アーカイブ済み:NI Wi-Fi DAQのよくある質問 (FAQ)

更新済み 2024/01/02

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内容

一般
性能
セキュリティ
ソフトウェア

一般

ワイヤレスデータ収集とは何ですか。

ワイヤレスデータ収集とはPCベースのデータ収集を行うもので、ケーブル接続が困難な計測アプリケーションに最適です。NI CompactDAQは、IEEE 802.11のワイヤレス技術とサポートにNI LabVIEWソフトウェアの柔軟性を組み合わせた製品で、電気、物理、機械、音響の信号をリモートで監視、制御することができます。

NI cDAQ-9191 (EOL 2021/12/30) シャーシは1基のCシリーズモジュールを収容し、IEEE 802.11b/gとイーサネット接続をホストPCに提供します。これに対して、NI cDAQ-9181はEthernet接続のみを提供します。

図1. Wi-Fi NI CompactDAQ計測システムは、1スロットのシャーシとNI Cシリーズモジュールの組み合わせにより、ワイヤレスセンサによる計測を実現します。

Wi-Fi NI CompactDAQシャーシとワイヤレスセンサノードの違いは何ですか。

ワイヤレスデータ収集は一般的なワイヤレスセンサやワイヤレスセンサネットワークとは異なり、データを継続的にホストPCやノートブックにストリーミングすることを目的としています。ワイヤレスセンサノードは、通常低電力で自律型のバッテリ駆動デバイスで、数分や数時間、あるいは1日に1回程度しか計測を行う必要がないアプリケーションで長期的に実装することを目的として設計されています。一方でWi-Fiデータ収集デバイスはUSBデータ収集デバイスと同様に動作します。ホストPCは、デバイスの要求通りにデータを連続的に (リアルタイムで) 収集します。データ収集デバイスにはバッテリ駆動型のものがありますが、重要なのは計測とバッテリ寿命の関係です。また、Wi-Fi NI CompactDAQシャーシでは、ワイヤレスネットワークの事実上の標準となっているIEEE 802.11を採用しています。さらに、NI CompactDAQシャーシでは他のNI製データ収集デバイスと同じNI-DAQmxドライバソフトウェアが使用されているため、NI LabVIEW、LabWindows™/CVI、ANSI C/C++、またはMicrosoft C#、Visual Basic、Visual Basic .NET.を利用してアプリケーションを開発できます。

NI cDAQ-9191デバイスはどのような機能を備えていますか。

Wi-Fi/イーサネットNI CompactDAQデバイスにはそれぞれ、1基のNI Cシリーズ計測モジュールを収容できます。機能や仕様は、NI cDAQ-9181またはNI cDAQ-9191シャーシに収容するCシリーズモジュールのタイプによって決まります。ホストPCへの接続には、標準の802.11b/g無線またはIEEE 802.3 10/100 Mbpsイーサネット接続を使用します。また、ワイヤレス信号の強度に関する情報をシャーシ上部のLEDで確認できます。

図2. NI cDAQ-9191シャーシはお客様からの多くの要望に応えてインジケータLEDを搭載

1. アンテナおよびアンテナコネクタ	5. POWER、STATUS、ACTIVE LED
2. 9-30 VDC電源コネクタ	6. ワイヤレス信号強度LED
3. イーサネットコネクタ	7. シャーシ接地ネジ
4. リセットボタン	8. モジュールスロット

NI cDAQ-9181とNI cDAQ-9191はどのNI Cシリーズモジュールと組み合わせて利用できますか。

NI cDAQ-9181とNI cDAQ-9191は50種類余りのCシリーズモジュールをサポートしています。直接センサ接続や内蔵信号調節を提供して、温度、高電圧デジタルI/O、歪み、加速度、電流、電圧など、あらゆる計測に対応します。
Cシリーズモジュールの全一覧 »

シャーシにはどのような電源が必要ですか。

Wi-Fi/イーサネットNI CompactDAQシャーシはDC電源式で、9-30 VDC電源に対応しています。各キットに付属の12 VDC電源をデバイスの電源として使用するか、電源ネジ留め式端子コネクタキットを使用して任意の9-30 VDC電源をデバイスに接続することができます。シャーシに必要な最大入力電源は4.5 Wですが、通常の連続所要電力はそれより低くなっています。たとえば、12 VDC電源を使用した場合、NI cDAQ-9191デバイスの連続電流引き込みはキャリアに接続されているモジュールの種類によって、通常250 mAから350 mAになります。

機能や電圧レベルが異なる数多くのバッテリを組み合わせて使用することもできます。たとえば、8個の1.5 V AA 2400 mAh NiMH充電式バッテリを使用すると、通常上記のサンプルを6.5～9.5時間連続的に動作させることができます。リチウムイオン式の汎用ノートブックバッテリでは、さらに動作時間を延ばすことができます。市販のバッテリを使用する場合は、電源ネジ留め式端子コネクタキットを使用して、バッテリのリード線をNI cDAQ-9181またはNI cDAQ-9191に接続できます。

