采用LabVIEW和NI無線傳感器網絡監測一座12世紀的名勝古跡

　　在這座具有歷史意義的教堂改造完成后，基金會意識到遺跡需要連續監測從而保護教堂不受環境衰退的侵害。因此，小組開發了一套實驗性的方案用于監測教堂的環境參數，包括如下幾方面：

　　· 教堂中殿內部17個位置的空氣溫度以及相對濕度

　　· 教堂外部的空氣溫度和相對濕度

　　· 一套位于教堂上部的微型氣象站的數據采集系統

　　· 結構振動的測量

　　教堂的保護團隊決定將這些測量數據存儲于一臺位于教堂內部的中央計算機，數據將被傳送到遠程站點用以觀察和管理。另外，還需要安裝一個紅外入口探測器、一個火警探測器以及一個用于遙控外部設備的裝置。

　　團隊選擇 LabVIEW來管理整個系統以及同時執行多個進程。他們同時選擇了NI WSN技術用于測量溫度和濕度參，以及入口探測器，火警探測器和制動器。此外團隊使用NI WLS-9163 Wi-Fi模塊結合三軸加速計來測量結構振動。

　　團隊最大的挑戰來自于線路的安裝與傳感器的隱藏，要在不妨礙遺跡外觀的同時保持良好的無線電信號，由于遺跡石墻和柱子的存在，這是很困難的。圖1描述了教堂中殿的傳感器網絡的大概位置。

　　Figure 1: 節點貢獻計劃

　　團隊在與中殿相連的小房間內安裝了兩個NI WSN-9791網關，基于美觀的考慮，將他們從人群的視野當中巧妙的隱藏了。然而，隱蔽的節點與中央計算機之間無線信號質量就變差了。為解決這一問題，團隊放置了高增益的外部天線(9 dB)并為兩個網關使用了1.5米的延長線，將天線的放置靠近木門的內框上，如圖2所示。

　　團隊使用了低功耗和易于連接的NI WSN-3202 模擬輸入節點，以及型號為為HMP50的溫度與濕度計。這一裝置每10秒鐘讀取一次溫度和濕度度值，計算每分鐘內的平均值，并將其傳給網關。只有在檢測到變化的時候，數字輸入(通道0和1)才會發送數據。只有當網關發送指令時數字輸出才會被激活，然后連接到特定位置的固態繼電器上。

　　起初，遺跡保護團隊安裝WSN-3202節點時沒有使用保護性外殼，如圖3所示。后來，團隊安裝節點時使用了可以著色容易隱藏的防水外殼。這樣可以選擇無線信號更好的位置。

　　團隊使用LabVIEW管理測量系統，開發了一套基于多線程的應用程序，可以同時執行若干進程。這些進程包括如下任務：

　　Figure 2: 測量節點