Häufig gestellte Fragen zur Wireless-Datenerfassung (FAQs)

Allgemeines

• Was ist Wireless-Datenerfassung?
• Was ist der Unterschied zwischen Wireless-Datenerfassung und einem Wireless-Sensor (Knoten)?
• Welche Funktionen bieten Wireless-Datenerfassungsgeräte?
• Welche Module der C-Serie werden in Wireless-Datenerfassungsgeräten von NI unterstützt?
• Welche Stromversorgung ist für Wireless-Datenerfassungsgeräte erforderlich?
• Welche Netzwerktopologien können genutzt werden?
• Was ist im Lieferumfang enthalten?

Leistungsfähigkeit

• Wie schnell können Daten erfasst werden?
• Wie viele Wireless-Datenerfassungsgeräte können gleichzeitig genutzt werden?
• Welche Reichweite erreichen Wireless-Datenerfassungsgeräte?
• Welche Länge ist bei Verwendung von Ethernet-Kabeln möglich?
• Welche Synchronisationsfunktionen stellen Wireless-Datenerfassungsgeräte bereit?
• Was versteht man unter dem Begriff Isolation?

Sicherheit

• Was bedeutet 128-bit-AES-Verschlüsselung?
• Was bedeutet Authentifizierung?

Software

• Wie werden Wireless-Datenerfassungsgeräte programmiert?
• Welche Software wird mit Wireless-Datenerfassungsgeräten ausgeliefert?
• Welche Entwicklungsumgebungen eignen sich für die Wireless-Datenerfassung?

Support und Serviceangebote

• Wie erhalte ich technischen Support für Wireless-Datenerfassungsgeräte?
• Welche Garantieleistungen werden mit Wireless-Datenerfassungsgeräten angeboten?

Weiterführende Informationen

• Interaktive Tour zur NI-Wireless-Datenerfassung
• Webcast: Vereinfachte Fernüberwachung mit NI LabVIEW
• Spezifikationen und Preise vergleichen
  
  

 

Allgemeines

Was ist Wireless-Datenerfassung?

Bei Wireless-Datenerfassung handelt es sich um eine Erweiterung der PC-basierten Datenerfassung um Messanwendungen, bei denen kabelgebundene Lösungen ungünstig bzw. nicht realisierbar sind. Wireless-Datenerfassungsgeräte von National Instruments bieten IEEE-802.11-Übertragung (WLAN), Ethernet-basierte Kommunikation, direkte Sensoranbindung und die Flexibilität von NI LabVIEW für die Fernüberwachung von elektrischen, physikalischen, mechanischen und akustischen Signalen. Mit der Wireless-Datenerfassung werden zwei neue Modulträger für die Mess-, Steuer- und Regelmodule der C-Serie von NI eingeführt. Das NI WLS-9163 ist ein Einmodulträger für die C-Serie und bietet sowohl 802.11b/g- als auch Ethernet-Anbindung an den Host-PC. Der Einmodulträger ENET-9163 stellt nur Ethernet-Anbindung zur Verfügung. Module der C-Serie ermöglichen die direkte Anbindung von Sensoren und integrieren Signalkonditionierung für eine Vielzahl an Messungen, u. a. für Temperatur, Dehnung, Beschleunigung, Strom und Spannung. Sie können in Mess-, Steuer- und Regelanwendungen in Kombination mit verschiedenen Plattformen, u. a. NI CompactRIO, NI CompactDAQ und ein USB-basierter Einmodulträger, eingesetzt werden. Der Modulträger WLS-9163 kann entweder separat oder als Pakte mit Modulen der C-Serie als WLS-9xxx-Gerät erworben werden.

Was ist der Unterschied zwischen Wireless-Datenerfassung und einem Wireless-Sensor (Knoten)?

