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针对无线传感器网络系统的动态性,介绍了一种在LabVIEW环境中编写的动态显示采集数据的监控软件。阐述了在LabVIEW平台上使用TCP
基于 LabVIEW的无线传感器网络监控软件 33 初始化 以读取4B的过程为例。网关每一次发来的数 据,前面4B存放后面要发送的数据量。如果在读取 用户操作? 这4B时系统超时或者有错误,就表明此TCP端口有 道逍息队列发来数据 问题。这时,或者再次打开端口,或者在用户选择了自 动扫描功能后开始扫描新的P地址。如果用户选择 首次运行? 了自动扫描P,则会进入条件结构的一个分支中,对 当前PP地址进行解析,得出P地址的4位,先以第4 打开(P接 位与255比较,如果≥255,说明第4位已达到最大,进 入条件结构中判断第3位,同时把第4位清0。以此 类推,对P地址的4位进行判断。每一次只增加IP 读取指定TCP端口数据 地址的一位,增加后又组合成P格式的字符串通过函 有无错误? 无 数打开当前P端口。然后在下一次循环中读取此端 (错误表示无节点或者打开 读取数据并显示 口,如果还没有数据或者此端口正在被使用中,则读取 如有 TCP函数会提示错误,再次进入此分支中增加PP地 用户选择了自动杆描P一N 址。此处扫描程序如图4所示。 2.4数据库模块 LabVIEW数据库链接工具包( database connective 读取当前TCP ty toolkit)站在应用层次上可以很方便地操作数据库, IP地址最后一位达到2552 N,P地址最后一位加1 实现数据的保存、修改、删除和查询功能。 LabVIeW 数据工具包只能操作而不能创建数据库,所以必须借 助第三方数据库管理系统,但是考虑到应用方便性,本 I地址第3位达到2552 IP地址第3位加1 最后一位清0 软件使用了 Access数据库。在本系统中先创建一个 数据库文件,对其命名为data,再进行表的设计。每 地址第2位达到2Nm地址第x位细1 个表的字段都一样,这样做主要是为了日后系统升级 第3、4位清0 方便和统一,也便于数据操作,减少编程量。此处设计 N 了10个表用来存放最大的10个节点数据量和操作。 IP地址第1位达到255 IP地址第1位加1 后面3位清0 效据库程序是一个对数据库按输入语言调用的过程程 序,它最大的优势在于利用系统对SQL数据库调用控 提示当前没有可增加节点 件的属性并多次重复调用SQL处理。由于 LabVIeW 图3自动扫描算法流程图 和其他程序之间具备很好的兼容性,故直接调用该数 hmw H CA S 图M 图4扫描程序 34 《测控技术》2012年第31卷第2期 据库程序即可。 地显示WSN的数据采集情况。 3多线程技术 本系统运行时需要实现用户对界面的设计和10 个网关间的并行执行,枚在程序中创建了11个工作线 程。一个是界面响应工作线程,专门负责用户操作元 件库、移动元件及鼠标操作等;其他10个线程并行控 制着10个节点各自的工作。采用多线程技术能够更 好地适应工业生产环境。因为扫描不同网关、读取数 据及数据存储是长年累月运行着的,如果不进行并行 处理,一个操作占用过多时间将会影响其他操作及整 体性能。 采用 LabVIEW编写软件的另一个好处是:Lab- 图6仿真结果 VEW把线程管理、线程间的通信等复杂操作封装起 来,用户不用学习复杂的多线程编程就可以编写多线5结束语 程程序。在 LabVIeW中,图形化编程为开发多线程代 本软件能够方便地监控WSN网关及其传送的节 码带来便利,在数据流的编程环境中,用户可以很容易点数据,它具有1aVEW设计的良好图形界面,无论 地“看到”并行代码,例如两个独立的循环或子Ⅵ就网关P是否已知都能够成功找到通信网关并保存数 代表两段可以并发执行的代码。本设计的软件部分采据,当网络节点消失,用户可以重新搜索其他正在通信 用了多线程的设计思路,将用户对不同网关的操作放的网关并查看保存数据。软件采用 LabVIew编写,可 在不同的线程中,利用 Windows操作系统的多线程机以清楚地看到系统中主程序及调用各个子程序的关 制,使得各个功能模块能够有条不紊地运行。 系,可以确定程序间数据传输方式,给以后的软件维 4软件仿真测试 护、系统升级提供了便利。 参考文献 本仿真测试系统包括软件和硬件两个部分。软件11 Travis J,Kmng. abVIEW大学实用教程[M].第3版乔 包括:WSN监控软件和模仿网关向测试PC机发送数 瑞萍,等译北京:电子工业出版社,2008 据的仿真测试程序。硬件包括:装有监控软件的测试 [2]阮奇桢我和 LabviEw:一个N工程师的十年编程经验 [M].北京:北京航空航天大学出版社,200909 PC机1台(作为接入网络下的信息接收终端),路由[3] Conway j.件工程方法在 LabviEW中的应用[M].罗 器1个,装有仿真测试程序的PC机(作为网关向测试 霄,周毅,译.北京:清华大学出版社,200604 PC机发送数据)3台。仿真系统框图如图5所示。 [4]谢希仁计算机网络[M].第五版北京:电子工业出版 社,20 测试PC机 [5」梁惺彦,和卫星. LabVIEw实现远程数据采集与传输 [J].微计算机信息,204,20(9):44-45 [6]李春雨,郑培,牛亚尊,等. LabvIeW中利用 LabsQL访问 路由器 数据库的实现[J].仪器仪表用户,200,16(2):122- 1 123 网关(PC机 7]张捍东纪文志数据采集系统中的1aVEW数据库访 问技术[门].工业仪表与自动化装置,200,39(4):63- 图5仿真系统框图 8]张红民,李晓峰.基于 LabvIeW的多线程编程技术比较 本系统中适用的网关能够实现与以太网的互联。 研究[J].电子技术应用,2008,34(10):89-91 实现WsN通信协议与TCP/P的转换。故采用PC机 代替仿真测试。网关接收到数据包后进行数据格式转,---1--··- 换数据帧封装等一系列操作,并通过网卡模块将重新 封装好的数据包发送给路由器。路由器通过RJ45端 欢迎订阅2012年《测控技术》 口将数据发送给测试PC机。仿真采集的数据是0 订阅代号:82-533 100之间的十进制数。仿真结果如图6所示。 定价:18.00元/期 图6仿真结果表明,WSN监控软件能够实时直观 “中中专中非非千中

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