無線傳感器網(wǎng)絡主要由三個部分組成：節(jié)點,、網(wǎng)關和軟件?？臻g分布的測量節(jié)點" title="測量節(jié)點">測量節(jié)點通過與傳感器連接對周圍環(huán)境進行監(jiān)控,。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至網(wǎng)關,，網(wǎng)關可以與有線系統(tǒng)相連接,，這樣就能使用軟件對數(shù)據(jù)進行采集、加工,、分析和顯示,。路由器是一種特別的測量節(jié)點，你可以使用它在WSN中延長距離以及增加可靠性,。

WSN架構

你可以使用NI WSN平臺靈活的創(chuàng)建簡單而獨立的無線監(jiān)控網(wǎng)絡,，也可以創(chuàng)建一個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

對于大多數(shù)的WSN應用來說,，你只需要創(chuàng)建一個基本的網(wǎng)絡架構,，在這個架構中，分布式測量節(jié)點從周圍的環(huán)境中獲得數(shù)據(jù),，然后將測量結果發(fā)送至網(wǎng)關,，如圖1所示。

圖1. 在WSN應用中,，你可以創(chuàng)建一個網(wǎng)絡架構,，在這個架構中，分布式測量節(jié)點收集數(shù)據(jù)并將結果發(fā)送至網(wǎng)關,。

你可以將WSN以太網(wǎng)關連接至基于Windows的控制器或者LabVIEW實時控制器" title="實時控制器">實時控制器,，如圖2所示?；赪indows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實時控制器,，比如NI CompactRIO或其它可編程" title="可編程">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用旁邊。在主控制器上運行LabVIEW軟件就可以對來自傳感器網(wǎng)絡的測量數(shù)據(jù)進行采集,、加工,、分析和顯示。

圖2. 你可以將WSN以太網(wǎng)關連接至基于Windows的控制器或者LabVIEW實時控制器,。

改進你的WSN架構

NI平臺可以幫助你進一步定制和增強WSN架構,。因為以太網(wǎng)連接的靈活性，你可以為你的WSN系統(tǒng)添加其它的設備和功能,，無論是像數(shù)據(jù)庫和服務器這樣的企業(yè)級設備,，還是有線I/O接口、控制系統(tǒng)和第三方WSN產品,。LabVIEW實時模塊允許網(wǎng)關進行嵌入式數(shù)據(jù)記錄和開放式通信,，同時，LabVIEW WSN模塊允許節(jié)點定制和節(jié)點層的本地決策,。

圖3. NI WSN具有硬件定制和軟件改進選項,。

集成LabVIEW可以幫助你增強無線測試系統(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服務可以將你的測量數(shù)據(jù)發(fā)布到Web服務器上,，比如集成在NI 9792上的Web服務器，這樣,，幾乎在任何地方都可以方便地遠程訪問你的WSN,。在這個完整的系統(tǒng)架構中,，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)布到服務器上,，然后就能使用像iPhone或筆記本電腦這樣的無線智能設備方便地遠程訪問這些數(shù)據(jù),。

網(wǎng)關

在NI WSN系統(tǒng)中，網(wǎng)關就相當于一個網(wǎng)絡協(xié)調員,，負責管理節(jié)點認證,，消息緩沖，以及在IEEE 802.15.4無線網(wǎng)絡和有線以太網(wǎng)絡之間建立橋梁,，在以太網(wǎng)絡中,，你可以使用各種NI軟件對測量數(shù)據(jù)進行采集、加工,、分析和顯示,。你可以在WSN中使用多個網(wǎng)關，并通過軟件設置每個網(wǎng)關在不同的無線通道中進行通信,。你可以連接8個WSN終端節(jié)點（在星形拓撲中）或者多達36個WSN節(jié)點（在網(wǎng)狀拓撲中）至WSN網(wǎng)關,。你可以為NI WSN選擇兩種網(wǎng)關。

可編程網(wǎng)關 以太網(wǎng)關

可編程網(wǎng)關

• LabVIEW 實時目標

• 533 MHz 處理器

• 2 GB 板載存儲能力

• 集成Web服務器

• 2.4GHz,，IEEE 802.15.4標準的無線電,，可與NI WSN測量節(jié)點進行通信

NI 9792由LabVIEW實時控制器和WSN網(wǎng)關組成，是實現(xiàn)嵌入式無線數(shù)據(jù)記錄的理想產品,。NI 9792具有雙以太網(wǎng)端口,，使其可與企業(yè)級設備，有線I/O接口,，控制系統(tǒng)或者第三方產品進行通信,。這個高性能工業(yè)級控制器具有533MHz的處理器，2GB的板載存儲能力和2.4GHz的IEEE 802.15.4無線電,，可與多達36個分布式NI WSN測量節(jié)點（在網(wǎng)狀拓撲中）進行通信,。集成的Web服務器可以讓你在WSN系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)進行遠程訪問。

