第四次无线传感器网络实验.doc

南昌航空大学实验报告

二O 一六年四月20 日

课程名称：无线传感器网络实验名称：CC2530 数据采集及AD 转换实验班级：姓名：

指导教师评定：签名：

一、实验目的

1. 通过实验掌握CC2530 芯片GPIO和AD转换寄存器的配置方法

2. 掌握AD 转换函数程序的编程方法

3. 掌握光敏传感器的操作使用

4. 掌握光照传感器采集程序的编程方法

二、实验内容

1. 在IAR 集成开发环境中编写光照传感器采集程序，设计实验检测光照的

强度，通过AD转换将光照强度通过串口调试助手显示出来。

三、基础知识

1. 光照传感器介绍

采用GL7516 光敏电阻进行光照强度的检测。光敏电阻式一种半导体材料制成的电阻，其电导率随着光照度的变化而变化。利用这一特性可以制成不同形状和受光面积的光敏电阻。GL7516 就是其中的一种，光越强阻值越大。

光敏电阻工作原理简介：

本实验采用光敏电阻来采集光照度信息。它的工作原理是基于光电效应。

在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电

阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子‐空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。

2. 光照传感器的接口电路

光照传感器的接口电路如下图所示。通过CC2530 的AD 口，采集光照传感器和固定电阻分压后的电压值，从而感知光照传感器随光强变化的情况。

3.AD 转换寄存器

CC2530的ADC支持14位模拟数字转换，转换后的有效数字位高达12位。ADC 包括一个8路独立可配置通道的模拟多路转换器和一个参考电压发生器。CC2530的ADC转换结果可以通过DMA方式写入存储器，也可直接读取ADC寄存器获取。CC2530的ADC具有多种不同的运行模式。

CC2530的P0口可作为ADC输入，其中AIN0～AIN7分别对应P0.0～P0.7。ADC 输入可配置成单端或差动输入，如选择差动输入，则对应的输入分别为AIN0～AIN1、AIN2～AIN3、AIN4～AIN5、AIN6～AIN7，需要注意引脚电压不能为负电压，也不能大于VDD。在差动输入中，每个差动输入的转换模式是不一样的。除了AIN0～AIN7作为ADC输入之外，片内温度传感器也可以作为测量温度的ADC输入，AVDD5/3电压同样可以作为一个ADC输入。AVDD5/3作为ADC输入主要用于电池测量，需要注意的是不能以待测的电池电压作为参考电压。

CC2530ADC有两种转换方式，第一种是连续转换，此时需要配置ADCCON1 和ADCCON2 寄存器，寄存器APCFG的设置将会影响连续序列转换的通道数，CC2530的8路ADC输入不一定要求全部设置为模拟输入。如果只用到了序列转换中的部分通道，可以屏蔽APCFG寄存器中其他通道的相应模拟输入位，此时该通道在转换时将被跳过；第二种是单次转换，此时只需要配置寄存器ADCCON3 即可。

（具体寄存器配置见数据手册）

4. 实验说明

P0DIR=0;//定义P0口为输入口，光照传感器接P0_0口

ADCIF=0;//中断转换标志位

ADCCON3=0xA0;//参考电压选为电源电压3.3伏，10位精度，单通道AIN0

四、实验过程

1. 连接仿真器到插接着光照传感器板的CC2530节点；同时连接好USB

转串口线，并对USB232排针用短接冒短接；

2. 参照实验一中 IAR 新建工程及设置的方法，新建一个工程LIGHT，

并修改LIGHT 的工程设置；

3. 创建light.c 和sensor.c并加入到工程LIGHT 中；具体代码见后面

截图；

4. 编译LIGHT工程，成功后，下载并运行。CC2530会循环采集光照传

感器和固定电阻分压后的电压值，转换为光照度（不精确），并通过串口发送出来；PC虚拟机中通过串口调试助手观察光照传感器的值，可对光敏传感器进行适当遮挡并观察串口调试助手中输出的光照度的变化。

5. 源代码

/************* light.c **************/

#include

#include

#define uint16 unsigned int

extern void Sensor_PIN_INT(void);

char uart_buffer;

void Delayms(uint16 xms)//i=xms延时毫秒

{

uint16 i,j;

for (i=xms; i>0; i--)

for (j=1175; j>0; j--);

