《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Wi-Fi DAQ常見問題解答

2009-02-27
作者：美國國家儀器

概要

性能

安全

軟件

服務(wù)與支持

概要

什么是Wi-Fi數(shù)據(jù)采集？

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集是基于PC的數(shù)據(jù)采集的擴展，使用在不方便或無法進行布線的測量應(yīng)用中。NI Wi-Fi數(shù)據(jù)采集(DAQ)設(shè)備結(jié)合了IEEE 802.11無線協(xié)議、以太網(wǎng)通信、直接傳感器連接以及NI LabVIEW軟件的靈活性，用于電子、物理、機械和聲音信號的遠程監(jiān)督。Wi-Fi數(shù)據(jù)采集為NI C系列測量和控制模塊引入了兩個新型載體。NI WLS-9163是一個單模塊C系列載體，提供了與主機PC之間的802.11 b/g和以太網(wǎng)連接，ENET-9163是只帶有以太網(wǎng)連接的單模塊載體。C系列模塊提供了直接傳感器連接和多種測量的內(nèi)置信號調(diào)理，其中包括溫度、應(yīng)變、加速度、電流和電壓。他們可以在多種測量和跨平臺的控制應(yīng)用中互換使用，其中包括NI CompactDAQ、CompactRIO和單模塊USB載體。您可以分開購買WLS-9163載體和C系列模塊，或者作為WLS-9xxx設(shè)備一起購買。

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集和無線傳感器(節(jié)點)之間有什么不同？

與大多數(shù)無線傳感器或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不同，Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備需要將數(shù)據(jù)流連續(xù)地傳回主機PC或筆記本電腦中。無線傳感器節(jié)點通常是低功率、半自動、電池供電的設(shè)備，用于長期部署在應(yīng)用中，其測量通常每過幾分鐘、幾個小時甚至是幾天才進行一次。另一方面，Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備與USB數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工作方式類似——主機PC連續(xù)(實時)收集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以使用電池供電，在長期應(yīng)用中使用，但是相對于電池壽命而言，它的焦點是測量質(zhì)量。此外，Wi-Fi數(shù)據(jù)采集使用普及的無線網(wǎng)絡(luò)標準IEEE 802.11，因為它能夠提供更高的帶寬和更廣泛的適用性，而不是ZigBee或其他IEEE 802.15.4變體。

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備具有那些特性？

每個Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備都可以容納一個C系列測量模塊。其測量、特性和規(guī)范是由WLS-9163或ENET-9163載體中包含的C系列模塊決定的。標準的802.11b/g射頻或IEEE 802.3 10/100 Mb/s以太網(wǎng)連接提供了與主機PC的連接。此外，位于各個設(shè)備背部的兩個數(shù)字可編程函數(shù)接口PFI線路提供了與其他設(shè)備或外部事件的定時和同步功能(例如觸發(fā)和時鐘共享)。

NI Wi-Fi數(shù)據(jù)采集支持哪些C系列模塊？

NI Wi-Fi數(shù)據(jù)采集載體支持以下模塊：

Module

Signal

Channels

Rate

Connectivity

模塊

信號

通道

速率

連接方式


NI WLS-9211

熱電偶、24位

4

14 S/s

螺栓端子


NI WLS-9215

同步采樣、16位

4

100 kS/s/ch

螺栓端子或BNC


NI WLS-9219

通用(11種模式)

4

100 S/s/ch

彈簧端子


NI WLS-9234

IEPE(加速度計和麥克風)、24位

4

51.2 kS/s/ch

BNC


NI WLS-9237

全橋、24位

4

50 kS/s/ch

RJ50

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查看模塊的細節(jié)、規(guī)范和報價 ?

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集需要哪種電源？

Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備是直流供電的，與9-30 VDC電源兼容。包括在每個產(chǎn)品包中的12 VDC電源可以用于為設(shè)備進行供電，您還可以通過螺栓端子適配器，將任何9-30 VDC電源連接到設(shè)備上。WLS0-9xxxx設(shè)備所需的最大輸入功率是4.5 W，典型的連續(xù)電源要求更低。使用12 VDC電源，WLS-9xxx設(shè)備的連續(xù)電流通常在250 mA和350 mA之間，根據(jù)插入載體中模塊的不同而不同。

同樣還可以使用電池進行工作。例如，一組八節(jié)1.5V AA 2400 mAh NiMH可充電電池通常可以為上述的例子進行6.5至9.5小時的連續(xù)工作供電。其他電池組合對于不同容量和電平下也是可能的。

