Archived: Häufig gestellte Fragen zu NI WLAN-DAQ

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Inhalt

Allgemein

Was ist drahtlose Datenerfassung?     

Die drahtlose Datenerfassung ist eine Erweiterung der PC-basierten Datenerfassung auf Messanwendungen, bei denen Kabel unpraktisch sind. NI CompactDAQ kombiniert IEEE 802.11-Drahtlos-Technologie und -Unterstützung mit der Flexibilität der NI LabVIEW-Software für die Netzwerküberwachung und -steuerung elektrischer, physischer, mechanischer und akustischer Signale. 

Das Chassis NI cDAQ-9191 (EOL 30.12.2021) enthält ein einzelnes Modul der C-Serie und bietet IEEE 802.11b/g- und Ethernet-Konnektivität zurück zu einem Host-PC, während das NI cDAQ-9181 nur Ethernet-Konnektivität bietet.

Abbildung 1. Ein WLAN NI CompactDAQ-Messsystem kombiniert ein Chassis mit einem Steckplatz und ein NI-Modul der C-Serie, um drahtlose Sensormessungen zu ermöglichen.

Was ist der Unterschied zwischen dem WLAN NI CompactDAQ-Chassis und einem drahtlosen Sensorknoten?    

Im Gegensatz zu den meisten drahtlosen Sensoren oder drahtlosen Sensornetzwerken sollen drahtlose Datenerfassungsgeräte Daten stetig zurück zu einem Host-PC oder Laptop streamen. Ein drahtloser Sensorknoten ist normalerweise ein stromsparendes, autonomes batteriebetriebenes Gerät, das für den langfristigen Einsatz in Anwendungen gedacht ist, bei denen Messungen nur alle paar Minuten, Stunden oder sogar Tage erforderlich sind. Wi-Fi-Datenerfassungsgeräte hingegen verhalten sich ähnlich wie ein USB-Datenerfassungsgerät – ein Host-PC sammelt stetig (in Echtzeit) Daten, während das Gerät sie erfasst. Das Datenerfassungsgerät kann batteriebetrieben sein, aber der Fokus liegt auf der Messung gegenüber der Batterielebensdauer. Außerdem verwenden WLAN NI CompactDAQ-Chassis den weit verbreiteten drahtlosen Netzwerkstandard IEEE 802.11. Da das NI CompactDAQ-Chassis die gleiche Treibersoftware NI-DAQmx wie andere NI-Datenerfassungsgeräte verwendet, können Sie Ihre Anwendungen mit NI LabVIEW entwickeln. LabWindows™/CVI; ANSI-C/C++; oder Microsoft C#, Visual Basic oder Visual Basic .NET.

Was sind die Gerätefunktionen des NI cDAQ-9191?    

Jedes NI-WLAN- und -Ethernet-NI-CompactDAQ-Gerät kann ein Messmodul der C-Serie von NI aufnehmen. Die Maße, Funktionen und Spezifikationen werden durch den Typ des C-Serie-Moduls im NI cDAQ-9181- oder NI cDAQ-9191-Chassis definiert. Eine standardmäßige 802.11b/g-Funkverbindung oder eine IEEE 802.3 10/100 Mbit/s-Ethernet-Verbindung bietet Konnektivität zu einem Host-PC.  Darüber hinaus informieren LEDs an der Oberseite des Gehäuses über die Stärke des Funksignals.


Abbildung 2. Das NI cDAQ-9191-Chassis bietet wichtiges Benutzer-Feedback über Anzeige-LEDs am Chassis

1. Antenne und Antennen-Steckverbinder 5. POTENZ-, STATUS- und AKTIV-LEDs
2. 9-30 VDC Stromversorgungs-Steckverbinder 6. LEDs für Stärke des drahtlosen Signals
3. Ethernet-Anschluss 7. Chassis-Erdungsschraube
4. Reset-Knopf 8. Modul-Slot

 

Welche Module der C-Serie von NI funktionieren mit NI cDAQ-9181 und NI cDAQ-9191?   

Die NI cDAQ-9181 und NI cDAQ-9191 unterstützen über 50 Module der C-Serie von NI mit direkten Sensoranschlüssen und integrierter Signalkonditionierung für eine Vielzahl von Messungen, darunter Temperatur, Dehnung, digitale Hochspannungs-I/O, Beschleunigung, Strom, und Spannung.
Alle Module der C-Serie anzeigen »

Welche Potenz benötigen diese Chassis?   