アプリケーションに適したサイズのバッテリを選ぶには »

Wi-Fi NI CompactDAQデバイスへの接続方法を教えてください。

Wi-Fi NI CompactDAQシャーシをセットアップする際は、ワイヤレスアクセスポイントを介して既存の自社ネットワークに接続するか、ワイヤレスルータを使用して独自のネットワークをセットアップすることを選択できます。既存のITインフラストラクチャを利用する場合、Wi-Fi NI CompactDAQシャーシはWPA EnterpriseとWPA2 Enterprise (IEEE 802.11i) に対応します。独自のネットワークを構築する場合は、WEP、WPA Personal (WPA-PSK)、またはWPA2 Personal (WPA2-PSK) セキュリティを利用できます。Wi-Fi NI CompactDAQシャーシは、ルータやアクセスポイントを必要としないアドホックネットワークやピアツーピアネットワークにも対応します。ただし、アドホックへの対応については、ワイヤレスネットワークインタフェースカード間で一貫性がなく、安全ではありません。ワイヤレスアクセスポイントまたはワイヤレスルータを介した通信による動作モードの利用をお勧めします。

NI cDAQ-9191キットには何が付属していますか。

すべてのキットには以下のものが付属しています。

NI cDAQ-9191またはNI cDAQ-9181シャーシ
12 VDC電源 (国別の電源コードは含まれません)
全方向性アンテナ、2.4 GHz、2 dBi (NI cDAQ-9191のみ)
NI-DAQmx 9.4以降のソフトウェアCD
LabVIEW SignalExpress LEデータロギングソフトウェア
NI cDAQ-9191またはNI cDAQ-9181シャーシクイックスタート

性能

どれくらいのレートでデータを収集できますか。

データ収集のレートは、NI cDAQ-9181またはNI cDAQ-9191シャーシで使用するCシリーズモジュールのタイプ、そしてRF環境の2つの要因による制限を受けます。対応するCシリーズモジュールの中で現在最速なのはNI 9223で、4チャンネルのそれぞれにおいて最高1 MS/s (64 Mb/sに相当) の同時収集が可能です。IEEE 802.11gは54 Mb/s (実用上は約20 Mb/s) でデータを送信できるため、Wi-Fi経由で送信する場合、NI 9223ではNI cDAQ-9191のオンボードバッファがすぐにオーバーフローします。NI cDAQ-9181またはNI cDAQ-9191は、100 Mb/sのイーサネットポートを介して最大レートでデータを転送できますが、Wi-Fiを介してNI 9223モジュールを使用する場合は、収集速度を遅くするか、1つのチャンネルのみを使用する必要があります。

また、RF環境の質も最大データレートに影響を与える可能性があります。信号干渉の発生源として、他のWi-Fiアクセスポイント、ノートブックコンピュータ、コードレス電話、電子レンジなどが考えられます。IEEE 802.11では、ネットワーク干渉を回避するために、最大14個の異なるチャンネルを定義しています (世界の各地域により異なります)。空いている802.11チャンネルを選ぶことで、性能を大幅に向上させることができます。

お客様の計測システムに適したバスを選ぶには »

一度に何台のWi-Fi NI CompactDAQデバイスを使用できますか。

Wi-Fi NI CompactDAQシステムで使用できるデバイスの数を決定づけるのは、IEEE 802.11g規格の仕様とワイヤレスネットワーク環境で利用可能な帯域幅です。システムに配置できるデバイスの数を判断する際は、収集レート、計測タイプ、チャンネル数、RF環境の4つの要素を考慮してください。

データを高速で収集するほど、デバイスがワイヤレスアクセスポイントやホストPCに返す必要のあるTCP/IPパケットの量が多くなります。これは、高分解能計測やチャンネル数の多い計測でも同じことが言えます。Cシリーズモジュールの分解能は、16ビットのものもあれば最大で24ビットのものもあります。また、802.11gの理論上の帯域幅は54 Mbpsですが、現実にはさまざまな制限によって24 Mbps近くになっています。たとえば、4台のNI 9234 24ビット計測デバイスの4つすべてのチャンネルから、最大レートの51.2 kS/sでデータをストリーミングするには、約19.5 Mbpsが必要になります。完全に空いている1つのIEEE 802.11チャンネルは、クリーンなRF環境でこのトラフィックに対応できます。サンプルレートを下げるか、他の802.11チャンネルに別のアクセスポイントを増やすことで、デバイスをさらに追加できます。

