Wi-Fi DAQのよくある質問（FAQ）
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一般
- Wi-Fiデータ集録とは？
- Wi-Fi DAQとワイヤレスセンサの違いは何ですか？
- Wi-Fi DAQデバイスにはどのような機能がありますか？
- NI Wi-Fi DAQではどのCシリーズモジュールがサポートされていますか？
- Wi-Fi DAQではどのような電源が必要ですか？
- どのようなネットワーク構成を使用できますか？
- 各キットには何が含まれていますか？
パフォーマンス
- どれくらいの速度でデータを集録できますか？
- 一度に何台のWi-Fi DAQデバイスを使用できますか?
- Wi-Fi DAQデバイスの通信距離を教えてください。
- どれくらいの長さのEthernetケーブルを使用できますか？
- Wi-Fi DAQではどのような同期機能が使えますか？
- 絶縁とは何ですか？
セキュリティ
ソフトウェア
- Wi-Fi DAQデバイスはどのようにプログラミングしますか？
- Wi-Fi DAQデバイスにはどのようなソフトウェアが付属されていますか？
- Wi-Fi DAQで使用できるアプリケーション開発環境（ADE）を教えてください。
サービス/サポート
一般
Wi-Fiデータ集録とは、PCとデータ集録デバイス間を無線ＬＡＮで接続して、PCベースのデータ集録を行うもので、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 Wi-Fiデータ集録デバイス（DAQ）は、IEEE 802.11ワイヤレス、Ethernet通信、直接センサ接続、およびNI LabVIEWソフトウェアの柔軟性を組み合わせて、電気信号、物理信号、機械的信号、および音響信号のリモート監視を実現します。Wi-Fi DAQでは、NI Cシリーズ計測・制御モジュール用の新しいキャリアを2種類用意しています。NI WLS-9163 Cシリーズシングルモジュールキャリアは、無線LAN（802.11b/g）とEthernetのどちらでもホストPCに接続可能です。ENET-9163は、Ethernetのみに対応しています。Cシリーズモジュールは、信号調節と接続コネクタを内蔵しており、直接センサを接続することができるため、温度、歪み、加速度、電流、電圧など、あらゆる計測に対応します。下図に示すように、キャリアとＣシリーズモジュールはそれぞれ別々に組み合わせて使用できるため、多様な計測/制御アプリケーションに利用できます。例えば、WLS-9163キャリアおよびCシリーズモジュールは別々に購入することも、WLS-9xxxデバイスとしてまとめて購入することも可能です。
参考資料： NI Cシリーズデータ集録デバイスを採用する４つのメリット(PDF)
現在、ワイヤレスセンサやワイヤレスセンサネットワークが製品化され発売されていますが、Wi-Fi DAQはそれらとは異なります。1つ目の違いは、データ転送量と頻度の差です。Wi-Fi DAQデバイスはホストPCにデータを連続的に（リアルタイムで）ストリーミングしますが、ワイヤレスセンサノードは、数分や数時間、あるいは1日に1回、計測してデータ転送します。2つ目は、電力消費量です。ワイヤレスセンサの中には、低電力でバッテリ駆動が可能で、長期使用を前提に設計されているものがあります。3つ目は、無線規格の違いです。Wi-Fi DAQデバイスは普及率の高いIEEE.802.11b/gを採用していますが、ワイヤレスセンサは独自の無線規格やZigBeeを採用しています。
上述の３つの違いを踏まえて、アプリケーションにあった製品を選択することができます。
Wi-Fi/Ethernet DAQデバイスには、それぞれCシリーズ計測モジュールを1台使用できます。機能や仕様は、WLS-9163またはENET-9163キャリア内のCシリーズモジュールのタイプによって決まります。標準の802.11 b/g無線またはIEEE 802.3 10/100 Mb/秒Ethernet接続により、ホストPCに接続します。さらに、各デバイスの背面にある2つのデジタルPFI（programmable function interface）ラインにより、他のデバイスや外部イベントとのタイミングや同期（トリガ、クロック共有など）が行えます。
NI Wi-Fi DAQではどのCシリーズモジュールがサポートされていますか？
NI Wi-Fi DAQキャリアがサポートするモジュールを以下に示します。
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モジュール |
信号 |
チャンネル |
レート |
接続 |
|
熱電対、24ビット |
4 |
14 S/秒 |
ネジ留め式端子 |
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|
電圧、 |
4 |
100 kS/秒/ |
ネジ留め式端子またはBNC |
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|
ユニバーサル |
4 |
100 S/秒/ |
バネ留め式端子 |
|
|
マイクロフォン/加速度、 |
4 |
51.2 kS/秒/ |
BNC |
|
|
歪みセンサ、 |
4 |
50 kS/秒/ |
RJ50 |