以太網(wǎng)關

• 2.4GHz,，IEEE 802.15.4標準的無線電,，可與NI WSN測量節(jié)點進行通信

• 可通過以太網(wǎng)連接至Windows或LabVIEW實時主控制器

• -30℃到70℃的操作溫度范圍

• 9到30V外部電源供電

NI WSN-9791以太網(wǎng)關是一個傳遞設備，不提供板載存儲功能和編程功能,。以太網(wǎng)關的2.4 GHz,、IEEE 802.15.4標準的無線電能夠收集源自傳感器網(wǎng)絡的測量數(shù)據(jù),，10/100 Mbits/s的以太網(wǎng)端口可靈活連接Windows或LabVIEW實時主控制器,。

測量節(jié)點

NI WSN測量節(jié)點的特點是傳感器的直接連接性，通信的可靠性,，以及工業(yè)評級標準,。測量節(jié)點由電池供電,，4節(jié)AA堿性電池可持續(xù)工作3年，也可以將其與NI戶外外殼結合使用,，從而進行長期的戶外部署,。你可以使用WSN設備的LabVIEW驅動來添加第三方WSN網(wǎng)關和節(jié)點至你的測量系統(tǒng)。每個節(jié)點都提供可編程和不可編程兩種型號,。對于可編程節(jié)點,，可以使用LabVIEW WSN模塊的圖形化編程" title="圖形化編程">圖形化編程環(huán)境定制節(jié)點的行為。查看本文關于軟件的介紹以了解更多LabVIEW WSN的功能,。

模擬輸入測量節(jié)點 熱電偶輸入測量節(jié)點

NI WSN-3202模擬輸入測量節(jié)點

• 4節(jié)AA堿性電池供電

• 長達3年的電池壽命

• 4路模擬輸入通道

• 可選輸入范圍：±10,，±5，±2,，±0.5 V

• 傳感器電源輸出,，20mA時高達12V

NI WSN-3202測量節(jié)點作為一款無線設備，提供4路±10 V模擬輸入通道" title="輸入通道">輸入通道和4路雙向數(shù)字通道,，你可以單獨將各路數(shù)字通道按需要配置為輸入,、漏極輸出或源極輸出。18針螺絲端子連接器可與傳感器直接連接,，設備提供的12 V,、20 mA電源輸出可以直接驅動需要外部電源供電的傳感器。直接使用4節(jié)1.5V,、AA堿性電池為該測量節(jié)點供電,，4節(jié)電池的電量可持續(xù)工作3年，也可采用9 V至30 V的外部電源（需單獨采購）供電,。

NI WSN-3212熱電偶測量節(jié)點

• 4節(jié)AA堿性電池供電

• 長達3年的電池壽命

• 4路電熱偶輸入通道

• 支持J,、K、R,、S,、T、N,、B和E熱電偶類型

NI WSN-3212測量節(jié)點作為一款無線設備,，提供4路24位熱電偶輸入通道和4路雙向數(shù)字通道。你可以單獨將各路數(shù)字通道按需要配置為輸入,、漏極輸出或源 極輸出,。18針螺絲端子連接器可直接連接J、K,、R,、S、T,、N,、B和E型熱電偶,。直接使用4節(jié)1.5V、AA堿 性一次性電池為該測量節(jié)點供電,，4節(jié)電池的電量可持續(xù)工作3年,，也可采用9 V至30 V的外部電源（需單獨采購）供電。

軟件

傳統(tǒng)上,，對無線傳感器節(jié)點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)點添加智能,，這種方法已經成為開發(fā)數(shù)據(jù)采集和處理應用的工業(yè)標準。LabVIEW WSN Pioneer還可靈活地將C代碼與圖形化代碼直接結合,，并在節(jié)點上運行,，從而可實現(xiàn)算法重用。

LabVIEW WSN Module Pioneer

• 延長電池壽命

• 實現(xiàn)自定義分析

• 增加本地采樣率

• 實現(xiàn)嵌入式決策制定

NI LabVIEW無線傳感器網(wǎng)絡(WSN) Module Pioneer拓展了LabVIEW圖形化編程環(huán)境,，可創(chuàng)建和部署嵌入式應用至可編程NI WSN測量節(jié)點,。LabVIEW WSN Module Pioneer可以通過優(yōu)化節(jié)點行為來延長電池使用壽命，也可以在可編程NI WSN測量節(jié)點上實現(xiàn)自定義分析和嵌入式決策的制定,。

使用LabVIEW創(chuàng)建智能無線傳感器網(wǎng)絡

了解如何用NI LabVIEW建立一個完整的無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）系統(tǒng),。你可以添加NI WSN硬件到任何Windows或嵌入式LabVIEW實時系統(tǒng)，從而建立一個完整的集成了有線和無線的測量系統(tǒng),。你同樣可以使用圖形化編程將智能嵌入到NI WSN測量節(jié)點中,。