大區域內的無線數據采集系統

　　測試大區域內（超過25 平方英里）的自定義電子設備，將數據無線傳輸到中央數據區進行分析及存儲，系統中40 個數據采集單元同步采集數據。

The Solution:

　　采用USB DAQPad 設備采集數據，定制NI LabVIEW 軟件，數據通過高速無線接入點中繼（采用802.11g 無線通信協議），最終傳輸到中央SQL 數據庫。同時，由NI 硬件的PXI 機箱監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軟硬件集成時的最大優勢。"

　　用戶需要一個戶外軍用設備測試系統，可在大區域的惡劣環境下測試。數據要求同步傳輸到中央數據庫進行存儲及后續觀測。為了實現這個，我們設計了便攜式的無線接入點（APs），通過高速無線LOEA電與網絡及中央數據處理中心的數據庫進行通信，速度可達1 Gb/s。每個AP 又包含獨立的本地802.11g 無線網絡，同數個數據采集單元（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、各類相關高速信號、低成本等優勢。LabVIEW 用于在短時間內開發靈活的模塊化硬件。軟件能夠測量多達8 個模擬電壓，讀取或輸出8數字通道，實現2 個計數/ 定時通道，用于事件計數、頻率測量或脈沖列輸出，還能讀取RS232 串口數據。LabVIEW 數據庫連通性工具包與Microsoft SQL Server 結合，可直接將數據存儲到數據庫，無需復雜的網絡連接。

　　每個AP組成包括高速LOEA無線電、802.11g 本地網絡、電源（由大型太陽能板及丙烯生成器提供）及健康監測系統（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測系統的最佳選擇。每個CXI 機箱包含：一塊1162HV 模塊，用于讀取高壓數字信號;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 個熱電偶數據。

　　一臺pan-tilt-zoom攝像頭與每個AP連接，允許中央數據處理中心的用戶實時觀察每個AP及其周圍環境。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變焦（pan-tilt-zoom）功能。基于LabVIEW 的內置TCP 連接功能，我們建立了中央數據中心和每個AP之間的雙向通信，用于從AP向數據中心傳輸壓縮的視頻信號，同時從數據中心向每個攝像頭發送控制命令。

數據存儲及觀測

　　中央數據處理中心的LOEA 電臺通過高速無線網絡與SQL 數據庫連接。數據庫由兩個千兆級服務器與運行Microsoft SQL Server的主控制器組成。系統總存儲容量約6T。我們采用LabVIEW 及數據庫連接性工具箱創建該應用，允許用戶從數據庫讀取、重組、觀測數據。憑借SQL強大的查詢功能，用戶可以存儲海量數據，并能快速查找所需數據。

附加功能

　　應用中還包含附加功能，如攝像頭控制器功能、網絡查詢功能、及AP 健康監測功能。攝像頭控制器讓用戶能夠觀測任何連接的AP 攝像頭的實時數據，并遠程控制攝像頭的全方位旋轉及聚焦功能。網絡查詢功能允許用戶向網絡設備發送ping 命令，驗證設備是否與網絡連接。該功能在診斷潛在網絡連接性問題時非常有用。AP 健康監測功能允許用戶觀察AP 向中央數據庫發送的實時數據，從而監測AP輸入輸出電壓、功率消耗及溫度。

軟件配置性

　　數據庫能幫助用戶獨立配置每個DCU 的設置，并將設置保存在中央數據庫。這些設置包括測試類型、每條數據采集通道設置、及數據采集速度。由于每次上電后DCU 能從數據庫找回設置，中央數據中心的用戶能在本地修改設置，無需現場用戶在惡劣環境下對測試進行調整。

LabVIEW 及NI 硬件的優勢

　　NI 硬件與LabVIEW 的高度集成性是實現軟硬件集成時的最大優勢。NI-DAQ設備驅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備驅動是攝像頭驅動。考慮到系統采用了多種硬件，這一事實著實令人驚嘆。

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　　Timothy R. Brooks

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