Im Gegensatz zu den meisten Wireless-Sensornetzwerken sind Wireless-Datenerfassungsgeräte darauf ausgelegt, Daten fortlaufend an einen Host-PC oder Laptop zurück zu übertragen. Ein Wireless-Sensorknoten ist gewöhnlich ein teilweise eigenständiges, batteriebetriebenes Gerät mit geringem Stromverbrauch, das für den langfristigen Einsatz in Anwendungen vorgesehen ist, die Messungen nur alle paar Minuten, Stunden oder Tage erfordern. Wireless-Datenerfassungsgeräte hingegen verhalten sich sehr ähnlich wie ein USB-Datenerfassungsgerät: Ein Host-PC empfängt ständig (in Echtzeit) Daten, so wie sie vom Gerät erfasst werden. Das Datenerfassungsgerät kann batteriebetrieben sein und in langfristigen Anwendungen eingesetzt werden. Das Hauptaugenmerk liegt allerdings auf der Messqualität und nicht auf der Lebensdauer der Energieversorgung (Batterie). Zudem verwendet die Wireless-Datenerfassung den stark verbreiteten Wireless-Netzwerkstandard IEEE 802.11, anstelle von ZigBee oder anderen IEEE-802.15.4-Varianten, da er eine höhere Bandbreite und eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten bietet.

Welche Funktionen bieten Wireless-Datenerfassungsgeräte?

Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte können jeweils ein Messmodul der C-Serie aufnehmen. Die Messungen, Funktionen und Spezifikationen werden vom Typ des C-Serien-Moduls im WLS-9163- oder ENET-9163-Gehäuses bestimmt. Eine gängige 802.11b/g-Funk- oder IEEE 802.3-Ethernet-Verbindung mit 10/100 Mb/s bietet Anschluss an einen Host-PC. Darüber hinaus erlauben zwei digital programmierbare PFI-Kanäle auf der Rückseite eines jeden Geräts Timing- und Synchronisationsfähigkeiten (z. B. gemeinsamer Trigger und Takt) mit anderen Geräten oder externen Ereignissen. 

Welche Module der C-Serie werden in Wireless-Datenerfassungsgeräten von NI unterstützt?

Folgende Module werden vom NI-Wireless-Datenerfassungsgehäuse unterstützt:

Modul	Signal	Kanäle	Abtastrate	Anschlüsse
NI WLS-9211	Thermoelement, 24 bit	4	14 S/s	Schraubklemmen
NI WLS-9215	Spannung, simultane Abtastung, 16 bit	4	100 kS/s/Kanal	Schraubklemmen oder BNC
NI WLS-9219	Universell (11 Modi)	4	100 S/s/Kanal	Steckklemmen
NI WLS-9234	IEPE (Beschleunigungs- aufnehmer und Mikrofone), 24 bit	4	51,2 kS/s/Kanal	BNC
NI WLS-9237	Dehnungsmessstreifen (DMS), 24 bit	4	50 kS/s/Kanal	RJ50

Details, Spezifikationen und Preise der Module »

Welche Stromversorgung ist für Wireless-Datenerfassungsgeräte erforderlich?

Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte benötigen Gleichstromversorgung und sind mit 9- bis 30-VDC-Netzteilen kompatibel. Das im Lieferumfang enthaltene 12-VDC-Netzteil kann zur Stromversorgung des Geräts genutzt werden. Alternativ kann mithilfe des enthaltenen Schraubklemmenadapters jede Spannungsversorgung von 9 bis 30 VDC an das Gerät angeschlossen werden. Die maximale Leistungsaufnahme für ein WLS-9xxx-Gerät beträgt 4,5 W, die typische Leistungsaufnahme liegt niedriger. Wird ein 12-VDC-Netzteil verwendet, liegt die Dauerstromaufnahme für ein WLS-9xxx-Gerät typischerweise zwischen 250 und 350 mA (je nach Modul).

Batterie-/Akkubetrieb sowie Kombinationen mit unterschiedlichen Kapazitäten und Spannungen sind möglich. Ein Akku (8 x 1,5 V, AA, 2400 mAh, NiMH) ermöglicht bei obigem Beispiel gewöhnlich für einen Dauerbetrieb von 6,5 bis 9,5 Stunden. Lithium Ion-based universal laptop batteries can provide longer run times. Wird eine handelsübliche Batterie verwendet, eignet sich das Schraubklemmen-Kit NI 9976 (196739-01) zum Anschluss der Batterieleitungen an das WLS-9163.

Welche Netzwerktopologiekonfigurationen können genutzt werden?

