1 导言
无线传感器网络是由散布在监测区域内的很多传感器节点组成的无线网络,因为其快速打开、抗毁性强、监测精度高、掩盖区域大等特色而产生了宽广的运用远景,由此成为当时信息范畴的研讨热门。无线传感器网络的状况、收集的信息需经过一个友爱的人机界面供给给观测者。本文介绍依据LabVIEW渠道规划的无线传感器网络监测渠道。
LabVIEW是美国NI公司推出的一种依据编译型图形化编程言语的虚拟仪器软件开发渠道。其集成了与满意GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据收集卡通讯的悉数功用,其强壮的函数库使编程进程生动有趣,开发周期缩短,且其图形化的前面板为运用者供给了直观明晰的人机界面。
本文在PC机上运用LabVIEW规划完成了无线传感器网络监测渠道。观测者经过操作此监测渠道,能够便利的调查无线传感器网络的状况;并可进行对无线传感器网络的操作,首要包含检测无线传感器网络的状况、获取网络中传感器节点收集的数据明晰的调查无线传感器网络收集的数据信息。
2 无线传感器网络介绍
2.1 无线传感器网络总述
无线传感器网络的典型结构图如图1所示。
图1无线传感器网络组成框图
其间一般包含传感器节点、会聚节点和办理节点。传感器节点布置在监测区域,经过自安排方法构成网络。传感器节点监测的数据沿着其它节点逐跳进行传输,经过多跳后到达会聚节点,由会聚节点传送至办理节点。本文中选用PC机作为办理节点,运用PC机上的LabVIEW渠道编程规划无线传感器网络监测渠道完成观测者对无线传感器网络的调查与操作。
2.2 无线传感器网络硬件介绍
本文规划了一个精简的星型结构无线传感器网络,整个网络由三个无线传感器节点、一个会聚节点和一个办理节点组成。其间传感器节点散布于监测区域内,履行数据收集、处理和通讯等作业;会聚节点担任无线传感器网络的组成并经过串口方法与PC机进行通讯,将各节点收集的数据信息汇总到PC机上,在本文中,PC机作为无线传感器网络的办理节点运用。观测者可经过PC机上的可视界面临无线传感器星型网络进行装备。无线传感器网络的硬件结构图如图2所示。
图2 无线传感器网络硬件结构
2.3 无线传感器网络协议介绍
无线传感器网络的价值就在于它的低成本和大的容量装备。因而,无线传感器网络的某些特性有必要完成规范化,以得到更广发的运用。现在规范化作业的最首要效果是IEEE 802.15.4低速无线个域网协议,ZigBee联盟是该协议首要的商场推广和兼容性认证安排。
本文选用的无线传感器网络协议即包含了IEEE 802.15.4网络协议[9]和ZigBee协议栈两个部分。其间,ZigBee规范协议栈架构是在OSI(Open Systems Interconnection)七层模型的基础上依据商场和运用的实际需要界说的。IEEE 802.15.4协议界说了网络的物理层和媒体接入操控层,ZigBee协议栈在此基础上界说了网络的网络层和运用层,其间运用层又包含运用支撑子层。
3 无线传感器网络的监测渠道规划
3.1 功用描绘
本监测渠道经过串口与无线传感器网络通讯,经过面板上的指示灯和串口接纳数据来显现无线传感器网络的状况。观测者可经过操作面板上的按钮完成对无线传感器网络的操作并可获取网络收集的传感器数据。
3.2 面板规划
本监测渠道的虚拟面板规划如图3所示:
图3 无线传感器网络监测渠道面板
仪器面板首要由以下几个模块组成:
1.串口装备按钮模块:在此模块中运用LabVIEW中的VISA Configure Serial Port模块,在面板上有三个按钮完成对PC机串口的装备。
2.操作按钮模块:此模块八个按钮、一个Ring控件、一个Numeric控件及一个String控件,完成对无线传感器网络的操作。
3.串口接纳数据显现框模块:在此模块中运用String控件显现监测渠道经过PC机的串口接纳到的无线传感器网络信息。
4.指示模块:此模块中包含四个指示灯,指示无线传感器网络各节点的运转状况。
5.传感器数据显现模块:此模块中设置三个Numeric Indicator控件别离显现三个传感器节点的传感器数据;将三个Graph控件拖入一个Tab Control控件中完成三种传感器历史数据的堆叠挑选显现。