??? 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。
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??? 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。
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??? 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。