WLAN und Ethernet NI CompactDAQ-Chassis werden mit Gleichstrom versorgt und sind mit 9 bis 30 VDC Netzteilen kompatibel. Sie können das in jedem Versandkit enthaltene 12 VDC Netzteil verwenden, um das Gerät mit Strom zu versorgen, oder Sie können eine beliebige 9 bis 30-VDC-Stromquelle mit dem Netzteil-Schraubklemmensteckverbinder-Satz an ein Gerät anschließen. Die maximal erforderliche Eingangsleistung für diese Chassis beträgt 4,5 W, wobei der typische Dauerstrombedarf geringer ist. Bei einem 12 VDC Netzteil beträgt die kontinuierliche Stromaufnahme eines NI cDAQ-9191 beispielsweise in der Regel zwischen 250 und 350 mA, je nachdem, welches Modul Sie mit dem Träger verwenden.  

Auch mit unterschiedlichen Kapazitäten und Spannungspegeln sind viele Batteriekombinationen möglich. Zum Beispiel bietet ein Stapel von acht wiederaufladbaren 1,5 V AA 2400 mAh NiMH-Akkus typischerweise zwischen 6,5 und 9,5 Stunden Dauerbetrieb für das obige Beispiel. Lithium-Ionen-basierte universelle Laptop-Akkus können längere Laufzeiten bieten. Bei Verwendung eines handelsüblichen Akkus können die Akkukabel mit dem Netzteil-Schraubklemmen-Anschlusskit an NI cDAQ-9181 oder NI cDAQ-9191 angeschlossen werden.

Erfahren Sie, wie Sie die richtige Batteriegröße für Ihre Anwendung auswählen »

Wie stelle ich eine Verbindung zu einem WLAN NI CompactDAQ-Gerät her?   

Bei der Einrichtung Ihres WLAN NI CompactDAQ-Chassis können Sie sich über einen Wireless-Zugangspunkt mit einem bestehenden Unternehmensnetzwerk verbinden oder Ihr eigenes Netzwerk mit einem Wireless-Router einrichten. Bei vorhandener IT-Infrastruktur unterstützen WLAN NI CompactDAQ-Chassis WPA Enterprise und WPA2 Enterprise (IEEE 802.11i). Wenn Sie Ihr eigenes Netzwerk einrichten, können Sie die Sicherheitsfunktionen WEP, WPA Personal (WPA-PSK) oder WPA2 Personal (WPA2-PSK) verwenden. WLAN NI CompactDAQ-Chassis unterstützen auch Ad-hoc- oder Peer-to-Peer-Netzwerke, die keine Router oder Access Points benötigen. Die Ad-hoc-Unterstützung ist jedoch bei allen drahtlosen Netzwerkschnittstellenkarten inkonsistent und nicht sicher. Die Kommunikation über einen Wireless-Zugangspunkt oder Wireless-Router ist der bevorzugte Betriebsmodus. 

Was ist im Versandkit NI cDAQ-9191 enthalten?    

Jedes Versandkit enthält Folgendes:

  • NI cDAQ-9191- oder NI cDAQ-9181-Chassis
  • 12 VDC Netzteil (länderspezifisches Netzkabel nicht im Lieferumfang enthalten)
  • Rundstrahl-Antenne, 2,4 GHz, 2 dBi (nur NI cDAQ-9191)
  • NI-DAQmx 9.4 (oder höher) Software-CDs
  • Datenaufzeichnungssoftware LabVIEW SignalExpress LE
  • NI cDAQ-9191- oder NI cDAQ-9181-Chassis – Schnellstart

Leistung

Wie schnell kann ich Daten erfassen?   

Die Rate, mit der Sie Daten erfassen können, wird durch zwei Faktoren begrenzt: den Typ des C-Serie-Moduls, das Sie in Ihrem NI cDAQ-9181- oder NI cDAQ-9191-Chassis verwenden, und Ihrer RF-Umgebung. Das derzeit schnellste unterstützte Modul der C-Serie ist das NI 9223, das auf jedem seiner vier Kanäle bis zu 1 MS/s gleichzeitig erfassen kann, was 64 Mb/s an Daten entspricht. Da IEEE 802.11g Daten mit 54 Mbit/s und in der Praxis etwa 20 Mbit/s übertragen kann, überläuft das NI 9223 bei der Übertragung über Wi-Fi schnell den Onboard-Puffer des NI cDAQ-9191. Ein NI cDAQ-9181 oder NI cDAQ-9191 kann weiterhin Daten mit voller Geschwindigkeit über den 100-Mbit/s-Ethernet-Port übertragen, aber um das NI 9223-Modul über WLAN zu verwenden, sollten Sie die Erfassung verlangsamen oder nur einen Kanal verwenden.

