| 무선 센서 네트워크 (WSN)는 노드, 게이트웨이, 소프트웨어 세 가지 요소로 구성됩니다. 공간적으로 분산된 측정 노드는 자산 또는 환경을 모니터링하기 위해 센서와 인터페이스합니다. 수집된 데이터는 게이트웨이에 무선으로 전달되므로 소프트웨어를 사용하여 측정 데이터를 수집, 처리, 분석 및 디스플레이하는 유선 방식으로 연결을 제공합니다. 라우터는 WSN에서 길이를 확장하고 안정성을 증대하기 위한 특수 유형의 측정 노드입니다. |
바로가기: WSN 아키텍처 | 게이트웨이 | 측정 노드 | 소프트웨어
WSN 아키텍처
NI WSN 플랫폼은 LabVIEW 개발 환경을 통해 광범위한 NI 플랫폼에 접근함으로써 간단한 독립 무선 모니터링 네트워크를 구축하거나, 완벽하게 통합된 유/무선 측정 솔루션을 구축하는 유연성을 제공합니다.
기본 WSN 아키텍처
대부분의 WSN 어플리케이션의 경우, 분산 측정 노드가 데이터를 수집하고 본 측정을 게이트웨이로 송신하는 기본적인 네트워크 아키텍처를 구축할 수 있습니다. (그림 1)
그림 1. WSN 어플리케이션에서 분산 측정 노드가 데이터를 수집하고 측정을 게이트웨이로 전송하는 네트워크 아키텍처를 구축할 수 있습니다.
WSN 이더넷 게이트웨이를 Windows 기반 머신이나 LabVIEW Real-Time 컨트롤러 (그림 2)에 연결할 수 있습니다. Windows 기반 머신은 PC이거나 Windows용 LabVIEW를 실행하는 임베디드 PC가 될 수 있습니다. 즉 무선 데이터 로깅 기능을 모든 Windows 기반 시스템에 추가할 수 있다는 뜻입니다. NI CompactRIO 또는 기타 프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러 (PAC) 등의 LabVIEW Real-Time 컨트롤러에 연결하면 사용자는 무선 측정을 유선 측정 또는 컨트롤 어플리케이션과 나란히 위치시킬 수 있습니다. 호스트 컨트롤러에서 실행되는 LabVIEW 소프트웨어로 센서 네트워크로부터 측정 데이터를 수집, 처리, 분석 및 표현할 수 있습니다.
그림 2. WSN 이더넷 게이트웨이를 Windows 기반 머신 또는 LabVIEW Real-Time 컨트롤러에 연결할 수 있습니다.
WSN 아키텍처 개선
NI 플랫폼을 사용하면 WSN 아키텍처를 한층 더 맞춤화하고 개선할 수 있습니다. 이더넷 연결의 유연성을 사용하여 다른 디바이스 및 기능을 WSN 시스템에 추가할 수 있습니다. 이는 데이터베이스와 서버 같은 기업 레벨의 디바이스부터 유선 I/O, 컨트롤 시스템 또는 타사 WSN 제품까지 다양합니다. LabVIEW Real-Time으로 게이트웨이에서 임베디드 데이터 로깅과 개방형 통신을 진행할 수 있으며, LabVIEW WSN Module로 노드 레벨에서 노드 맞춤화 및 로컬 의사 결정을 수행할 수 있습니다.
그림 3. NI WSN용 하드웨어 맞춤화 및 소프트웨어 개선을 위한 여러가지 옵션이 있습니다.
LabVIEW 통합은 유선 측정 시스템의 기능을 개선합니다. LabVIEW의 보편적인 고급 처리 및 시각화 처리 기능 이외에도 LabVIEW 웹 서비스는 웹 서버 (NI 9792에 통합된 웹 서버 등)에 측정 데이터를 게시하는 기능을 제공하므로 어느 곳에서라도 가상으로 WSN에 편리한 원격 액세스를 제공합니다. 이같은 시스템 아키텍처로 NI WSN을 사용하여 데이터를 신속하고 편리하게 수집할 수 있으며 데이터를 서버에서 처리하고 수용할 수 있으며 그 후 iPhone 또는 노트북과 같은 무선 스마트 디바이스에서 편리하게 원격으로 데이터에 액세스할 수 있습니다.
바로가기: WSN 아키텍처 | 게이트웨이 | 측정 노드 | 소프트웨어
게이트웨이
NI WSN 시스템에서 게이트웨이는 노드 인증, 메세지 버퍼링, IEEE 802.15.4 무선 네트워크에서 유선 이더넷 네트워크로 연결을 담당하는 네트워크 조정자 역할을 하며 여기에서 사용자는 다양한 NI 소프트웨어를 사용하여 데이터를 수집, 처리, 분석 및 표현할 수 있습니다. WSN에서 각 다른 무선 채널에서 통신하는 여러 개의 게이트웨이를 사용할 수 있습니다. 채널은 소프트웨어에서 선택가능합니다. 8개의 WSN 엔드 노드 (스타 토폴로지) 또는 최대 36개 WSN 노드 (메시 토폴로지)를 WSN 게이트웨이에 연결할 수 있습니다. NI WSN을 위한 두 개의 게이트웨이 옵션이 있습니다.
