在本地修改設(shè)置，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)用戶在惡劣環(huán)境下對(duì)測(cè)試進(jìn)行調(diào)整。

　　LabVIEW 及NI 硬件的優(yōu)勢(shì)

　　NI 硬件與LabVIEW 的高度集成性是實(shí)現(xiàn)軟硬件集成時(shí)的最大優(yōu)勢(shì)。NI-DAQ設(shè)備驅(qū)動(dòng)可快速簡(jiǎn)單地進(jìn)行硬件配置及使用。NI-DAQ的模塊性還允許在我們的DCU及AP中使用相同的軟件，無(wú)需介意DCU 使用的是基于USB 的DAQPads，而AP 使用的是基于PXI 的硬件。唯一需要自己編寫(xiě)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)是攝像頭驅(qū)動(dòng)。考慮到系統(tǒng)采用了多種硬件，這一事實(shí)著實(shí)令人驚嘆。