Wi-Fi/Ethernet DAQデバイスは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、別売のネジ留め式端子アダプタ（NI 9976）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。WLS-9xxxデバイスに必要な最大入力電源は4.5 Wですが、通常の連続電源要件はそれより低くなっています。12 VDC電源を使用した場合、WLS-9xxx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。
さらにバッテリ駆動も可能です。例えば、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。様々な機能や電圧レベルの他のバッテリを組み合わせることもできます。
ワイヤレスDAQデバイスをセットアップする際は、既存のエンタープライズネットワークに接続するか、ワイヤレスルータを使ってネットワークを構築することができます。既存のネットワークインフラを利用する場合、Wi-Fi DAQデバイスはWPA EnterpriseとWPA2 Enterprise（IEEE 802.11i）をサポートしています。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。また、Wi-Fi DAQデバイスはルータもアクセスポイントも必要のないアドホックまたはピアツーピアネットワークにも対応しているため、コンピュータがワイヤレスDAQデバイスと直接通信できます。
WLS-9xxxワイヤレスデータ集録デバイスの同梱品は以下のとおりです。
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パフォーマンス
データを集録できる速度は、WLS-9163/ENET-9163キャリアで使用するCシリーズモジュールの種類により決まります。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 9215で、4チャンネルのそれぞれにおいて100 kS/秒の同時集録が可能です。いずれのキャリアもNI 9215その他のCシリーズモジュールの最高レートをサポートしています。また、集録できるデータの量（またはレート）は、ネットワークトラフィックとRF環境によっても制約を受けることをご承知おきください。
Wi-Fiデータ集録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。システムで何台のWi-Fi DAQデバイスを使用できるかを決定する際には、集録レート、計測タイプ、チャンネル数、RF環境の4つの要素について検討する必要があります。データを高速で集録するほど、デバイスはより多くのTCP/IPパケットをワイヤレスアクセスポイントまたはホストPCに返すことが必要になります。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。 例として、データ転送量が多いWLS-9234 24ビット1台分のデータ転送量を算出してみます。4チャンネル全てを使用し最高レートの51.2 kS/秒で計測する場合、理論上約4.9 Mbps（=51.2k * 24ビット * 4ch)の転送速度が必要です。802.11gの理論上の帯域幅は54 Mbpsなので、WLS-9234の使用台数の上限は10台程度だとわかります。しかしながら、802.11gの理論上の帯域幅は54 Mbpsですが、現実には様々な制限によって20 Mbps近くになることもあり、この場合上限は4台であることがわかります。
ワイヤレスDAQデバイスの通信距離と性能は、IEEE 802.11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、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。アクセスポイントや高ゲインアンテナ付ルータ、または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。
どれくらいの長さのEthernetケーブルを使用できますか？
100 Base-TX Ethernetケーブルで定義された最大ケーブル長は、セグメントあたり100メートルです。Ethernetスイッチなどのネットワークインフラを追加することによって、ネットワークの範囲を拡大することができます。
各Wi-Fi/Ethernet DAQデバイスにある2つのデジタルPFIラインは、開始、一時停止、および基準トリガの各機能を提供します。また、計測を他のDAQデバイスや外部イベントと同期させるためのサンプルクロックをインポートしたりエクスポートする機能も備えています。
多くのCシリーズモジュール（Wi-Fi/Ethernet DAQ対応モジュールを含む）には、計測の品質と安全性を高めるため、絶縁機能が搭載されています。
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。絶縁を行うと、以下のようなメリットがあります。
- 高価な機器、ユーザ、データの過渡電圧からの保護
- グラウンドループの除去
- コモンモード電圧除去性能の強化
絶縁に関する詳細については、NI Developer Zoneのチュートリアル： 工業計測に必要な高い信頼性を実現する絶縁技術 を参照してください。
セキュリティ
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。実際に米国標準技術局（NIST）は、全ての米国政府機関における暗号化標準としてAESを採用しました。（FIPS publication 197では、これらの要件について詳しく説明しています。）政府系機関でワイヤレスデータ集録を行う際は、AESを使用してデータを送信することになります。