| 프로그래밍 가능한 게이트웨이 | 이더넷 게이트웨이 | ||
 |  | ||
 | 프로그래밍 가능한 게이트웨이
|
NI 9792는 LabVIEW Real-Time 컨트롤러와 WSN 게이트웨이이며, 임베디드 무선 데이터 로깅에 이상적인 제품입니다. 듀얼 이더넷 포트가 있는 9792는 또한 기업 레벨 디바이스 및 유선 I/O, 컨트롤 시스템 또는 타사 WSN 제품과 통신합니다. 이같은 고성능 산업용 컨트롤러에는 533 MHz 프로세서, 2GB 온보드 스토리지, 2.4 GHz IEEE 802.15.4 라디오가 있어 최대 36개의 분산 NI WSN 측정 노드 (메시 구성)와 통신합니다. 통합된 웹 서버를 사용하면 WSN 시스템으로부터 데이터에 원격 접근할 수 있습니다. | |
 | 이더넷 게이트웨이
|
NI WSN-9791 이더넷 게이트웨이는 온보드 스토리지 또는 프로그래밍 가능한 기능을 제공하지 않는 패스스루 (pass-through) 디바이스입니다. 본 게이트웨이에는 센서 네트워크로부터 측정 데이터를 수집하기 위한 2.4 GHz, IEEE 802.15.4 라디오와 Windows 또는 LabVIEW Real-Time 호스트 컨트롤러에 유연성있는 연결을 제공하기 위한 10/100 Mbit/s 이더넷 포트가 있습니다. | |
바로가기: WSN 아키텍처 | 게이트웨이 | 측정 노드 | 소프트웨어
측정 노드
NI WSN 측정 노드는 직접 센서 연결, 안정적인 통신, 산업용 등급을 갖추고 있습니다. 디바이스는 배터리로 전원 공급되므로 4개의 AA 배터리에서 최고 3년 수명을 제공하며, 디바이스를 NI 실외 엔클로저와 통합하여 장기간 실외 배포에 사용할 수 있습니다. 또한 WSN 디바이스용 LabVIEW 드라이버를 사용하여 타사의 WSN 게이트웨이와 노드를 측정 시스템에 추가할 수 있습니다. 각 노드는 프로그래밍 가능/프로그래밍 가능하지 않은 버전을 제공합니다. 프로그래밍 가능한 노드가 있으면 LabVIEW WSN Module과 그래픽 기반 프로그래밍을 사용하여 노드의 동작을 직접 구성할 수 있습니다. 본 문서의 소프트웨어 섹션에서 LabVIEW WSN의 기능에 대해 더 자세히 살펴보십시오.
| 아날로그 입력 측정 노드 | 열전쌍 입력 측정 노드 | ||
 | | ||
 | NI WSN-3202 아날로그 입력 측정 노드
|
NI WSN-3202 측정 노드는 4개의 ±10 V 아날로그 입력 채널과 4개의 양방향 디지털 채널을 제공하는 무선 디바이스로써, 입력, 싱킹 출력 또는 소싱 출력을 채널별로 구성할 수 있습니다. 18-포지션 스크류 터미널 커넥터는 센서에 직접 연결을 제공하며, 12 V, 20 mA 센서 전원 출력을 제공하므로 외부 전원을 요구하는 센서를 구동하는 데 사용할 수 있습니다. 4개의 1.5 V, AA 알카라인 전지로 측정 노드에 전원 공급하거나 (최대 3년 배터리 수명), 9 ~ 30 V 공급 (불포함)으로 노드에 외부 전원을 공급할 수 있습니다. | |
| NI WSN-3212 열전쌍 측정 노드
|
NI WSN-3212 측정 노드는 4개의 24-비트 열전쌍 입력 채널과 4개의 양방향 디지털 채널을 제공하는 무선 디바이스로써, 입력, 싱킹 출력, 또는 소싱 출력을 채널별로 구성할 수 있습니다. 18-포지션 스크류 터미널 커넥터는 J, K, R, S, T, N, B, 및 E 열전쌍 유형으로 직접 연결을 제공합니다. 4개의 1.5 V, 일회용 AA 알카라인 전지로 측정 노드에 전원 공급하거나 (최대 3년 배터리 수명), 9 ~ 30 V 공급 (불포함)으로 노드에 외부 전원을 공급할 수 있습니다. | |
바로가기: WSN 아키텍처 | 게이트웨이 | 측정 노드 | 소프트웨어
소프트웨어
무선 센서 노드를 프로그래밍하기 위해서는 임베디드 시스템에 대한 지식이 필요하며 업체에서 선택한 특정 텍스트 기반 언어를 이해해야 합니다. LabVIEW WSN Pioneer로 데이터를 수집하고 처리하는 어플리케이션 개발을 위한 업계 표준이 된 동일한 그래픽 기반 프로그래밍 방식을 사용하여 NI 무선 센서에 지능을 추가할 수 있습니다. 또한 LabVIEW WSN Pioneer는 C 코드를 노드에서 실행하는 그래픽 코드와 통합하는 유연성을 제공하므로 알고리즘을 재사용할 수 있습니다.
 | LabVIEW WSN Module Pioneer
|
NI LabVIEW Wireless Sensor Network (WSN) Module Pioneer를 사용하면 LabVIEW 그래픽 기반 프로그래밍 환경을 확장하여 임베디드 어플리케이션을 생성하고 프로그래밍 가능한 NI WSN 측정 노드에 배포할 수 있습니다. LabVIEW WSN Module Pioneer를 사용하여 노드 동작을 최적화하여 배터리 수명을 연장하고, 맞춤 분석을 수행하며, 프로그래밍 가능한 NI WSN 측정 노드에서 의사 결정을 임베드하십시오. | |
 | LabVIEW로 지능형 무선 센서 네트워크 구축하기NI LabVIEW 소프트웨어로 전체 무선 센서 네트워크 (WSN) 시스템을 구축하는 방법을 살펴보십시오. NI WSN 하드웨어를 모든 Windows 또는 임베디드 LabVIEW Real-Time 시스템에 추가하여 유무선 솔루션을 구축할 수 있습니다. 또한 그래픽 기반 프로그래밍으로 NI WSN 측정 노드에 지능을 임베드할 수 있습니다. |