Ein Wireless-Datenerfassungsgerät kann mit einem vorhandenen unternehmensweiten Netzwerk verbunden oder in ein separates Netzwerk mit einem Wireless-Router integriert werden. Wireless-Datenerfassungsgeräte unterstützen WPA Enterprise und WPA2 Enterprise (IEEE 802.11i) innerhalb einer bestehenden IT-Infrastruktur. Wird ein separates Netzwerk eingerichtet, können die Sicherheitsstandards WEP, WPA Personal (WPA-PSK) oder WPA2 Personal (WPA2-PSK) verwendet werden. Wireless-Datenerfassungsgeräte unterstützen auch Ad-hoc- oder Peer-to-Peer-Netzwerke, die keine Router oder Access Points erfordern. Der Rechner des Anwenders kann direkt mit dem Wireless-Datenerfassungsgerät kommunizieren.

Was ist im Lieferumfang enthalten?

Jedes Kit für Wireless-Datenerfassungsgeräte des Typs WLS-9xxx besteht aus:

WLS-9163 (Wireless-Gehäuse für die C-Serie) 12-VDC-Netzteil (länderspezifisches Stromkabel nicht enthalten) Steckverbinder und Anschlussbausatz, Micro-fit (NI 9942) Rutschfeste Gummistandfüße Dipolantenne, 2,4 GHz, 2 dBi, Antennengewinn NI-DAQmx-8.8-Software-CDs für Windows 2000/XP/Vista NI-DAQmx for the NI WLS/ENET-9163 Getting Started Guide

Leistungsfähigkeit

Wie schnell können Daten erfasst werden?

Die Geschwindigkeit, mit der Daten erfasst werden können, wird durch den Typ des im WLS-9163- oder ENET-9163-Gehäuses verwendeten Moduls der C-Serie beschränkt. Das schnellste, derzeit unterstützte Modul der C-Serie ist das NI 9215, das bis zu 100 kS/s simultan an jedem der vier Kanäle erfassen kann. Beide Gehäuse unterstützen die maximale Geschwindigkeit der Module der C-Serie. Die Menge (oder Geschwindigkeit) der erfassbaren Daten hängt u. a. von der Netzwerkauslastung und der RF-Umgebung ab.

Wie viele Wireless-Datenerfassungsgeräte können gleichzeitig genutzt werden?

Die Anzahl an Geräten, die in einem Wireless-Datenerfassungssystem verwendet werden kann, wird letztendlich durch die Spezifikation des IEEE-Standards 802.11g und die im Wireless-Netzwerk bzw. der Wireless-Umgebung verfügbare Bandbreite begrenzt. Vier Dinge sollten berücksichtigt werden, um festzulegen, wie viele Wireless-Datenerfassungsgeräte in einem System platziert werden können: Erfassungsrate, Messtyp, Anzahl der Kanäle und RF-Umgebung. Je schneller Daten erfasst werden, desto mehr TCP/IP-Pakete muss ein Gerät an den WAP oder den Host-PC übertragen. Dasselbe gilt für Messungen mit höherer Auflösung oder für mehr Messkanäle: Die Module der C-Serie verfügen über eine Auflösung von 16 bis 24 bit. Die theoretische Bandbreite des 802.11g beträgt 54 Mbps. Allerdings wird diese Spezifikation in der Praxis auf etwa 20 Mbps begrenzt. Beispielsweise können so die Daten von 3-4 WLS-9234 Modulen (je 16 Kanäle mit 24 Bit) mit der vollen Geschwindigkeit von 51,2 kS/s an einen einzigen WAP übertragen werden.

Welche Reichweite erreichen Wireless-Datenerfassungsgeräte?

Die Reichweite und Leistungsfähigkeit von Wireless-Datenerfassungsgeräten wird von den Spezifikationen des IEEE-Standard 802.11 abgeleitet. Normalerweise ist mit einer Reichweite von 30 m in einer büroähnlichen Umgebung zu rechnen, in der Hindernisse wie z. B. Trennwände und Büroausstattung verschlechtern können. Bei Umgebungen mit Sichtkontakt oder bei Außenbereichen ist ein Übertragungsweg von 100 m möglich. Diese Reichweiten sind Richtwerte und können je nach Wireless-Router, Antenne oder physikalischen Hindernissen stark variieren. Die Reichweite eines Wireless-Netzwerks kann mit zusätzlichen Access Points, Routern mit Hochleistungsantennen oder Wireless-Repeatern ausgedehnt werden. Einige Anbieter zertifizieren ihre Router und Zugangspunkte für den Einsatz mit Hochleistungs- oder Richtantennen. Wireless-Sender und -Antennen müssen zusammen zertifiziert sein, um den Abschnitt15 der FCC-Richtlinien (USA, Kanada) bzw. europäische Richtlinien zu erfüllen. Viele handelsübliche Wireless-Router können auch als Repeater eingesetzt werden, um den Abdeckungsbereich eines Wireless-Netzwerks zu erweitern.