我可以使用怎樣的網(wǎng)絡(luò)拓撲配置？

在設(shè)置無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備時，可以選擇連接到現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，或是使用無線路由器設(shè)置網(wǎng)絡(luò)。對于現(xiàn)有的IT體系結(jié)構(gòu)，Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備支持WPA和WPA2企業(yè)協(xié)議(IEEE 802.11i)。如果您設(shè)置自己的網(wǎng)絡(luò)，可以使用WEP、WPA個人協(xié)議(WPA-PSK)或是WPA2個人安全協(xié)議(WPA2-PSK)。Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備還支持ad hoc或點對點網(wǎng)絡(luò)，這些不需要使用任何路由器或接入點；您的計算機可以直接和無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行通信。

在產(chǎn)品包中包含什么？

每個用于WLS-9xxx無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的產(chǎn)品包都包括以下物品：

  • WLS-9163無線C系列載體
  • 12 VDC電源(不包含國家與地區(qū)專用的電源線)
  • 微調(diào)插頭和端子(NI 9942)
  • 橡膠防滑粘性撐腳
  • 偶極天線、2.4 GHz、2 dBi
  • 用于Windows 2000/XP/Vista的NI-DAQmx 8.8軟件CD
  • 用于NI WLS/ENET-9163的NI-DAQmx入門指南

性能

我能以多快的速度采集數(shù)據(jù)？

采集數(shù)據(jù)的速率受到您在WLS-9163或ENET-9163載體中使用的C系列模塊類型限制。目前，支持的最快C系列模塊是NI 9215，它可以以高達100 kS/s的速率對四個通道進行同步采樣。兩種載體都支持這個設(shè)備和其他C系列設(shè)備的全速率。另外，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和射頻環(huán)境，您可能會在采集的數(shù)據(jù)量(或速率)受到限制。

我可以同時使用多少個Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備？

您可以在Wi-Fi數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中使用的設(shè)備數(shù)量，最終受IEEE標準802.11g規(guī)范和您無線網(wǎng)絡(luò)/環(huán)境可用帶寬的限制。在確定您可以在系統(tǒng)中布置多少個Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備時，您需要考慮四個因素：采樣速率、測量類型、通道數(shù)量和射頻環(huán)境。越快地采集數(shù)據(jù)，就有越多的TCP/IP包需要從設(shè)備傳回到無線接入點或是主機PC上。對于更高分辨率測量或是更多測量通道也是如此——有些C系列模塊提供16位分辨率，而還有一些提供了高達24位分辨率。最后，802.11g的理論帶寬是54 Mbps，但是由于實踐方面的限制，這個帶寬被限制在20 Mbps附近。例如，您可以從超過16個通道的WLS-923424位測量，以全速率51.2 kS/s將數(shù)據(jù)傳回到單個無線接入點中。

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備的覆蓋范圍如何？

無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的范圍和性能是從IEEE標準802.11規(guī)范繼承得到的。一般而言，在辦公室環(huán)境中，墻壁和設(shè)施等障礙物會使得射頻發(fā)射質(zhì)量下降，可以覆蓋大約30 m的范圍。如果處于直線或戶外環(huán)境中，可能達到100 m的傳輸距離。這些覆蓋范圍是只是一個指南，根據(jù)無線路由器、天線和物理障礙物的不同，覆蓋范圍也會發(fā)生很大的變化。要擴展無線網(wǎng)絡(luò)的范圍，可以使用附加的的接入點、帶有高增益天線的路由器或無線中繼器。有些廠商將它們的路由器和接入點與高增益天線或有向天線一起工作進行了認證。無線發(fā)射器和天線必須一起認證，以便滿足FCC規(guī)則第15節(jié)的要求。許多商業(yè)無線路由器還可以作為中繼器進行工作，從而有效地將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍擴大一倍。

以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的電纜能夠有多長？

100 Base-TX以太網(wǎng)電纜定義的最長電纜長度是每段100米。其他以太網(wǎng)交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以擴展您網(wǎng)絡(luò)的范圍。

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備具有哪些同步功能？

在每個Wi-Fi或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備上的兩條數(shù)字PFI線路提供了啟動、暫停和參考觸發(fā)。他們還提供了導入或?qū)С霾蓸訒r鐘的功能，用于將您的測量與其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備或外部事件進行同步。

什么是隔離？

大多數(shù)C系列模塊(包括Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集支持的模塊)提供了隔離功能，作為提高測量質(zhì)量和安全性的途徑。