}

void UartTX_Send_String(char *Data,int len)//串口发送函数

{

int j;

for(j=0;j

{

U0DBUF = *Data++;

while(UTX0IF == 0);

UTX0IF = 0;

}

}

void UartTX_Send_Data(char Data,int len)//串口发送函数{

int j;

for(j=0;j

{

U0DBUF = Data++;

while(UTX0IF == 0);

UTX0IF = 0;

}

}

#pragma vector=URX0_VECTOR//uart0中断函数

__interrupt void uart0(void){

URX0IF = 0;//清中断标志

P1_0=~P1_0;

uart_buffer = U0DBUF;

UartTX_Send_Data(uart_buffer,1);

}

float Read_LightSensor()//读出AD口的数据

{

float result;

uint16 U;

uint16 m;

P0DIR=0;//定义P0口为输入口

ADCIF=0;//中断标志位

ADCCON3=0xA0;//参考电压选为电源电压3.3伏 while(!ADCIF);//等待

U=ADCL;

m=ADCH;

U|=m<<8;//把存储结果转化为10进制数值

U>>=6;

result=(U*3.3)/512;//计算实际电压值

result=8163-(result*2700);//计算光照的数据 if(result < 0)

result=0;

return result;

}

char buftestSensor[10];

char *LightSensor(void)

{

static float v;

v=Read_LightSensor();

sprintf(buftestSensor,"%3.lf",v);

return buftestSensor;

}

void main(void)

{

char *res;

Sensor_PIN_INT();

UartTX_Send_String("Testing...\r\n",12);

while(1){

P1_0=~P1_0;

res=LightSensor();

UartTX_Send_String("LIGHT = ",8);

UartTX_Send_String(res,10);

UartTX_Send_String("\r\n",2);

Delayms(3000);

}

}

/************* sensor.c ************/

#include

void Sensor_PIN_INT(void)

{

P1DIR |= 0x01;//设置P1.0为输出方式

P1_0 = 1;//熄灭LED

CLKCONCMD &= ~0x40;//选择32M晶振

while(!(SLEEPSTA & 0x40));//等待XSOC稳定

CLKCONCMD = 0xb8;//TICHSPD 128分频，CLKSPD 不分频 SLEEPCMD |= 0x04;//关闭不用的RC振荡器

PERCFG = 0x00;//位置1 P0 口

P0SEL = 0x3c;//P0用作串口

U0CSR |= 0x80;//UART方式

U0GCR |= 10;//baud_e = 10

U0BAUD |= 216;//波特率为57600

UTX0IF = 1;

U0CSR |= 0x40;//允许接收

IEN0 |= 0x84;//开总中断，接收中断

APCFG = 0x1;//P0.0为ADC口采集光照传感器的电路信号}

五、实验心得

本次实验主要是熟悉传感器的使用，通过使用光敏传感器监测光照强度的实验，了解到光照传感器的工作原理、使用和配置方法，进一步熟悉了对于使用传感器时I/O口相关寄存器的配置，也巩固了对寄存器配置的理解和运用，更积累了使用传感器的经验和方法。实验中还用到了ADC转换和串口通信，整个过程是先监测传感器引脚上的信号，然后根据参考电压算出电压值，然后再算出光照强度值通过串口发送至电脑，因此也让我进一步掌握了ADC和串口的寄存器配置及实现细节，更清楚其内部原理，对以后的学习实验有很大帮助。

无线传感实验报告

无线传感实验报告 无线传感实验报告 引言 无线传感技术是一种基于无线通信的传感器网络技术，它可以实时地感知、采 集和传输环境中的各种信息。本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络， 探索其在实际应用中的潜力和限制。 实验目的 1.了解无线传感技术的基本原理和应用领域。 2.学习搭建无线传感网络的基本步骤和方法。 3.研究无线传感网络在环境监测、智能家居等方面的实际应用。 实验步骤 1.硬件准备：准备一台主控节点和多个从属节点，主控节点负责接收和处理从 属节点发送的数据。 2.网络搭建：通过无线通信模块将主控节点和从属节点连接起来，形成一个无 线传感网络。 3.传感器连接：将各个从属节点上的传感器与主控节点相连接，实现数据的采 集和传输。 4.数据采集：设置从属节点的采样频率和采样范围，开始采集环境中的各种数据。 5.数据传输：从属节点将采集到的数据通过无线通信模块发送给主控节点。 6.数据处理：主控节点接收到数据后，进行数据处理和分析，得出有用的信息。实验结果

