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LabVIEW的易用型使得我們在短時間內(nèi)完成高速無線網(wǎng)絡(luò)的框圖設(shè)計

  　The Challenge:

　　測試大區(qū)域內(nèi)（超過25 平方英里）的自定義電子設(shè)備，將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)區(qū)進行分析及存儲，系統(tǒng)中40 個數(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)通過高速無線接入點中繼（采用802.11g 無線通信協(xié)議），最終傳輸?shù)街醒隨QL 數(shù)據(jù)庫。同時，由NI 硬件的PXI 機箱監(jiān)測每個無線接入點的工作狀況。

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

　　用戶需要一個戶外軍用設(shè)備測試系統(tǒng)，可在大區(qū)域的惡劣環(huán)境下測試。數(shù)據(jù)要求同步傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫進行存儲及后續(xù)觀測。為了實現(xiàn)這個，我們設(shè)計了便攜式的無線接入點（APs），通過高速無線LOEA電與網(wǎng)絡(luò)及中央數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)庫進行通信，速度可達(dá)1 Gb/s。每個AP 又包含獨立的本地802.11g 無線網(wǎng)絡(luò)，同數(shù)個數(shù)據(jù)采集單元（DCUs）進行通信。

　　測試

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

　　每個AP組成包括高速LOEA無線電、802.11g 本地網(wǎng)絡(luò)、電源（由大型太陽能板及丙烯生成器提供）及健康監(jiān)測系統(tǒng)（保障AP 正常工作）。PXI/SCXI 機箱的緊湊型及器件高密度性使其成為健康監(jiān)測系統(tǒng)的最佳選擇。每個CXI 機箱包含：一塊1162HV 模塊，用于讀取高壓數(shù)字信號；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 個熱電偶數(shù)據(jù)。

　　一臺pan-tilt-zoom攝像頭與每個AP連接，允許中央數(shù)據(jù)處理中心的用戶實時觀察每個AP及其周圍環(huán)境。實際上，我們采用NI PXI-1411IMAQ 模塊從攝像頭采集圖像，通過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，同時從數(shù)據(jù)中心向每個攝像頭發(fā)送控制命令。

　　數(shù)據(jù)存儲及觀測

　　中央數(shù)據(jù)處理中心的LOEA 電臺通過高速無線網(wǎng)絡(luò)與SQL 數(shù)據(jù)庫連接。數(shù)據(jù)庫由兩個千兆級服務(wù)器與運行Microsoft SQL Server的主控制器組成。系統(tǒng)總存儲容量約6T。我們采用LabVIEW 及數(shù)據(jù)庫連接性工具箱創(chuàng)建該應(yīng)用，允許用戶從數(shù)據(jù)庫讀取、重組、觀測數(shù)據(jù)。憑借SQL強大的查詢功能，用戶可以存儲海量數(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)測功能。攝像頭控制器讓用戶能夠觀測任何連接的AP 攝像頭的實時數(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)連接性問題時非常有用。AP 健康監(jiān)測功能允許用戶觀察AP 向中央數(shù)據(jù)庫發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，從而監(jiān)測AP輸入輸出電壓、功率消耗及溫度。

　　軟件配置性

　　數(shù)據(jù)庫能幫助用戶獨立配置每個DCU 的設(shè)置，并將設(shè)置保存在中央數(shù)據(jù)庫。這些設(shè)置包括測試類型、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，無需現(xiàn)場用戶在惡劣環(huán)境下對測試進行調(diào)整。

　　LabVIEW 及NI 硬件的優(yōu)勢

　　NI 硬件與LabVIEW 的高度集成性是實現(xiàn)軟硬件集成時的最大優(yōu)勢。NI-DAQ設(shè)備驅(qū)動可快速簡單地進行硬件配置及使用。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。唯一需要自己編寫的設(shè)備驅(qū)動是攝像頭驅(qū)動。考慮到系統(tǒng)采用了多種硬件，這一事實著實令人驚嘆。