A ver.......el problema no es tanto el envío como interpretar lo que recibes, me explico......
Arduino solo puede enviar un byte por el puerto serie, lo que equivale a un carácter, si el dispositivo que recibe los datos por el puerto serie es otro Arduino lo tienes muy sencillo para agrupar los datos en una sola variable y leerla seguidamente como si fuera un solo número, pero si quieres enviar 4, 5, 6 o los dígitos que sea a través del puerto serie de Arduino los tienes que enviar de uno en uno.......el receptor es el que debe agruparlos debidamente y eso se puede conseguir de varias maneras.
Salu2.

Si el avr studio no lo tienes o no te funciona con ese usbasp.......usa avrdude que seguro que te funcionará sin problema, tanto para leer el contenido como para grabarlo en otro micro.
Salu2.

Viendo un poco más a fondo el código del receptor veo que usas el mismo puerto serie para el XBee y para el monitor serial..........es conveniente que no uses el mismo puerto para las dos cosas, puedes crear un puerto en cualquier otra pareja de pines con la librería software serial y usar ese puerto hecho por software para el XBee ya que la conexión al pc de la placa de aruduino no la puedes cambiar y a la fuerza será la de los pines 0 y 1.
Salu2.

Donde pones
if (a == '1')
creo que deberías poner
if (a == 1)
no estás leyendo datos de tipo char del puerto serie, sino bits y bytes.........ya que estás enviando las lecturas digitales y anañlógicas.
Salu2.

Well, for this you can use the "millis" function from Arduino.

Para que el atmega328 funcione con la placa de arduino tendrás que grabarle el bootloader primero, de fábrica no lo lleva a menos que lo hayas comprado expresamente con el bootloader cargado.
Salu2.

Cometes varios fallos en el código:
Al declarar las constantes y las variables no puedes poner un analogRead, tienes que asignar a sv el número del pin analógico que vas a usar, sería simplemente int sv = 0;, en segundo lugar, cuando usas un pin analógico como tal no tienes que declararlo con pinMode, por lo que al final en loop solo tendrías que poner v1 = analogRead(sv) para conseguir lo que quieres, es mucho más sencillo y tú mismo has enrevesado el código más de la cuenta. Ah, y para conseguir números aleatorios usa la función randomSeed, échale un vistazo a la referencia de arduino.
Salu2.

Poder se puede, no sé si influiría en la velocidad de ejecución del programa, de todas formas, el máximo soportado por el atmega328 son 20 MHz así que tampoco hay mucha diferencia.
Salu2.

Así tal como cuentas y sin leer el código que has puesto me suena a que tienes activado el servidor DHCP en el router, en cuyo caso no puedes asignar la IP manualmente al arduino y por eso te funciona cuando no la especificas en el código.......
Salu2.

Como estás alimentando todo el circuito?
SI pones código también sería de gran ayuda para echarte una mano.
Salu2.

A ver.........el arduino que tiene que llevar cargado el programa que comunica con Labview obviamente debe ser el que esté conectado al Pc, la velocidad debe ser la misma que tienes configurada para la comunicación serie del XBee con la placa de Arduino, de 9600 hasta un máximo de 115200 bps.
Sobre la configuración de labview ya te tendrá que contestar otro ya que no uso programas de simulación ni similares......
Salu2.

La librería softserial no funciona solo en los mega y leonardo, para estas placas hay condiciones especiales, pero se puede usar perfectamente en la UNO o en la duemilanove.
También puedes probar la librería newsoftserial, te permite usar comunicación serie en todos los pines del arduino: http://arduiniana.org/libraries/newsoftserial/
Salu2.

La carga de esos condensadores te daría tiempo para guardar lo que sea en la EEPROM, el problema es....¿como guardar en la memoria en qué parte del trabajo te has quedado? No se me ocurre cómo, a lo mejor eso ya lo tienes claro. Detectar cuando cae la tensión es sencillo, basta con que uses la patilla de Vref y le asignas una función de grabado de EEPROM al arduino cuando esa tensión baje de X........
Salu2.

Una Eeprom externa se suele conectar al Arduino por el puerto I2C (pines A4 y A5 en el Arduino UNO) y se usa la librería Wire para escribir y leer de la misma.
Salu2.

Los optoacopladores pueden ser unos PC817 mismo, te pueden valer, soportan hasta 50mA sin problema.
Salu2.