無線傳感器網(wǎng)絡助力綠色應用(編輯修改稿)
2025-07-17 05:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 間獨立工作對于動輒高達數(shù)十個節(jié)點的無線監(jiān)測網(wǎng)絡而言，要時刻保證各節(jié)點信號的穩(wěn)定性是非常困難的，而采用網(wǎng)狀拓撲則可以解決這個問題。無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點之間能夠采用星型拓撲、樹形拓撲甚至網(wǎng)狀拓撲進行數(shù)據(jù)傳輸，這三種拓撲結(jié)構的示意圖如下：圖 3. 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構：星型，樹型以及網(wǎng)狀拓撲星形是最簡單的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，每一個節(jié)點都擁有一條直接通向網(wǎng)關的通道，然而其傳輸距離有限。采用樹形拓撲能夠擴展傳輸距離，添加路由節(jié)點后，遠處的節(jié)點上的數(shù)據(jù)能夠通過路由節(jié)點傳輸?shù)骄W(wǎng)關。然而樹形拓撲仍然存在可靠性的問題，一旦某路由節(jié)點發(fā)生故障，所有經(jīng)由這個節(jié)點通向網(wǎng)關的通路將被切斷，后方的節(jié)點信號無法傳送回來。所以，對于可靠性要求很高的無線網(wǎng)絡，建議選擇網(wǎng)狀拓撲(mesh topology)結(jié)構。在網(wǎng)狀拓撲中，每一個節(jié)點都能夠被配置成路由節(jié)點，信號能夠通過不同的途徑傳回網(wǎng)關，即使其中某個節(jié)點損壞，也不會造成其他節(jié)點上的信號丟失。NI的無線傳感器網(wǎng)絡WSN的任意節(jié)點都能夠被配置為路由節(jié)點，從而構建網(wǎng)狀網(wǎng)絡，確保系統(tǒng)可靠性。此外，與其它無線傳感器網(wǎng)絡不同，使用LabVIEW，還能夠通過對節(jié)點編程，實現(xiàn)“智能節(jié)點”功能，并進一步延長工作時間。在LabVIEW項目中，用戶可以針對節(jié)點的處理系統(tǒng)進行程序的開發(fā)和下載，例如：設置閾值，設置信號傳輸條件，并根據(jù)工作狀況調(diào)整采樣率和傳輸速率，從而進一步降低功耗。經(jīng)過配置后，NI無線傳感器網(wǎng)絡能夠在4節(jié)5號電池供電的情況下連續(xù)工作長達三年。圖 4. 可編程的智能節(jié)點快速兼容工業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)發(fā)布無線傳感器網(wǎng)絡本身僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)分布式的數(shù)據(jù)采集，然而數(shù)據(jù)的后續(xù)處理以及與數(shù)據(jù)庫的連接也是構建一個完整的分布式節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)所必須具備的功能。對于多數(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡而言，需要學習新的技術才能為系統(tǒng)添加新功能。而借助于LabVIEW開發(fā)平臺對于多領域應用的支持，NI無線傳感器網(wǎng)絡能夠在一個開放的系統(tǒng)架構下快速實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫上傳以及人機交互界面顯示，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)控功能。此外，NI無線傳感器網(wǎng)絡還能夠?qū)崿F(xiàn)與其他工業(yè)設備無縫連接，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的快速擴展。圖 5. 開放的無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)架構無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)架構下圖中展示了一個典型的基于NI無線傳感器網(wǎng)絡的監(jiān)測系統(tǒng)的架構。在架構中，無線傳感器網(wǎng)絡
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