Wi-Fi NI CompactDAQデバイスの通信距離はどれくらいですか。

ワイヤレスデータ収集デバイスの通信距離と性能は、IEEE 802.11の仕様により決まります。一般に、オフィス環境では30 mほどの通信距離が実現できると思われますが、壁や各種機器などの障害物によってRF信号は減衰します。見通しのいい環境や屋外環境では100 mの伝送も可能ですが、

距離が長くなると、持続可能な最大収集レートが低下する可能性があります。これらの通信距離はあくまでも目安であり、ワイヤレスルータ、アンテナ、物理的障害物などの条件に大きく左右されます。アクセスポイント、高ゲインアンテナ付ルータ、ワイヤレスリピータを追加することで、ワイヤレスネットワークの通信距離を拡大することができます。一部のルータ/アクセスポイントベンダは、高ゲインアンテナや指向性アンテナとの使用を保証しています。FCC規格Part 15に準拠するためには、ワイヤレスエミッタとアンテナがともに保証されている必要があります。また、多くの市販ワイヤレスルータは、リピータとして使用してWi-Fiネットワークの通信距離を効率的に倍増させることが可能です。

絶縁とは何ですか

絶縁とは、高電圧過渡やノイズにさらされる可能性のあるセンサ信号を、計測システムの低電圧バックボーンから電気的、物理的に切り離すことです。これにより、過渡電圧から保護され、耐ノイズ性が向上し、グラウンドループが除去され、コモンモード電圧除去が改善します。

絶縁の詳細については、「信頼性の高い産業用測定のための絶縁技術」参照してください。

セキュリティ

Wi-Fi NI CompactDAQではどのようなセキュリティ機能を利用できますか。

NI Wi-Fiデバイスは、ネットワーク認証やデータ暗号化などのワイヤレスネットワークセキュリティ規格IEEE 802.11i (通称WPA2 Enterprise) を実装します。認証を行うことによって権限のあるデバイスだけがネットワークにアクセス可能となり、暗号化によってデータパケットが傍受されるのを防ぐことができます。Wi-Fi NI CompactDAQデバイスでは、標準のセキュリティプロトコルを採用することで、既存のITネットワークにワイヤレス計測を安全に加えることが可能です。

128ビットAES暗号化とは何ですか。

AES (Advanced Encryption Standard) は、Wi-Fiネットワーク経由でのデータ送信の安全性を高めるための推奨暗号化アルゴリズムとして、IEEE 802.11iタスクグループによって選ばれたものです。AESでは、TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) やWEP (Wired Equivalent Privacy) などの暗号化規格で使われているRC4アルゴリズムよりはるかに解読しにくい128ビット暗号化を採用しています。FIPS刊行文書197では、これらの要件について詳しく説明しています。政府や軍の関係機関でワイヤレスデータ収集を行う際は、AESを使用してデータを送信することになります。

認証とは何ですか。

ネットワーク認証とは、原則的にクライアントアクセス制御のことです。クライアント (Wi-Fi NI CompactDAQなど) がワイヤレスアクセスポイントに接続するためには、ネットワークによる認証が必要です。認証には、サーバによる認証と事前共有鍵による認証の2つの基本方式があります。多くの企業ネットワークには認証サーバが少なくとも1つはあり、通常RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) が搭載されています。IEEE 802.11i (WPA2) ネットワークは、ポートベースのIEEE 802.1X認証規格とEAP (拡張可能認証プロトコル) を利用して、アクセスを制御しています。Wi-Fi NI CompactDAQデバイスは、LEAP、PEAP、EAP-TLS、EAP-TTLSなど、複数のEAP方式をサポートしています。また、ネットワーク上に認証サーバがない場合は、事前共有鍵を使用することもできます。

ソフトウェア

Wi-Fi NI CompactDAQシステムのプログラミング方法を教えてください。

すべてのWi-Fi/イーサネットNI CompactDAQデバイスは、他のNI PCI、PXI、USB DAQデバイスと同じNI-DAQmxドライバソフトウェアを使用します。NI-DAQmx計測サービスソフトウェアは、構成からプログラミングまで、データ収集システムのあらゆる部分を管理します。このソフトウェアを使用することで、DAQアシスタントを使って計測をすばやく構成、収集し、コードを自動生成して、アプリケーションを短時間で立ち上げることができます。

CompactDAQハードウェア & LabVIEWスタートアップガイド »

Wi-Fi NI CompactDAQデバイスにはどのようなソフトウェアが付属していますか。

NI-DAQmxドライバソフトウェアに加えて、すべてのWi-Fi/イーサネットNI CompactDAQデバイスにはMeasurement & Automation Explorer (MAX) 構成が付属しています。MAXを使用すると、コードを一切書かなくてもWi-Fi/イーサネットデバイスを短時間で構成、テストすることができます。