通过本实验，我们成功搭建了一个简单的无线传感网络，并实现了环境数据的 采集和传输。在实际应用中，无线传感技术可以广泛应用于环境监测、智能家居、农业等领域。例如，在环境监测方面，我们可以通过无线传感网络实时监 测空气质量、温湿度等参数，并及时采取相应措施保障人们的健康。在智能家 居方面，无线传感技术可以实现家庭设备的自动控制和远程监控，提高生活的 便利性和舒适度。在农业方面，无线传感技术可以监测土壤湿度、光照强度等 参数，帮助农民科学种植，提高农作物的产量和质量。 实验总结 通过本次实验，我们深入了解了无线传感技术的原理和应用。无线传感网络可 以实现分布式的数据采集和传输，具有灵活性和可扩展性。然而，在实际应用中，我们也发现了一些问题和挑战。首先，无线传感网络的能耗问题仍然存在，如何延长节点的电池寿命是一个需要解决的关键问题。其次，无线传感网络的 安全性也需要重视，如何保护数据的隐私和防止网络攻击是一个亟待解决的问题。最后，无线传感技术的成本也是一个限制因素，如何降低节点的制造成本 和维护成本是一个需要思考的问题。 展望未来 随着科技的发展和应用的推广，无线传感技术将会在更多领域发挥重要作用。 未来，我们可以进一步研究和改进无线传感网络的性能和能力，提高其在环境 监测、智能交通、医疗健康等方面的应用效果。同时，我们也需要加强对无线 传感技术的标准化和规范化，以便更好地推动其产业化和商业化进程。 结语 通过本次实验，我们对无线传感技术有了更深入的了解，并认识到其在实际应

无线传感器网络实验指导书

无线传感器网络 实验指导书 信息工程学院

实验一 质心算法 一、实验目的 掌握合并质心算法的基本思想； 学会利用MATLAB 实现质心算法； 学会利用数学计算软件解决实际问题。 二、实验内容和原理 无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。定位精度相对较低,不过可以满足某些应用的需要。 在计算几何学里多边形的几何中心称为质心,多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。 假设多边形定点位置 的坐标向量表示为p i = (x i ，y i ）T ，则这个多边形的质心 坐标为： 例如，如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 （x 1, y 1），(x 2， y 2）， （x 3， y 3） 和(x 4， y 4)，则它的质心坐标计算如下： 这种方法的计算与实现都非常简单，根据网络的连通性确定出目标节点周围的信标参考节点，直接求解信标参考节点构成的多边形的质心。 锚点周期性地向临近节点广播分组信息,该信息包含了锚点的标识和位置。当未知结点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过某一门限或在一定接收时间之后，就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心,作为确定出自身位置.由于质心算法完全基于网络连通性,无需锚点和未知结点之间的协作和交互式通信协调，因而易于实现。 三、实验内容及步骤 该程序在Matlab 环境下完成无线传感器中的质心算法的实现。在长为100米的正方形区域，信标节点（锚点）为90个,随机生成50个网络节点。节点的通信距离为30米. 需完成： 分别画出不同通信半径，不同未知节点数目下的误差图，并讨论得到的结果 所用到的函数： 1. M = min(A)返回A 最小的元素. 如果A 是一个向量，然后min （A ）返回A 的最小元素。 如果A 是一个矩阵，然后min （A)是一个包含每一列的最小值的行向量。 2。 rand ()1234 1234,,44x x x x y y y y x y ++++++?? = ? ??

无线传感网络实验报告

无线传感网络实验报告 无线传感网络实验报告 引言： 无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式的传感 器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境信息。WSN具有低成本、 低功耗、自组织等特点，广泛应用于环境监测、智能交通、农业等领域。本实 验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其工作原理和性能特点。 一、实验环境搭建 1. 硬件准备：选用多个传感器节点和一个基站节点。传感器节点包括传感器、 微处理器、无线通信模块等；基站节点负责接收和处理传感器节点发送的数据。 2. 软件准备：选择适合的操作系统和开发工具，例如TinyOS、Contiki等。编写传感器节点和基站节点的程序代码。 二、传感器节点部署 1. 部署传感器节点：根据实验需求，在待监测区域内合理布置传感器节点。节 点之间的距离和布置密度需根据具体应用场景进行调整。 2. 传感器节点初始化：节点启动后，进行初始化工作，包括自身身份注册、与 周围节点建立通信连接等。 三、无线传感网络通信 1. 数据采集：传感器节点根据预设的采样频率，采集环境信息，并将数据存储 到本地缓存中。 2. 数据传输：传感器节点通过无线通信模块将采集到的数据传输给基站节点。 传输方式可以是单跳或多跳，根据节点之间的距离和网络拓扑结构进行选择。