Welche Länge ist bei Verwendung von Ethernet-Kabeln möglich?

Die maximale Kabellänge bei Kabeln für 100 Base-TX Ethernet liegt bei 100 Metern pro Segment. Zusätzliche Netzwerkinfrastruktur (z. B. Switches) können die Reichweite eines Netzwerks ebenfalls erhöhen.

Welche Synchronisationsfunktionen stellen Wireless-Datenerfassungsgeräte bereit?

Zwei digitale PFI-Kanäle an jedem Wireless- oder Ethernet-Datenerfassungsgerät erfassen Start-, Pause- und Referenztrigger. Sie bieten zusätzlich die Möglichkeit, einen Abtasttakt zu importieren oder exportieren, um Messungen so mit anderen Datenerfassungsgeräten oder externen Ereignissen zu synchronisieren.

Was versteht man unter dem Begriff Isolation?

Die meisten Module der C-Serie (einschließlich aller von Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräten unterstützten) bieten Isolation, damit Qualität und Sicherheit von Messungen verbessert werden können.

Durch Isolation werden Sensorsignale, die Transienten und Rauschen mit hohen Spannungen ausgesetzt sein können, elektrisch und physikalisch von der Versorgungsspannung auf der Backplane getrennt. Isolation bietet viele Vorteile, darunter:

• Schutz teurer Ausstattung, des Anwenders und der Daten gegen Transientenspannungen
• Geringe Rauschempfindlichkeit
• Beseitigung von Masseschleifen
• Verbesserte Unterdrückung von Gleichtaktspannungen

Mehr zum Thema Isolation finden Sie im Tutorium Zuverlässige Messungen durch korrekte Anwendung von Isolation in der NI Developer Zone.

Sicherheit

Was bedeutet 128-bit-AES-Verschlüsselung?

Der Advanced Encryption Standard (AES) wurde von der IEEE-802.11i-Arbeitsgruppe als bevorzugter Verschlüsselungsalgorithmus zur Sicherung in Wireless-Netzwerken gewählt. AES nutzt einen 128-bit-Algorithmus, der wesentlich schwerer zu entschlüsseln ist, als der RC4-Algorithums. Dieser wird häufig von älteren Verschlüsselungsstandards, wie Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) und Wired Equivalent Privacy (WEP), wird. Das amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) entschied sich für AES als Verschlüsselungsstandard für alle US-Regierungsbehörden. ((Die Veröffentlichung FIPS publication 197 beschreibt diese Anforderungen detailliert.)

Was bedeutet Authentifizierung?

Bei der Netzwerkauthentifizierung handelt es sich im Grunde um die Client-Zugangskontrolle. Bevor ein Client (etwa ein Wireless-Datenerfassungsgerät) mit einem Wireless Access Point kommunizieren kann, muss er sich im Netzwerk identifizieren. Es gibt zwei grundlegende Arten der Authentifizierung: Serverbasiert und auf Basis der Pre-Shared-Key-Methode. Die meisten unternehmensweiten Netzwerke haben mindestens einen Authentifizierungs-Server, der in vielen Fällen mit RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) arbeitet. Netzwerke auf Basis von IEEE 802.11i (WPA2) nutzen den anschlussbasierten Authentifizierungsstandard IEEE 802.1X und das Extensible Authentication Protocol (EAP) zur Steuerung des Zugangs. Wireless-Datenerfassungsgeräte unterstützen mehrere EAP-Methoden, darunter LEAP, PEAP, EAP-TLS und EAP-TTLS. Das Pre-Shared-Key-Verfahren kann auch eingesetzt werden, wenn im Netzwerk kein Authentifizierungsserver vorhanden ist.