Die Qualität Ihrer RF-Umgebung kann sich auch auf Ihre maximale Datenrate auswirken. Mögliche Quellen für Signalstörungen sind andere WLAN-Zugangspunkte, Laptops, schnurlose Telefone und Mikrowellen. IEEE 802.11 definiert bis zu 14 verschiedene Kanäle (je nach Region der Welt), um Netzwerkstörungen zu vermeiden. Die Wahl eines offenen 802.11-Kanals kann die Leistung erheblich verbessern.

Auswahl des richtigen Bus für Ihr Messsystem »

Wie viele WLAN NI CompactDAQ-Geräte kann ich gleichzeitig verwenden?   

Die Anzahl der Geräte, die Sie in einem WLAN NI CompactDAQ-System verwenden können, wird letztendlich durch die IEEE-Standard 802.11g-Spezifikation und die in Ihrem drahtlosen Netzwerk/Ihrer drahtlosen Umgebung verfügbare Bandbreite begrenzt. Berücksichtigen Sie die folgenden vier Faktoren, wenn Sie bestimmen, wie viele Geräte Sie in Ihrem System platzieren können: Erfassungsrate, Messtyp, Anzahl der Kanäle und die RF-Umgebung.

Je schneller Sie Daten erfassen, desto mehr TCP/IP-Pakete muss Ihr Gerät zurück an einen drahtlosen Zugangspunkt oder Host-PC übertragen. Gleiches gilt für eine höher auflösende Messung oder mehr Messkanäle – einige Module der C-Serie bieten eine Auflösung von 16 Bit, andere bis zu 24 Bit. Schließlich beträgt die theoretische Bandbreite von 802.11g 54 Mbit/s, obwohl es einige praktische Einschränkungen gibt, die diese Spezifikation näher bei 24 Mbit/s halten. Das Streamen von Daten von vier NI 9234 24-Bit-Messgeräten auf allen vier Kanälen mit der vollen 51,2 kS/s-Rate erfordert beispielsweise etwa 19,5 Mbit/s. Ein freier IEEE 802.11-Kanal kann diesen Verkehr in einer sauberen RF-Umgebung aufnehmen. Durch Verringern der Abtastrate oder Hinzufügen eines weiteren Zugangspunkte auf einem anderen 802.11-Kanal können Sie weitere Geräte hinzufügen.

Welche Reichweite hat ein WLAN NI CompactDAQ-Gerät?   

Die Reichweite und Leistung von drahtlosen Datenerfassungsgeräten leitet sich aus den Spezifikationen des IEEE-Standards 802.11 ab. Normalerweise können Sie in einer büroähnlichen Umgebung mit einer Reichweite von 30 m rechnen, in der Hindernisse wie Wände und Geräte die RF-Übertragung beeinträchtigen können. Bei Sichtverbindung oder im Freien ist eine Übertragung von 100 m möglich.

Beachten Sie, dass bei größeren Entfernungen Ihre maximale nachhaltige Erfassungsrate abnehmen kann. Diese Reichweiten sind Richtwerte und können je nach WLAN-Router, Antenne und physischen Hindernissen erheblich variieren. Um die Reichweite Ihres drahtlosen Netzwerks zu erweitern, können Sie zusätzliche Access Points, Router mit High-Gain-Antennen oder Wireless-Repeater verwenden. Einige Anbieter zertifizieren ihre Router und Zugangspunkte für die Verwendung mit High-Gain- oder Richtantennen. Funksender und Antennen müssen zusammen zertifiziert werden, um den FCC-Regeln, Teil 15, zu entsprechen. Viele handelsübliche WLAN-Router können auch als Repeater fungieren, um die Reichweite Ihres WLAN-Netzwerks effektiv zu verdoppeln.

Was ist Isolierung?   

Durch die Isolierung werden Sensorsignale, die Hochspannungstransienten und Rauschen ausgesetzt sein können, elektrisch und physikalisch von der Niederspannungs-Backplane des Messsystems getrennt. Dies schützt vor transienten Spannungen, verbessert die Störfestigkeit, sorgt für die Beseitigung von Masseschleifen und erhöht die Gleichtaktspannungsunterdrückung.

Weitere Informationen zur Isolierung finden Sie im Tutorial für die NI Developer Zone: Isolierungstechnologien für zuverlässige Industriemessungen.  

Sicherheit

Welche Sicherheitsfunktionen sind mit WLAN NI CompactDAQ verfügbar?