傳感器信號受到來自系統(tǒng)低電壓背板的高壓瞬態(tài)信號和噪聲的影響，電氣和機械隔離將這些信號進行隔離，提供了以下優(yōu)點：

  • 保護貴重儀器、用戶和數(shù)據(jù)免受瞬態(tài)電壓影響
  • 更好的噪聲抵抗能力
  • 消除接地回路
  • 更高的共模電壓抑制能力

要獲取更多關(guān)于隔離的信息，請參閱NI開發(fā)者園地技術(shù)文檔：用于可靠工業(yè)測量的隔離技術(shù)。

安全

什么是128位AES加密？

高級加密標準(AES)是IEEE 802.11i任務(wù)小組選擇作為基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進行安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x加密算法。AES使用了128位加密，相對于過去的動態(tài)密鑰完整性協(xié)議(TKIP)和有線等效保密(WEP)加密標準而言，破解更加困難。實際上，美國國家標準技術(shù)研究院推薦AES作為所有美國政府機構(gòu)使用的加密標準。(FIPS出版物的 第197頁詳細描述了這些要求。)任何用于政府或軍事的無線數(shù)據(jù)采集應(yīng)用都可能必須使用AES進行數(shù)據(jù)傳送。

什么是認證？

網(wǎng)絡(luò)認證實際上是客戶端訪問控制。在客戶端(例如Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備)與無線接入點進行通信時，它必須對網(wǎng)絡(luò)進行認證。總共有兩種基本的認證方式：服務(wù)器方式和基于預(yù)先共享的密鑰方式。大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)至少有一個認證服務(wù)器，通常運行遠程認證接入用戶服務(wù)(RADIUS)。IEEE 802.11i(WPA2)網(wǎng)絡(luò)利用IEEE 802.1X基于端口的認證標準和可擴展認證協(xié)議(EAP)控制訪問。Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備支持多種EAP方式，其中包括LEAP、PEAP、EAP-TLS和EAP-TTLS。如果在網(wǎng)絡(luò)中沒有認證服務(wù)器，您還可以使用預(yù)先共享的密鑰。

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軟件

我如何才能對Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行編程？

所有Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備都與其他NI PCI、PXI和USB數(shù)據(jù)采集設(shè)備一樣，使用相同的NI-DAQmx測量服務(wù)和驅(qū)動程序軟件。NI-DAQmx測量服務(wù)軟件控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各方各面，從配置到編程。使用NI-DAQmx軟件，您可以快速地使用數(shù)據(jù)采集助手進行配置和采集測量，自動生成代碼快速開始使用應(yīng)用。NI-DAQmx還含有虛擬通道，可以自動將原始數(shù)據(jù)變換成工程單位。由于您可以使用相同的驅(qū)動程序API對新型Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行編程，將無線連接引入現(xiàn)有的應(yīng)用中是十分方便的。

在Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備中包含哪些軟件？

除了NI-DAQmx驅(qū)動程序軟件之外，所有Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備都包括Measurement and Automation Explorer(MAX)配置軟件和LabVIEW SignalExpress LE數(shù)據(jù)記錄軟件。您可以使用MAX快速配置并測試您的Wi-Fi和以太網(wǎng)設(shè)備，而無需編寫任何代碼。LabVIEW SignalExpress是一個交互式的測量軟件工具，能夠從數(shù)以百計的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和儀器中進行快速采集、分析和數(shù)據(jù)表示，這些都無需進行編程。要了解更多關(guān)于LabVIEW SignalExpress LE的信息，請訪問ni.com/labview/signalexpress/。

哪些應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境(ADE)能夠與Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備工作？

  • Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備能夠與兼容NI-DAQmx的開發(fā)環(huán)境一起工作，包括：
  • LabVIEW 7.x或更高版本*
  • LabVIEW SignalExpress LE或更高版本
  • NI LabWindows?/CVI 7.x或更高版本
  • NI Measurement Studio 7.x或更高版本
  • ANSI C/C++
  • C#
  • Visual Basic .NET
  • Visual Basic 6.0

*LabVIEW實時模塊不支持Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

試用LabVIEW軟件
下載LabVIEW SignalExpress的30天試用版軟件
下載Measurement Studio試用版軟件

服務(wù)和支持

我如何才能得到Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備的技術(shù)支持？

NI通過ni.com/support/zhs提供了廣泛的支持。您可以撥打電話、發(fā)送電子郵件或是在線聯(lián)系NI工程師對問題進行故障排除。此外，ni.com/china為客戶提供了大量資源——包括剛開始使用Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備的用戶直至希望從設(shè)計者獲得技巧的專家。在線資源包括：

  • 可下載的用于NI-DAQmx的驅(qū)動程序和更新以及其他測量產(chǎn)品
  • 超過3000個知識庫條目
  • 在線產(chǎn)品手冊(可下載的幫助文件和PDF文件)
  • 超過3000個范例程序
  • 教程和應(yīng)用說明

Wi-Fi數(shù)據(jù)采集設(shè)備提供哪些質(zhì)保？

?所有的Wi-Fi和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備都包含一年質(zhì)保，這些覆蓋了從產(chǎn)品運達開始的質(zhì)保期內(nèi)發(fā)現(xiàn)的工藝和材料缺陷。延長質(zhì)保選項可以幫助您在兩年或更長時間內(nèi)確定維護成本。要獲取更多信息，請聯(lián)系NI銷售代表。

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