Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

LabVIEW Wireless Sensor Network Pioneer

Se softwarovým nástrojem LabVIEW Wireless Sensor Network (WSN) Pioneer lze v gra­fickém programovacím prostředí LabView vkládat aplikační programy do měřicích uzlů NI WSN, provádět zákaznické analýzy, nastavovat vestavné (embedded) rozhodovací procesy a prodlužovat životnost baterií.
 

Podporované funkce LabView

 
Modul LabView Wireless Sensor Network (WSN) Pioneer obsahuje základní programo­vací struktury LabView, jako jsou smyčky while, for a stavové funkce (case structures). Díky matematickým a analytickým funkcím, které pracují s pohyblivou desetinnou čár­kou, není nutné podrobně znát datové typy integer fixed-point. Vedle hyperbolických, exponenciálních a trigonometrických funk­cí nabízí LabView WSN Pioneer také funk­ce pro práci s řetězci. S nimi lze upravovat uživatelské zprávy zasílané zpět do PC. Lab­View WSN umožňuje včlenit kód napsaný v ANSI C přímo do grafického kódu, který běží na měřicím uzlu.
 
Měřicí uzly NI WSN jsou vybaveny mi­kroprocesorem s minimální spotřebou elek­trické energie, přičemž cílem je dosáhnout co nejdelší výdrže baterie s ohledem na rych­lost procesoru. Proto mají měřicí uzly NI WSN poměrně omezený výkon ve srovnání s ostatními vestavnými systémy NI. Napří­klad LabView WSN neobsahuje funkce pro ladění aplikací obvyklé v LabView – zpo­malené provádění kódu a krokování. Aplika­ce umístěná v měřicím uzlu se ladí zasíláním uživatelských zpráv na bázi řetězce. LabView WSN podporuje pouze postupné provádění kódu, tzn. že paralelní smyčky neběží sou­časně. Mnoho analytických funkcí LabView, které obsahuje knihovna lvanalysis.dll, není v LabView WSN dostupných, avšak hodně jich lze nahradit použitím matematických funkcí s pohyblivou čárkou.
 

Jak funguje NI WSN

 
Vlastnosti měřicích uzlů NI WSN lze při­způsobit pomocí LabView WSN úpravou ar­chitektury založené na událostech. Architek­tura je navržena s ohledem na maximální výdrž baterií. Měřicí uzel pracuje v režimu spánku do výskytu události, kterou je třeba zpracovat (uzly nakonfigurované jako smě­rovače spánkový režim nepoužívají). Sché­ma na obr. 1 ukazuje vzájemné vazby mezi jednotlivými stavy měřicího uzlu a událost­mi, které je spustí. Události, které nastanou v průběhu zpracování jiného stavu, se vyko­nají okamžitě po ukončení zpracování aktu­álního stavu.
 
Každý stav na obr. 1 programovatelný v LabView je zobrazen jako stavová funkce v šabloně VI (virtuální instrument) LabView WSN. Pro provedení úpravy vlastností jaké­hokoliv uzlu NI WSN stačí pouze přidat kód LabView nebo C do příslušného stavu.
 

Ladění aplikací LabView WSN

 
LabView WSN Pioneer nepodporuje stan­dardní funkce pro ladění aplikací, jako je tomu v LabView. Nicméně z měřicího uzlu lze zaslat do PC zprávy obsahující informa­ce např. o stavu aplika­ce, hodnoty aktuálních parametrů, varování atd. Pro vyžádání to­hoto typu zprávy stačí pouze napsat požado­vaný text jako parame­tr funkce Radio Mess­age\Send Debug Mess­age, jak ukazuje obr. 2, a odeslat jej. Obdrže­né informace je možné zobrazit na PC v samostatném okně monito­ru uzlu (Node Monitor).
 
Ke sledování stavu zařízení lze použít i indikátory LED umístěné v pravém horním rohu měřicího uzlu, hned vedle LED ukazu­jících sílu signálu. Blikání diod LED může uživatel specifikovat sám. Umístěním funk­ce pro rozsvícení či zhasnutí LED do určité­ho místa v kódu lze snadno zjistit, zda poža­dovaná operace proběhla či nikoliv.
 

Závěr

 
Architektura LabView WSN Pioneer, která je založena na událostech, je jednoduše rozši­řitelná za použití intuitivního grafického pro­gramování nebo kódu C. Úpravou parametrů měřicích uzlů lze snadno nastavit připojení různých typů snímačů, prodloužit životnost baterií nebo zvýšit rychlost sběru dat.
 
Obr. 1. Schéma zobrazuje strukturu nástroje LabView WSN – stavy měřicího uzlu a logické vazby
Obr. 2. Pro vyžádání zprávy stačí napsat požadovaný text do funkce Radio Message\Send Debug Message, odeslat jej a poté obdržené informace zobrazit na počítači v okně Node Monitor
Obr. 3. Nastavení uživatelské LED jednodu­chou negací aktuálního stavu