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です。クライアント（Wi-Fi DAQデバイスなど）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 8.2.11i（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 DAQ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 DAQデバイスはどのようにプログラミングしますか？
全てのWi-Fi/Ethernet DAQデバイスは、ナショナルインスツルメンツの他のPCI、PXI、USBデータ集録デバイスと同じNI-DAQmx計測サービス/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、DAQシステムのあらゆる部分を管理するもので、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、集録し、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。NI-DAQmxには、生データを工学単位に自動的にスケーリングする仮想チャンネルもあります。新しいWi-Fi DAQデバイスも同じドライバAPIでプログラミングできるため、既存のアプリケーションへのワイヤレス接続機能の統合も簡単です。
Wi-Fi DAQデバイスにはどのようなソフトウェアが付属されていますか？
NI-DAQmxドライバソフトウェアに加えて、全てのWi-Fi/Ethernet DAQデバイスにMeasurement ＆ Automation Explorer（MAX）構成ソフトウェアとLabVIEW SignalExpress LEデータロギングソフトウェアが付属されています。MAXを使用すると、コードを一切書かなくてもWi-Fi/Ethernetデバイスを短時間で構成、テストすることができます。NI LabVIEW SignalExpress は、あらゆるデータ集録ボードや計測器などからのデータ集録、解析、表示をプログラミングなしですばやく実行できる、対話式の計測ソフトウェアツールです。LabVIEW SignalExpress LEの詳細は、こちら（ni.com/labview/signalexpress/）でご覧いただけます。
Wi-Fi DAQで使用できるアプリケーション開発環境（ADE）を教えてください。
Wi-Fi/Ethernet DAQデバイスは、以下のようなNI-DAQmx互換開発環境に対応しています。
- LabVIEW 7.x以上*
- LabVIEW SignalExpress LE以上
- NI LabWindows™/CVI 7.x以降
- NI Measurement Studio 7.x以降
- ANSI C/C++
- C#
- Visual Basic .NET
- Visual Basic 6.0
*Wi-Fi/Ethernet DAQデバイスは、LabVIEW Real-Timeには対応していません。
LabVIEWソフトウェアを体験
30日間有効のLabVIEW SignalExpress評価版をダウンロード
Measurement Studio評価版ソフトウェアをダウンロード
サービス/サポート
Wi-Fi DAQデバイスの技術サポートを利用するにはどうしたらよいですか？
NIでは、充実したサポートオプションをオンラインで提供しています。NIの技術者が電話、Eメール、オンライントラブルシューティングによるサポートを提供します。また、弊社WebサイトではWi-Fi DAQの初心者からエキスパートまで、あらゆるレベルのユーザに対応した情報を掲載しています。NIが提供しているオンラインリソースには以下のようなものがあります。
- NI-DAQmxをはじめとする各種計測製品のドライバおよびアップデートのダウンロード
- 3,000項目を超える技術サポートデータベース
- オンライン製品マニュアル（ヘルプファイルとPDFをダウンロード可能）
- 3,000種類以上のサンプルプログラム
- チュートリアルおよびアプリケーションノート
Wi-Fi DAQデバイスの保証はどのようになっていますか？
全てのWi-Fi/Ethernet DAQデバイスは、製品の納品日から1年間、素材および製造技術上の欠陥について保証されます。2年以上にわたり定額で保証を受けられる延長保証オプションもあります。詳細については、NI営業担当者までお問い合わせください。
その他関連リソース
Webイベント： NI LabVIEWおよびWi-Fi I/Oを使用したシンプルなリモート監視
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法律関連事項
本チュートリアル（以下「チュートリアル」という）は、National Instruments（以下「NI」という）によって作成されたものです。本チュートリアルは、NIにてサポートされていますが、本チュートリアルの内容に関するテストや検査が完全に行われていない可能性があり、チュートリアルの品質について、もしくは、関連製品およびドライバの各改訂版に対するサポート継続については、何らの保証も適用されません。本チュートリアルは、いかなる保証もなく「作成された状態のまま」で提供されており、ni.com/jpの使用条件に特別に規定されている特定の制約事項に従うものとします。 (http://ni.com/legal/termsofuse/japan/ja/)