基于Wi-Fi的无线数据采集系统研究

论文摘要

数据采集是测量、测控的基础,广泛应用于各类工程领域。传统的数据采集手段多利用数据采集仪进行数据采集,采集仪笨重,功耗高、携带不便。目前的研究成果多局限于有线的数据采集系统,适用于采集环境较好的数据采集任务,而对环境恶劣的实时数据采集已不能胜任。随着社会需求的发展,数据采集的环境更加多元化,采集的数据量更加庞大,数据分析更趋复杂。因此,探究一种新的数据采集手段显得尤为重要。本文针对现行数据采集中存在的问题,在日趋成熟的计算机技术、通信技术以及虚拟仪器技术支撑下,从数据采集的现实需求出发,对基于Wi-Fi的无线数据采集系统进行探索和研究：1.在对有线与无线通信技术性能进行全面分析对比的基础上,确定采用无线方式进行数据通信,并在当前几种主流无线通信技术的范围内,选取优势突出的Wi-Fi无线通信技术。2.在虚拟仪器理念的指导下,从系统设计开发的软硬件环境着手,分别探究了系统的开发平台和前端数据采集模块。鉴于LabVIEW是目前发展最快、使用最广、功能最强的图形化软件开发集成环境,其提供的工具和函数较适用于数据采集、分析、显示和存储,其图形数据显示尤其适合测量、测试领域应用的特点,选取NI公司提供的LabVIEW开发平台。针对NI WLS-9234数据采集模块主要应用于声音和振动领域的数据采集,并且可以通过IEEE 802.11g （Wi-Fi）通信协议将数据以无线方式传输到分布式监控系统的特点,确定采用NI WLS-9234数据采集卡作为系统前端数据采集模块。3.通过MAX软件驱动控制数据采集卡的硬件操作,分别对计算机和数据采集卡的属性信息进行了无线通信配置,经由IEEE 802.11g （Wi-Fi）通信协议建立了两者之间的无线连接。在搭建起数据采集系统整体框架的基础上,采用“化整为零,合零为整”的思想,对数据采集系统软件进行设计开发,先设计系统各个功能的前面板,然后设计各个功能相应的程序框图,用程序框图代码“G”代码实现前面板中的各个功能,进而集成整个系统软件的功能——数据采集、数据分析、数据处理等。4.现场进行了无损检测实验——锚杆锚固质量检测,在多个测量结果中,选出2个具有代表性的检测分析波形,以便对本无线数据采集系统进行检验。实验结果显示,系统数据采集、检测结果与实际情况吻合良好。表明：本无线数据采集系统具有一定的可靠性、实用性和先进性。5.本文探究了一种新的数据采集方法,并将这种新的数据采集手段在无损检测领域进行了有益的尝试。表明这种基于虚拟仪器的无线数据采集系统将会成为无损检测的一个发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本文研究内容
• 2 数据采集及无线通信
• 2.1 数据采集的发展
• 2.2 有线、无线数据采集
• 2.3 Wi-Fi无线通信
• 2.3.1 几种主流无线通信技术
• 2.3.2 Wi-Fi的突出优势
• 3 系统软硬件环境
• 3.1 虚拟仪器支撑环境
• 3.2 LabVIEW开发平台
• 3.3 WLS-9234数据采集卡
• 4 系统设计与实现
• 4.1 建立无线连接
• 4.1.1 硬件驱动
• 4.1.2 仪器控制
• 4.1.3 无线连接
• 4.2 前面板设计
• 4.3 程序框图设计
• 4.4 功能模块实现
• 5 工程应用
• 5.1 锚杆锚固质量检测
• 5.2 检测实验
• 5.3 实验结果
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历