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无线通讯为丈量运用供给了许多技能优势，其间包含更低的布线本钱和长途监测功用。可是，假如不了解每项无线标准的技能优势和缺乏，挑选一项技能及其完成办法都会十分困难。
该文档评论了商场上可用的各项无线技能，并展现了怎么运用NI丈量硬件和NI LabVIEW发挥无线技能的技能优势。
面向丈量与主动化的无线技能
在曩昔的数年中，无线通讯技能现已广泛各个领域，这在适当程度上要归功于消费类电子产品。现在稀有百家无线设备制造商，就有相同多的技能标准。了解每一项技能的优势和缺乏能够使得技能挑选进程更为简洁。这一点在不能危害丈量数据的丈量与主动化中尤为重要，即便在凭借射频波形时亦是如此。您能够运用下列无线技能改善丈量体系。每项技能具有不同的技能优势与特性。
Wi-Fi与802.11 b/g：IEEE 802.11标准包含了一系列的无线局域网技能标准。该标准触及无线终端与基站间的空中接口以及两个无线终端间的通讯。开始的IEEE 802.11标准在2.4 GHz频带界说了1 Mb/s或2 Mb/s的通讯速率。传输办法包含跳频扩频通讯(FHSS)和直接序列扩频通讯(DSSS)。
作为该标准的拓宽，802.11b(被称为Wi-Fi)，使得无线网络在家庭和作业场所广为运用。这一改动在2.4 GHz频带供给了11 Mb/s的传输速率。
802.11g标准依据环境与噪声条件的不同供给了20 Mb/s或许更高的带宽。由于该标准的可靠性、安全性和已为商场验证的杰出记载，它被NI运用于无线数据搜集。。您能够在该文档的后续部分发现关于NI 无线数据搜集(DAQ)产品的更多信息。
IEEE 802.11的要害特性：
作业频率：b/g – 2.4 GHz
数据速率：B/g – 11 Mb/s、g – 54 Mb/s
传输间隔：b/g – 100米
联网：点对多点
功耗：高
蓝牙(802.1a)：一个由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝等公司组成的企业联盟界说了这一标准。该无线通讯标准的首要意图在于使得设备间的短间隔(一般低于10米)通讯更为便利。可是，这一标准并没有像802.11那样一举成功，这首要是由于间隔约束和射频芯片的价格。PC外设衔接、电话与头戴式耳机的衔接和PDA常常运用这一标准。该无线标准作业于2.4 GHz频段，并运用高斯频移键控(GFSK)进行数据调制。该频谱划分为79个频道，相邻频道间隔为1 MHz。与802.11标准类似，蓝牙依据安全考虑选用跳频技能，频道改动高达1600次/秒。
蓝牙技能在丈量运用中的应战在于受限的数据速率和传输规模。其装备与安全性也不及802.11g标准广泛。
蓝牙(802.1a)的要害特性：
作业频率：2.4 GHz
数据速率：1 Mb/s
传输间隔：10-100米
联网：暂时特设
功耗：适中
GPRS、GSM：通用分组无线事务(GPRS)是一项面向跨移动电话网络发送和接纳信息的非语音事务。运用GPRS，您能够在数据生成的一起即时发送和接纳数据，只需射频信号可用。不同于传统的地上线路，该体系不要求树立衔接——由于它总是处于衔接情况。关于时刻和对事情的快速反应都很要害的运用，这就是优势地点。GPRS在现有的电路交流的全球移动通讯体系(GSM)网络上叠加了一个依据分组的空中接口。理论上的最大数据传输速率为172.2 kB/s，可是，它假定只要一个用户在所分配的时隙上进行通讯并没有选用过失维护。可是，实践速率往往低于固定网络，并在很大程度上依赖于外周结构、射频信号强度和用户数。
GSM的要害特性：
作业频率： GSM-850选用824-849 MHz从移动终端到基站收发器(上行链路)发送信息，选用869-894 MHz从反向方向(下行链路)发送信息。GSM-1900选用1850-1910 MHz从移动终端到基站收发器(上行链路)发送信息，选用1930-1990 MHz从反向方向(下行链路)发送信息。GSM-900选用890-915 MHz从移动终端到基站收发器(上行链路)发送信息，选用935-960 MHz从反向方向(下行链路)发送信息，供给了124条相邻间隔为200 kHz的RF通道。双工间隔为45 MHz。GSM-1800选用1710-1785 MHz从移动终端到基站收发器(上行链路)发送信息，选用1805-1880 MHz从反向方向(下行链路)发送信息，供给了299个通道。双工间隔为95 MHz。
数据速率：172.2 kb/s
传输间隔：b35 km
联网：点对点
功耗：低~高，取决于发射器的杂乱度