WLAN-Geräte von NI implementieren den Sicherheitsstandard für drahtlose Netzwerke, IEEE 802.11i (allgemein bekannt als WPA2 Enterprise), einschließlich Netzwerkauthentifizierung und Datenverschlüsselung. Die Authentifizierung stellt sicher, dass nur berechtigte Geräte Zugriff auf das Netzwerk haben und die Verschlüsselung verhindert, dass Datenpakete abgefangen werden. Mit Standard-Sicherheitsprotokollen und WLAN NI CompactDAQ-Geräten ist es möglich, drahtlose Messungen sicher zu bestehenden IT-Netzwerken hinzuzufügen.

Was ist 128-Bit-AES-Verschlüsselung?   

Der Advanced Encryption Standard (AES) wurde von der Arbeitsgruppe IEEE 802.11i als bevorzugter Verschlüsselungsalgorithmus zur Sicherung von Datenübertragungen über WLAN-Netzwerke gewählt. AES verwendet eine 128-Bit-Chiffre, die deutlich schwieriger zu knacken ist als der RC4-Algorithmus, der von den älteren Verschlüsselungsstandards Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) und Wired Equivalent Privacy (WEP) verwendet wird. (FIPS-Publikation 197 beschreibt diese Anforderungen im Detail). Jede drahtlose Datenerfassungsanwendung für die Regierung oder das Militär muss wahrscheinlich AES verwenden, um Daten zu übertragen.

Was ist Authentifizierung?   

Die Netzwerkauthentifizierung ist im Wesentlichen eine Client-Zugriffskontrolle. Bevor ein Client (z. B. ein WLAN NI CompactDAQ-Gerät) mit einem drahtlosen Zugangspunkt kommunizieren kann, muss er sich beim Netzwerk authentifizieren. Es gibt zwei grundlegende Formen der Authentifizierung: serverbasiert und Pre-Shared-Key-basiert. Die meisten Unternehmensnetzwerke verfügen über mindestens einen Authentifizierungsserver, auf dem normalerweise der Remote Authentication Dial-In User Service (RADIUS) ausgeführt wird. IEEE 802.11i (WPA2)-Netzwerke verwenden den portbasierten Authentifizierungsstandard IEEE 802.1X und das Extensible Authentication Protocol (EAP), um den Zugriff zu kontrollieren. WLAN NI CompactDAQ-Geräte unterstützen mehrere EAP-Methoden, darunter LEAP, PEAP, EAP-TLS und EAP-TTLS. Sie können auch einen vorinstallierten Schlüssel verwenden, wenn Sie keinen Authentifizierungsserver in Ihrem Netzwerk haben.

Software

Wie programmiere ich WLAN NI CompactDAQ-Systeme?   

Alle WLAN- und Ethernet-NI-CompactDAQ-Geräte verwenden dieselbe NI-DAQmx-Treibersoftware wie andere PCI-, PXI- und USB-DAQ-Geräte von NI. Die Messservice-Software NI-DAQmx steuert jeden Aspekt Ihres Datenerfassungssystems von der Konfiguration bis zur Programmierung. Mit der Software NI-DAQmx können Sie mit dem DAQ-Assistenten schnell Messungen konfigurieren und erfassen und automatisch Code generieren, um Ihre Anwendung schnell zu starten.

Erste Schritte mit CompactDAQ-Hardware und LabVIEW

Welche Software ist im Lieferumfang von WLAN NI CompactDAQ-Geräten enthalten?   

Neben der Treibersoftware NI-DAQmx enthalten alle WLAN- und Ethernet-NI-CompactDAQ-Geräte die Konfiguration des Measurement & Automation Explorer (MAX). Mit MAX können Sie Ihre WLAN- und Ethernet-Geräte schnell konfigurieren und testen, ohne Code entwickeln zu müssen. 

Welche Anwendungsentwicklungsumgebungen (ADEs) funktionieren mit NI cDAQ-9181 und NI cDAQ-9191?   

WLAN und Ethernet NI CompactDAQ-Geräte funktionieren mit Entwicklungsumgebungen, die mit NI-DAQmx kompatibel sind, einschließlich der folgenden:

  • LabVIEW 8.6 oder neuer
  • NI LabWindows™/CVI 8.5 oder höher
  • NI Measurement Studio 8.5 oder höher
  • ANSI C/C++
  • C#
  • Visual Basic .NET
  • Visual Basic 6.0

1 WLAN- und Ethernet-NI-CompactDAQ-Geräte werden von der LabVIEW Real-Time Module-Software nicht unterstützt.

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