Mehr zur Wireless-Netzwerksicherheit »

Software

Wie werden Wireless-Datenerfassungsgeräte programmiert?

Alle Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte verwenden dieselbe Treibersoftware NI-DAQmx wie zahlreiche andere PCI-, PXI- und USB-Datenerfassungsgeräte von National Instruments. Die Treibersoftware NI-DAQmx steuert jeden Aspekt eines Datenerfassungssystems, von der Konfigurierung bis zur Programmierung. Mithilfe der Software NI-DAQmx können Anwender Messungen schnell konfigurieren und erfassen, indem sie den DAQ-Assistenten einsetzen. Außerdem können sie automatisch Programmcode erzeugen, um schnell mit Anwendungen zu beginnen. NI-DAQmx umfasst auch virtuelle Kanäle, die Rohdaten automatisch in physikalische Einheiten umwandeln. Da dieselbe Treiberschnittstelle zur Programmierung neuer Wireless-Datenerfassungsgeräte eingesetzt werden kann, ist die Einbindung von Wireless-Anbindungen in bestehende Applikationen einfach.

Welche Software wird mit Wireless-Datenerfassungsgeräten ausgeliefert?

Neben NI-DAQmx sind auch die Konfigurationssoftware Measurement and Automation Explorer (MAX) und die Datenprotokollierungssoftware LabVIEW SignalExpress LE in allen Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräten enthalten. Mit dem MAX lassen sich Wireless- und Ethernet-Geräte zügig konfigurieren und testen. LabVIEW SignalExpress ist ein interaktives Messsoftwarewerkzeug zur schnellen Erfassung, Analyse und Darstellung von Daten von hunderten Datenerfassungs- und Messgeräten – und das ohne Programmieraufwand. Mehr über LabVIEW SignalExpress LE erfahren Sie unter ni.com/labview/signalexpress/d.

Welche Entwicklungsumgebungen eignen sich für die Wireless-Datenerfassung?

Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte sind mit Entwicklungsumgebungen kompatibel, die mit NI-DAQmx arbeiten. Darunter sind:

•  LabVIEW 7.x oder höher*
• LabVIEW SignalExpress LE oder höher
• NI LabWindows™/CVI 7.x oder höher
• NI Measurement Studio 7.x oder höher
• ANSI C/C++
• C#
• Visual Basic .NET
• Visual Basic 6.0

*Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte werden von LabVIEW Real-Time nicht unterstützt.

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Support und Serviceleistungen

Wie erhalte ich technischen Support für Wireless-Datenerfassungsgeräte?

NI bietet umfassende Supportoptionen über ni.com/support/d. Sie erreichen unsere Supportingenieure via Telefon, E-Mail oder direkt online über die Website. Darüber hinaus bietet die Website ni.com jedem Kunden eine reichhaltige Palette an Ressourcen – von Hilfestellungen für den Einsteiger bis hin zu Tipps für Experten der Wireless-Datenerfassung. Die Online-Ressourcen beinhalten unter anderem:

• Treiber und Updates für NI-DAQmx und andere Messprodukte zum Herunterladen
• Über 3000 Einträge in der KnowledgeBase
• Produkthandbücher im PDF-Format und Hilfedateien zum Herunterladen
• Mehr als 3000 Beispielprogramme
• Tutorien und Application Notes

Welche Garantieleistungen werden mit Wireless-Datenerfassungsgeräten angeboten?

Für alle Wireless- und Ethernet-Datenerfassungsgeräte gibt es eine Garantie von einem Jahr ab Auslieferungstag auf Verarbeitungs- und Materialfehler. Durch zusätzliche Optionen kann diese Garantie erweitert werden, so dass sich Ihre Wartungskosten über zwei oder mehr Jahre übersichtlich gestalten. Wenden Sie sich dazu an Ihren Vertriebsmitarbeiter von NI.

Weiterführende Informationen

• Interaktive Tour zur NI-Wireless-Datenerfassung
• Webcast: Vereinfachte Fernüberwachung mit NI LabVIEW
• Spezifikationen und Preise vergleichen

Die Marke LabWindows wird unter Lizenz der Microsoft Corporation verwendet. Windows ist ein in den USA und anderen Ländern eingetragenes Warenzeichen der Microsoft Corporation.