无线调制解调器与专有网络：许多厂商供给了专为各种恶劣环境(如极点的温度规模、高冲击和高振荡条件)规划的工业级调制解调器。可供运用的产品的频率规模覆盖了从窄带(UHF、VHF)到无需答应的宽频。典型情况下，窄带需求获得答应，供给更长的传达规模和优异的传达功用，即便在超出视距的情况下也能支撑信号传输，适宜需求低带宽的运用。扩频特性意味着不用需求答应，供给短程、中程和长程传输才能，一般要求在视距规模内，适宜中等带宽和高带宽的运用。
无线的技能优势
面向丈量运用的无线技能的首要技能优势在于，能够最小化或许避免电线和电缆的运用。依据运用与环境的不同实践情况，物理布线或许会适当贵重、不方便，或许乃至无法完成。其运用典范包含渠道的移动/旋转、移动运用(如车辆和起重机)和使布线作业杂乱化的结构。
无线通讯还拓宽了数据搜集与I/O的间隔或规模，使其逾越了布线办法下的实践功用。因此，大规模操作，如水处理和储罐区，广泛运用了无线技能。尽管无线联网硬件所需的初始出资或许会高于传统的有线网络的硬件，可是包含体系装置开支和运营本钱在内的整个体系的本钱一般会有明显的下降。
在挑选一个无线网络的完成办法时，您应当考虑多个要素：
功用
规模
安全性
功用
在考虑功用时，考虑频谱的巨细、间隔、数据速率、功率、用户数和技能的兼容性都很重要。
即便不同的无线标准界说了详细的数据速率，实践上，您在实践运用中所能期望看到的数据速率仅仅理论上最大吞吐量的约30%或许更少。RF搅扰与用户数目等要素影响着无线网络的功用。此外，假如您正在运用多个兼容的标准，典型情况下，较慢的标准限制着较快的标准。例如，当在同一个网络中运用802.11b组件和802.11g组件时，802.11g组件的数据速率会降至802.11b的数据速率。
规模与吞吐量之间存在一个不变的平衡。您的硬件应当主动感知信号的强度(除非您能够以其他办法区分)，并在您的信号削弱时后退选用适宜的传输速率。例如，假如您正在运用802.11b，速率从11Mb/s主动下降为5.5 Mb/s、2 Mb/s，乃至为1 Mb/s。关于绝大多数互联网衔接，这样的带宽现已是满足了。
规模
一般，一台无线设备的规模随频率的升高而下降，但并非总是如此。测验标明，802.11g与802.11b比较，具有相同的规模，或答应能少量占优，即便他们运用相同的频率。商场上供给专为扩展笔记本电脑的无线规模(经过进步板卡的功率使其超越Wi-Fi的认证极限100 mW)而规划的设备。在为您的体系购买额定的接入点前，考虑增加一个规模拓宽卡，假如您地点地的监管组织答应如此。
方向天线一般在点对点运用中最为有意义。它们将信号聚集于一个窄束，而不是任其像您基站中的等向性天线那样向各个方向辐射。您将发现的是，天线的增益越高，信号束的聚集越窄。因此，当增益进步时，恰当地对准天线的必要性也在加大。这样加大了接纳者假如没有恰当安置而丢掉所传送的数据的危险。典型情况下，方向性天线按其增益评级出售。您能够在每个天线的“信号束宽”的描绘中观察到增益的影响。
安全性
在装置无线网络时一个首要的考虑就是安全性。无线网络一起在商用商场和家居商场的快速生长和遍及，催生了许多不同运用的完成，其间包含隐私信息的传送。对隐私维护的渴求推进了无线安全协议的开展，并持续鼓励人们为使无线技能更为安全付出更多尽力。
开始的802.11标准包含了一个被称为有线等效私密(WEP)的安全协议，它以满足的强度加密数据分组阻挠了绝大多数的偷听者，但仍存在着一些缺乏。业界需求一个强度更高的加密/认证体系，这促成了IEEE 802.11i(一般称为WPA2)的完成。WPA2供给了可扩展的认证协议(EAP)和高档加密标准(AES)——一种由NIST认可并要求在一切美国政府设备中选用的128-位加密算法。
另一个安全措施就是最小化无线电波在一个设备的物理操控区域的外部的传达。这使得无线网络变得更为安全，由于这样下降了偷听和拒绝服务进犯的或许性。
您能够在这里找到关于无线安全的更多信息。
将无线功用增加至丈量体系
Wi-Fi与802.11 b/g：NI 无线数据搜集(DAQ)设备，依托标准的、可信赖的技能，供给简略、安全的丈量，以及高功用的数据流功用。您能够实时检查数据，将动态波形丈量成果转化为高达每通道51.2 kS/s的数据流。此外，内置的信号调度供给了与各种传感器的衔接，其间包含热电偶、加快计和负载元件等。这些设备运用了NI C系列丈量与操控模块，它们还能够用于USB数据搜集和NI CompactRIO可编程主动化操控器(PAC)。
运用WPA2——商业可用的最高等级网络安全，无线数据搜集设备维护您的体系免遭不期望的拜访。认证保证只要经过授权的设备能够经过网络进行拜访，加密避免了数据分组被半途截取。无线数据搜集设备支撑多种可拓宽的认证协议(EAP)办法，它们为DAQ设备和无线接入点之间供给彼此认证。它们还支撑128-位AES加密，这种加密办法已被NIST认可并且要求在一切美国政府的设备中选用这一办法。运用强壮的安全协议，您能够将无线衔接安全地吸纳到现有的企业网络中。
