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介紹LabVIEW無線傳感器網絡(WSN)模塊先鋒
發布時間：修改時間：2009/8/25 11:33:59 瀏覽次數：2311

        概覽
        無線通信技術得益于其自由靈活、分布式能力、及低成本等優勢，其應用無處不在。無線傳感器網絡(WSNs)逐漸成為下一波無線技術，支持在大面積的實體系統中實現分布式測量。通過WSNs，您可以更高效地分析從雨林、河流三角洲到橋梁、建筑的健康及安全。WSN由空間分布的測量設備組成，通過傳感器來監測物理及環境條件。除了眾多無線測量節點，WSN系統還包括網關，用于收集數據并提供與PC或嵌入式控制器主機應用程序的連接。
        為了有效使用這項潛力巨大的技術，首先必須克服相關問題所帶來的挑戰，如配置及管理數據采集、有效分析采集數據、存儲數據用于進一步分析、將數據顯示于用戶端的有效方法。工程師和科學家在過去20年內通過NI LabVIEW應對上述挑戰，LabVIEW是一款圖形化編程環境，用于采集、分析、顯示數據。多年來，LabVIEW還添加了實時系統編程，現場可編程門陣列(FPGA)、ARM微處理器等能力。現在，通過LabVIEW無線傳感器網絡(WSN)模塊先鋒，用戶可以使用LabVIEW直觀的圖形化編程方法來編程NI WSN節點。最終獲得的嵌入式軟件能幫助用戶延長電池壽命，實現自定義分析，并通過嵌入式決策縮短響應時間。
        目錄
        1.使用圖形化編程快速開發的優勢
        2.延長電池壽命
        3.實現自定義分析
        4.通過嵌入式決策縮短響應時間
        5.降低成本并提高性能
        6.相關資源
        使用圖形化編程快速開發的優勢
        對無線傳感器節點編程傳統上是需要具有嵌入式系統的知識，還要能夠理解供應商所選用的特定的基于文本的編程語言。通過LabVIEW WSN Pioneer，您可使用相同的已成為工業開發采集、處理數據應用標準的圖形化編程方法來向NI無線傳感器節點添加智能性。LabVIEW WSN Pioneer還可靈活地將C代碼與圖形化代碼直接結合，并在節點上運行，從而可實現算法重用。

        LabVIEW WSN Pioneer極大地簡化了創建NI WSN測量節點的嵌入式應用過程，正如上述LED以1Hz的頻率閃爍的案例
        LabVIEW WSN Pioneer包括基本的LabVIEW編程結構，如while循環、for循環、及case結構。它還具有浮點數學和分析功能，無需太過深入理解整型和定點型數據類型。此外，LabVIEW WSN Pioneer提供雙曲線、指數、三角等函數，以及字符串操作函數，該函數可自定義傳回主電腦的用戶信息。
        開發中只需鼠標點擊，即可通過無線網絡實現節點上應用的編譯及部署，快速實現開發和測試。此外，在系統部署中無需指派技術人員到現場手動加載新應用程序，從而降低了無線系統的維護成本。
        NI WSN測量節點由TI MSP430微控制器控制，該微處理器針對低功耗、長時間使用部署進行了優化，而非優化處理器速度、存儲器、計算能力。由于對功耗的優化，NI WSN節點相比于其它嵌入式LabVIEW目標來說具有有限的性能。這種有限的性能正是LabVIEW WSN被稱為先鋒模塊的理由。舉例來說，LabVIEW WSN Pioneer不包括LabVIEW調試特性，如高亮執行及運行中的單步調試。然而，您可以發送、接收往來節點的基于字符串的用戶信息，用于調試部署的應用。同時，LabVIEW WSN Pioneer只支持順序執行，所以并行LabVIEW結構不能并發執行。由于節點僅有有限資源，所以只支持三角、指數及雙曲分析函數；然而，用戶可通過浮點數學函數創建用于LabVIEW WSN Pioneer的自定義函數。
        延長電池壽命
        默認情況下，未編程的節點將每個采樣以一定采樣率發送至網關，故電池的壽命與采樣率直接相關。在LabVIEW WSN Pioneer中添加智能可自定義節點行為，通過控制采樣率，并設置何時傳輸數據來延長電池壽命。
        節點的無線電是主要的功率消耗因素，因此，如果應用中無需將每個采樣都傳送到網關，那么，只傳送需要的和有意義的數據將能極大地延長電池壽命。常用的傳輸準則包括門限值或死區百分比。此外，還可通過求均值及使用浮點數學函數來減少節點處的數據等方法來減少傳回主機的采樣數量。
        您還可以通過創建邏輯來優化特定操作環境或網絡要求下的節點行為，以達到延長電池壽命的目的。舉例來說，如果電池電壓降至臨界值，您可通過編程讓節點通知操作人員，并降低采樣及傳輸率，使節點保持休眠狀態直到有事件發生，這與輪詢機制相比極大地節省了功耗。
        In addition, you can use LabVIEW WSN Pioneer to handle digital value change event detection on the node. When you configure a digital input for event detection, the node can sleep until an event occurs, providing significant power savings when compared to polling.
        實現自定義分析
        LabVIEW WSN Pioneer允許用戶將原始采集數據轉換為有意義的信息。舉例來說，傳感器測量的原始電壓可直接在節點處轉換為工程單位。這就提供了一定程度的抽取，無需再由主機應用程序來重新對從節點測量到的數據進行變換。此外，節點靈活的本地轉換能力允許使用更多直觀的功耗敏感型算法，支持基于門限值或死區準則的數據有條件的傳輸。
        由于未編程的NI WSN測量節點會將每個采樣傳回網關，未編程節點的最大采樣率受限于每個采樣傳輸至網關的時間。通過LabVIEW WSN Pioneer對節點編程，可提升模擬及數字采樣的性能，通過批量傳輸來避免由于傳輸每個采樣的額外開銷。使用浮點數學運算及分析，您可以對獲得的數據進行處理，提取并傳輸要的信息至網關。
        通過嵌入式決策縮短響應時間
        通過LabVIEW WSN Pioneer可在NI WSN測量節點上實現嵌入式決策，此時無需通過主機電腦或嵌入式控制器傳輸激勵及響應，而是自動做出決策。您可使用NI WSN 測量節點上的數字輸出線路來驅動繼電器，實現簡單的開/關控制。舉例來說，當溫度超過閾值后啟動風扇的決定可嵌入到節點中，此時無需與主機交互，從而省去了響應時間、提升了可靠性。
        降低成本并提高性能
        LabVIEW WSN Pioneer通過快速開發來幫助用戶節省成本，同時提高了性能及靈活性。自定義NI WSN測量節點能夠延長了電池壽命，實現定制分析，并通過嵌入式決策縮短響應時間。
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