3. 数据处理：基站节点接收到传感器节点发送的数据后，进行数据处理和分析。可以根据具体需求，对数据进行滤波、聚合等操作，提取有用信息。 四、无线传感网络能耗管理 1. 能耗模型：根据传感器节点的工作状态和通信负载，建立能耗模型，评估节 点的能耗情况。 2. 能耗优化：通过调整传感器节点的工作模式、通信协议等方式，降低节点的 能耗。例如，采用睡眠唤醒机制、自适应调整通信距离等。 五、实验结果与分析 1. 数据传输性能：通过实验测试，评估无线传感网络的数据传输性能，包括数 据传输延迟、传输成功率等指标。 2. 能耗分析：根据实验结果，分析传感器节点的能耗情况，探讨能耗优化策略 的有效性和可行性。 3. 网络拓扑结构：观察和分析传感器节点之间的网络拓扑结构，了解节点之间 的通信关系和数据流动路径。 六、实验总结与展望 1. 实验总结：总结实验过程中遇到的问题和解决方案，总结实验结果和分析， 对实验的有效性和可行性进行评价。 2. 实验展望：展望无线传感网络在未来的发展方向，探讨更多的应用场景和挑战，提出进一步的研究方向和改进措施。 结论： 通过本次实验，我们对无线传感网络的工作原理和性能特点有了更深入的了解。无线传感网络具有广泛的应用前景，但在实际应用中还面临许多挑战，如能耗

无线传感网实验报告

无线传感网实验报告 一、实验目的 本实验的主要目的是了解无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理和特点，以及进行一些简单的WSN实验，掌握其基本应用方法。 二、实验器材 1.电脑 2. 无线传感器节点（如Arduino） 3. 无线通信模块（如XBee） 4.传感器（如温度传感器、光照传感器等） 三、实验步骤和内容 1.了解无线传感网的基本概念和特点。 2.搭建无线传感网实验平台。将无线传感器节点和无线通信模块进行连接。 3.编程控制无线传感器节点，收集传感器数据并通过无线通信模块进行传输。 4.在电脑上设置接收数据的接口，并接收传感器数据。 5.对传感器数据进行分析和处理。 四、实验结果和讨论

在实验中，我们成功搭建了一个简单的无线传感网实验平台，并通过 无线通信模块进行数据传输。通过编程控制，我们能够收集到传感器节点 上的温度数据，并通过无线通信模块将数据传输到电脑上进行接收。 在实验过程中，我们发现无线传感网的优点是具有灵活性和扩展性。 通过无线通信模块，传感器节点之间可以进行无线通信，灵活地传输数据。同时，我们还可以通过添加更多的传感器节点来扩展整个无线传感网的功 能和覆盖范围。 然而，无线传感网也存在一些限制和挑战。首先，无线通信模块的传 输距离和传输速率有限，可能会受到环境因素的影响。其次，无线传感器 节点的能耗问题需要考虑，因为它们通常是使用电池供电的，而且在实际 应用中通常需要长时间连续工作。 五、结论 通过本次实验，我们对无线传感网的基本原理和特点有了一定的了解，并掌握了一些简单的无线传感网应用方法。我们成功搭建了一个实验平台，并通过无线通信模块和传感器节点进行数据传输和接收。实验结果表明， 无线传感网具有一定的灵活性和扩展性，但同时也面临着一些挑战。对于 以后的无线传感网应用和研究，我们需要进一步探索和解决这些挑战。