无线数据搜集设备包含NI-DAQmx驱动程序和丈量服务软件，后者包含直观的运用编程接口、装备例程、I/O帮手以及专为削减体系建立、装备和开发所需时刻的东西。
依据您所运用的NI丈量与操控硬件的不同，您能够有其他不同的挑选。一切的NI PAC具有以太网端口的特性。您能够将一个NI PAC(如NI紧凑FieldPoint、CompactRIO、紧凑视觉体系或PXI体系)与一个Wi-Fi接入点(如NI WAP-3701)相衔接。这一操作使您的体系经过无线网络立刻可用，并且通讯也是通明的，就好像该体系与有线网络相连相同作业。
关于带有NI数据搜集设备的台式机PC或笔记本电脑，您能够运用核算机的以太网端口与Wi-Fi接入点以及商业可用的PCMCIA和PCI Wi-Fi适配器相连。简直一切的新推出膝上核算机和笔记本电脑都具有内置Wi-Fi功用的特性。
当运用LabVIEW和TCP/IP等标准通讯协议时，您的运用能够在设备间正向或反向发送数据，并且不管是选用物理上的以太网线缆仍是空中无线电波作为传输前言，它都能够通明地传输数据。
例如，LabVIEW为TCP通讯供给了许多内置函数(参见图1)。不管丈量体系是经过线缆仍是无线调制解调器与网络相连，这些函数都以相同的办法作业。
图1.LabVIEW中关于TCP的VI
蓝牙或802.1a：当时版别的蓝牙技能(乃至包含新拓宽的规模1类标准)最适宜依据通用操作体系(如Windows)的体系。当运用PC作为丈量体系的主机体系时，您能够运用LabVIEW的内置蓝牙函数库(参见图2)。有多个串口至蓝牙和USB至蓝牙的适配器可用于在台式机或膝上核算机上增加蓝牙功用。许多新推出的膝上核算机现已具有内置蓝牙收发器的特性。许多PDA也包含了蓝牙通讯的功用，经过LabVIEW PDA模块，您也能够编程拜访该蓝牙通讯功用。
图2 .LabVIEW蓝牙函数
GPRS、GSM：经过装备使您的丈量体系运用GPRS网络无线发送数据，或许比运用其他技能更为杂乱。下面列出了是一些发动所需的事项：
一个支撑GPRS的终端
订阅支撑GPRS的移动电话网络的服务(留意：运用GPRS有必要针对详细用户进行装备。一些移动服务供给商答应主动拜访GPRS网络，而其他移动服务供给商或许会要求一个清晰的功用订阅。)
发送和/或承受GPRS数据所需的一些技能细节，取决于您所运用的详细硬件，也包含软硬件的装备
经过GPRS发送或接纳信息的意图端(留意：意图端能够是一个URL、另一个支撑GPRS的设备(或许承受数据的软件运用)或许一只移动电话。)
一些选项是专为NI硬件规划的(参见图3)，如由S.E.A.科学与工程运用数据技能股份有限公司(SAE)开发的面向CompactRIO的GPRS/GSM模块。运用该模块，您能够经过移动电话网络长途操控和监测无法拜访的、移动丈量体系。一个额定的GPS模块可用于准确的方位定位。分布式体系能够经过RCC模块完成时刻同步。面向这些丈量数据搜集运用的渠道是CompactRIO体系。该渠道与cRIO Gxxx移动模块相结合，为轿车、船只、航空和长途服务等运用的移动体系供给了颇具吸引力的解决方案。cRIO Gxxx移动组合模块供给了GPRS、GPS和射频时钟等功用特性。该模块支撑方位定位和丈量数据或事情信息的传输。此外，小尺度数据分组或参数能够作为文本信息(SMS)双向交流。
图3.cRIO Gxxx模块与NI CompactRIO体系(感谢S.E.A供给)
该技能的典型运用有用具、ATM终端、轿车、长途数据搜集、气泵、工业与医疗长途监测体系、长途诊断学、长途丈量、安全体系和主动售货机/游戏机等。
无线调制解调器与专有网络：许多公司供给了能够作业于自在频段或私有答应频段的工业级设备。一个专有的RF网络的优势在于您具有这个体系和数据传输所选用的频率。它支撑实时数据交流，在典型情况下，您不再需求从头订阅或付出运用花费。依据您的丈量设备、间隔、安全性和本钱等不同的要求，您能够从多种类型的调制解调器中进行挑选，其间，大多数的调制解调器都使得无线衔接关于软件通明。
总结
经过在您的现有或新的丈量体系中增加无线通讯功用，您能够明显地增强其适用规模与灵活性，乃至能够下降本钱。不管您是在运用NI 无线数据搜集设备、配稀有据搜集设备的PC或膝上核算机仍是NI PAC，支撑体系进行无线通讯所需的必要衔接都已安排妥当可用。跟着无线技能的演进和本钱与杂乱度的下降，您仅需将它们集成到您的丈量体系中，您的体系也会获得相同的改善。
