选择适合的数据传输技术实现你的数据采集

选择适合的数据传输技术实现你的数据采集

       数据传输技术，这里主要指有线数据采集与无线数据采集的数据传输技术。在您进行数据采集任务之前，您应该清楚地认识到自己应该选择哪种技术。

清楚地认清两种技术的优势 – 有线数据采集或无线数据采集

       使用无线数据采集技术优势非常明显，能够降低安装成本，提高安装及部署的灵活性，维护方便性，同时可方便扩展其它新应用。选择有线数据采集协议的最大原因是带宽。标准的有线以太网与无线IEEE 802.11（Wi-Fi）或IEEE 802.15.4（该协议是ZigBee的基础）相比具有更高的传输速度。如果使用千兆以太网，更能达到1 Gbit/s的速度。

       如果您无需100 Mbit/s以上的带宽，那么考虑到节省成本及安装布署灵活性，维护方便性这三大优势，无线数据采集将是非常理想的选择。

表1. 以太网及无线数据采集技术的带宽、使用范围及功率比较

带宽、使用范围、及功率要求

       在评估无线数据采集技术时需要考虑三个关键因素：带宽、使用范围及功率要求。

       比较Wi-Fi 及基于IEEE 802.15.4的ZigBee标准，Wi-Fi的优势在于带宽，其在IEEE 802.11g协议下的最大比特率为54 Mbit/s，在IEEE 802.11n协议下的最大比特率为150 Mbit/s；而ZigBee在使用距离及发射功率上更具优势。在无线数据采集协议的选择中经常需要这样的权衡。Wi-Fi提供更高的数据传输率，但需要额外的编码；由该编码带来的额外数据需要使用更多的无线传输量，从而带来更大的功耗。在笔记本电脑或智能电话等集成Wi-Fi的系统中尤其凸显带宽与功率间的取舍的重要性，因为这些设备在每次充电后一般只需使用数天时间，但要求提供高速的数据传输。相比之下，基于ZigBee技术的无线传感器网络，却要求在特定电池的驱动下工作数年，但只需间断地传输有限的数据。（美格信的C-node系列的无线数据采集器，使用标配电池可连续工作3~5年）。

       对于基于ZigBee的技术，牺牲带宽可在传输距离上获得10倍的提升。在IEEE 802.11g协议下将带宽从54 Mbit/s降至250 Kbit/s可获得最大1,000 米的传输距离，基于IEEE 802.15.4的协议非常适合用于低速长距的远程监测应用，而Wi-Fi则适合用于更短距离的、高带宽的测量应用。

无线数据采集技术选择中常见的三个问题

       一旦你决定采用无线数据采集技术来实现你的测量任务，那么，你将面临如下三个问题：

1. 测量及带宽，我的应用应该采用哪种无线数据采集技术进行测量？

       您首先需要确定测量类型及测量通道数，因为这些参数决定了最终所需的带宽。例如，在75个通道上以100 S/s的速率传输32位数据需要240 Kbit/S的带宽，接近Zigbee的理论最大带宽。

对于高速测量应用来说，Wi-Fi具有的54 Mbits/s的理论最大比特率可以提供更大的带宽。举例来说，在8个通道上以51.2 kS/s的速率高速传输32位加速度数据，需要13.1 Mbits/s的带宽。

2. 距离要求， 从测量点到数据中心或企业连接点的距离需要多长？

       接下来您需要确定从测量点到网络接入点的传输距离。如果直视距离大于100米，那么需要在Wi-Fi网络中使用中继器。即使传输距离小于100米，RF干扰源，如树或高楼都将降低传输距离。为了确保系统的可靠性，建议在无线数据采集系统的安装前进行实地测量。如果您所需的传输距离超过100米，那么就可以选择ZigBee，美格信的无线数据采集器产品可提供远达1000米的直视传输距离。

3. 可用电源，系统可选的电源是什么？

       选择无线数据采集技术中最后需要考虑的因素是可用电源。对于使用电池供电工作3至5年的、低带宽的应用，ZigBee是理想的选择。中央网关及嵌入式PC要求10至30 V直流电源或太阳能电源供电，然而端节点需要在电池驱动下工作多年。在Wi-Fi中，接入点往往需要电源驱动，而端设备的工作一般由直流电源或太阳能供电。

       回答完以上三个问题，您应该可以轻松地选择合适的无线数据采集技术了。确定您的应用需求是第一步。对于任何无线数据采集网络的安装，您还需要在部署现场分析RF性能。美格信专业技术人员可提供现场调查服务，将确保足够的网络覆盖面、更好的网络性能以及可以通过使用更多的传感器来扩展网络。