第四次无线传感器网络实验.doc

南昌航空大学实验报告 二O 一六年四月20 日 课程名称：无线传感器网络实验名称：CC2530 数据采集及AD 转换实验班级：姓名： 指导教师评定：签名： 一、实验目的 1. 通过实验掌握CC2530 芯片GPIO和AD转换寄存器的配置方法 2. 掌握AD 转换函数程序的编程方法 3. 掌握光敏传感器的操作使用 4. 掌握光照传感器采集程序的编程方法 二、实验内容 1. 在IAR 集成开发环境中编写光照传感器采集程序，设计实验检测光照的 强度，通过AD转换将光照强度通过串口调试助手显示出来。 三、基础知识 1. 光照传感器介绍 采用GL7516 光敏电阻进行光照强度的检测。光敏电阻式一种半导体材料制成的电阻，其电导率随着光照度的变化而变化。利用这一特性可以制成不同形状和受光面积的光敏电阻。GL7516 就是其中的一种，光越强阻值越大。 光敏电阻工作原理简介： 本实验采用光敏电阻来采集光照度信息。它的工作原理是基于光电效应。 在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电

阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子‐空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。 2. 光照传感器的接口电路 光照传感器的接口电路如下图所示。通过CC2530 的AD 口，采集光照传感器和固定电阻分压后的电压值，从而感知光照传感器随光强变化的情况。 3.AD 转换寄存器 CC2530的ADC支持14位模拟数字转换，转换后的有效数字位高达12位。ADC 包括一个8路独立可配置通道的模拟多路转换器和一个参考电压发生器。CC2530的ADC转换结果可以通过DMA方式写入存储器，也可直接读取ADC寄存器获取。CC2530的ADC具有多种不同的运行模式。 CC2530的P0口可作为ADC输入，其中AIN0～AIN7分别对应P0.0～P0.7。ADC 输入可配置成单端或差动输入，如选择差动输入，则对应的输入分别为AIN0～AIN1、AIN2～AIN3、AIN4～AIN5、AIN6～AIN7，需要注意引脚电压不能为负电压，也不能大于VDD。在差动输入中，每个差动输入的转换模式是不一样的。除了AIN0～AIN7作为ADC输入之外，片内温度传感器也可以作为测量温度的ADC输入，AVDD5/3电压同样可以作为一个ADC输入。AVDD5/3作为ADC输入主要用于电池测量，需要注意的是不能以待测的电池电压作为参考电压。 CC2530ADC有两种转换方式，第一种是连续转换，此时需要配置ADCCON1 和ADCCON2 寄存器，寄存器APCFG的设置将会影响连续序列转换的通道数，CC2530的8路ADC输入不一定要求全部设置为模拟输入。如果只用到了序列转换中的部分通道，可以屏蔽APCFG寄存器中其他通道的相应模拟输入位，此时该通道在转换时将被跳过；第二种是单次转换，此时只需要配置寄存器ADCCON3 即可。 （具体寄存器配置见数据手册）

无线传感器网络实验报告

无线传感器网络实验报告 Contiki mac协议与xmac协议的比较 1.简介 无线传感器网络（wireless sensor networks, WSN）节点由电池供电，其能力非常有限，同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素，节点能源一般不可补充。因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。 WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，因此，减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。同时，研究表明节点通信时Radio模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同，所以要想节能就需要最大限度地减少Radio模块的侦听时间（收发时间不能减少），及减小占空比。 传统的无线网络中，主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等，不需要考虑能量消耗，Radio 模块不需要关闭，所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN，各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以 分成许多类型，其中根据信道访问策略的不同可以分为： X-MAC协议 X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进，改进了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导（strobed preamble），在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。 X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔，用以侦听接收节点的唤醒标识。接收节点利用频闪前导之间的时间间隔，向发送节点发送早期确认，发送节点收到早期确认后立即发送数据分组，避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。 X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。 优点： X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点，因而发送延时

无线传感器网络实验报告

无线传感器网络实验报告 无线传感器网络实验报告 引言： 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的网络系统。这些节点能够感知环境中的各种物理量，并 将所感知到的信息通过无线通信传输给基站或其他节点。WSN广泛应用于农业、环境监测、智能交通等领域。本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感器网络 系统，了解其工作原理和性能特点。 一、实验背景 无线传感器网络是现代信息技术的重要组成部分，其应用领域广泛且前景十分 广阔。通过实验，我们可以深入了解WSN的工作原理和应用场景，为今后的 研究和开发提供基础。 二、实验目的 1. 掌握无线传感器网络的基本概念和原理； 2. 理解无线传感器网络的组网方式和通信协议； 3. 了解无线传感器网络的性能特点和应用领域。 三、实验设备 1. 无线传感器节点：本实验使用了10个无线传感器节点，每个节点都具备感知和通信功能； 2. 基站：作为无线传感器网络的中心节点，负责接收并处理来自传感器节点的 数据； 3. 电脑：用于控制和监控整个无线传感器网络系统。

