光纖光柵傳感網(wǎng)絡與虛擬儀器相結合，豐富了虛擬儀器的硬件結構類型;同時虛擬儀器也極大地強化了光纖光柵傳感網(wǎng)絡的功能。因光纖光柵傳感系統(tǒng)對虛擬儀器系統(tǒng)切入點的不同，產(chǎn)生了不同形式的虛擬儀器結構。
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)絡的虛擬儀器基本結構示意圖如圖2所示。在圖2中，光纖光柵查詢系統(tǒng)中的波長檢測電路和計算機內(nèi)的軟件將檢測到的信號轉換為波長;而波長直接與溫度、應變等物理量成一定比例。在這個基礎上用戶可以直接開發(fā)LabVIEW環(huán)境下的應用程序，例如通過溫度判斷被測對象的狀態(tài)，通過應變分析被測對象的變形等。
直接用DAQ設備控制FBG解調(diào)的虛擬儀器，數(shù)據(jù)采集(DAQ)是指測量：電壓、電流、溫度、壓力、聲音、編碼數(shù)據(jù)等電氣或物理現(xiàn)象的過程。其DAQ應用為測量及可視化、數(shù)據(jù)日志記錄、控制、自動化測試及監(jiān)控等領域。超大容量光纖光柵傳感網(wǎng)絡分析儀采用DAQ設備直接控制FBG傳感器解調(diào) 。
而系統(tǒng)的運行為：用高功率寬帶光源，經(jīng)光開關接通1路標準波長信號和第1組7路FBG傳感器。FBG傳感器反射回的光經(jīng)過3dB耦合器引入到可調(diào)諧腔中，濾波后再由光探測器轉換為電信號。8路信號一起接入計算機系統(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)轉換以后的信號進行波長解調(diào)，然后轉換為被測量的物理量，再進行顯示、分析和存儲。第1組傳感器信號采樣以后，由程序控制光開關依次切換到后面各組傳感器。而計算機系統(tǒng)內(nèi)多功能數(shù)據(jù)采集卡(如可選PCI-6024型)輸出數(shù)字信號對光開關進行控制;并輸出頻率可調(diào)的三角波信號對壓電換能器進行驅(qū)動。
光纖傳感網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)的融合
我國幅員遼闊，經(jīng)常有待監(jiān)測的同種類型的大型設施分布在一個很大的區(qū)域的情況。在實際工程中需要由若干個距離在10公里以上的子網(wǎng)組成更大規(guī)模的網(wǎng)絡，以便實現(xiàn)集中監(jiān)測。光纖傳感網(wǎng)絡盡管有利用光纖低損耗傳輸?shù)奶攸c可以實現(xiàn)長距離組網(wǎng)的優(yōu)勢，但在某些缺乏通信基礎設施的地區(qū)，沒有現(xiàn)成可用的光纜來實現(xiàn)子網(wǎng)的互通。在這種情況下，專門鋪設光纜的成本是非常昂貴的。因此在子網(wǎng)之間通過無線鏈路進行互通有很強的實用性。
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