光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)與虛擬儀器相結(jié)合，豐富了虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu)類型;同時(shí)虛擬儀器也極大地強(qiáng)化了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的功能。因光纖光柵傳感系統(tǒng)對(duì)虛擬儀器系統(tǒng)切入點(diǎn)的不同，產(chǎn)生了不同形式的虛擬儀器結(jié)構(gòu)。
采用接口卡與FBG查詢儀通信的虛擬儀器
光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的虛擬儀器基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。在圖2中，光纖光柵查詢系統(tǒng)中的波長(zhǎng)檢測(cè)電路和計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為波長(zhǎng);而波長(zhǎng)直接與溫度、應(yīng)變等物理量成一定比例。在這個(gè)基礎(chǔ)上用戶可以直接開(kāi)發(fā)LabVIEW環(huán)境下的應(yīng)用程序，例如通過(guò)溫度判斷被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)，通過(guò)應(yīng)變分析被測(cè)對(duì)象的變形等。
直接用DAQ設(shè)備控制FBG解調(diào)的虛擬儀器，數(shù)據(jù)采集(DAQ)是指測(cè)量：電壓、電流、溫度、壓力、聲音、編碼數(shù)據(jù)等電氣或物理現(xiàn)象的過(guò)程。其DAQ應(yīng)用為測(cè)量及可視化、數(shù)據(jù)日志記錄、控制、自動(dòng)化測(cè)試及監(jiān)控等領(lǐng)域。超大容量光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀采用DAQ設(shè)備直接控制FBG傳感器解調(diào) 。
而系統(tǒng)的運(yùn)行為：用高功率寬帶光源，經(jīng)光開(kāi)關(guān)接通1路標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)信號(hào)和第1組7路FBG傳感器。FBG傳感器反射回的光經(jīng)過(guò)3dB耦合器引入到可調(diào)諧腔中，濾波后再由光探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。8路信號(hào)一起接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡(如可選PCI-4472型，它為24位的8通道同步數(shù)據(jù)采集卡)。LabVIEW將模數(shù)轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解調(diào)，然后轉(zhuǎn)換為被測(cè)量的物理量，再進(jìn)行顯示、分析和存儲(chǔ)。第1組傳感器信號(hào)采樣以后，由程序控制光開(kāi)關(guān)依次切換到后面各組傳感器。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)多功能數(shù)據(jù)采集卡(如可選PCI-6024型)輸出數(shù)字信號(hào)對(duì)光開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制;并輸出頻率可調(diào)的三角波信號(hào)對(duì)壓電換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
光纖傳感網(wǎng)與無(wú)線傳感網(wǎng)的融合
我國(guó)幅員遼闊，經(jīng)常有待監(jiān)測(cè)的同種類型的大型設(shè)施分布在一個(gè)很大的區(qū)域的情況。在實(shí)際工程中需要由若干個(gè)距離在10公里以上的子網(wǎng)組成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，以便實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)。光纖傳感網(wǎng)絡(luò)盡管有利用光纖低損耗傳輸?shù)奶攸c(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，但在某些缺乏通信基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)，沒(méi)有現(xiàn)成可用的光纜來(lái)實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)的互通。在這種情況下，專門鋪設(shè)光纜的成本是非常昂貴的。因此在子網(wǎng)之間通過(guò)無(wú)線鏈路進(jìn)行互通有很強(qiáng)的實(shí)用性。
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