四、实验步骤 1. 搭建无线传感器网络：将10个传感器节点分别放置在不同的位置，并保证它们之间的通信范围有重叠部分； 2. 配置传感器节点参数：通过电脑连接到基站，对每个传感器节点进行参数配置，包括通信频率、传输功率等； 3. 数据采集与传输：传感器节点开始感知环境中的物理量，并将采集到的数据通过无线通信传输给基站； 4. 数据处理与展示：基站接收到传感器节点的数据后，进行数据处理和分析，并将结果展示在电脑上。 五、实验结果与分析 通过实验，我们成功搭建了一个简单的无线传感器网络系统，并进行了数据采集和传输。我们发现，传感器节点能够准确地感知环境中的物理量，并将数据可靠地传输给基站。基站对接收到的数据进行了处理和分析，展示了环境中物理量的变化趋势。 六、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了无线传感器网络的工作原理和性能特点。无线传感器网络具有广泛的应用前景，可以在农业、环境监测、智能交通等领域发挥重要作用。在今后的研究和开发中，我们将进一步探索无线传感器网络的优化和应用。 七、参考文献 1. Akyildiz, I. F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., & Cayirci, E. (2002). A survey on sensor networks. IEEE Communications Magazine, 40(8), 102-114.

无线传感器网络实验报告

无线传感器网络实验报 告 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

无线传感器网络实验报告 专业计算机科学与技术 班级 13级计科1班 学号 姓名 目录 实验一 CC2530 I/O基础实验 实验二 CC2530按键中断 实验三 CC2530定时器的使用 实验四串行通信接口发送与接收 实验五 Zigbee点到点无线通信 实验六 Zigbee串口实验 实验七无线温度检测实验 实验八 Zigbee组网实验 实验一 CC2530 I/O基础实验 一、实验目的 1.掌握IAR编译软件界面的功能； 2.掌握配置通用IO寄存器的方法； 3.掌握如何编写代码及程序下载。 二、实验内容 1.使用CC2530的IO来控制LED灯循环闪烁；

2.判断按键是否被按下，如果按下，改变LED灯的状态，原先亮的灯灭，原先灭的亮，如此循环下去。 三、相关知识点 cc2530有21个可编程的I/O引脚，P0、P1口是完全的8位口， P2口只有5个可使用的位。通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备I/O口使用。 2.I/O口特性： (1)可设置为通常的I/O口，也可设置为外围I/O口使用； (2)在输入时有上拉和下拉能力； (3)全部21个数字I/O口引脚都具有影响外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。 3.I/O端口的寄存器如下： P0：端口0 P1：端口1 P2：端口2 PERCFG:外设控制寄存器 APCFG:模拟外设I/O配置 P0SEL:端口0功能选择寄存器 P1SEL:端口1功能选择寄存器 P2SEL:端口2功能选择寄存器 P0DIR:端口0方向寄存器 P1DIR:端口1方向寄存器 P2DIR:端口2方向寄存器 P0INP:端口0输入模式寄存器 P1INP:端口1输入模式寄存器 P2INP:端口2输入模式寄存器 P0IFG:端口0中断状态标志寄存器 P1IFG:端口1中断状态标志寄存器 P2IFG:端口2中断状态标志寄存器 PICTL:中断边缘寄存器

短距离无线通信实验报告-无线传感器网络实验

无线传感器网络 随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的迅速发展，人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合，无线传感器网络（WSN，wireless sensor network）应运而生。它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线的方式形成的一个多跳的自组织网络，不仅可以接入Internet，还可适用于有线接入方式所不能胜任的场合，提供优质的数据传输服务。微机电系统（MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems）、超大规模集成电路技术（VLSI，Very-Large-Scale-Integration systems）和无线通信技术的飞速发展，使得它的应用空间日趋广阔，遍及军事、民用、科研等领域；但由于网络结点自身固有的通信能力、能量、计算速度及存储容量等方面的限制，对无线传感器网络的研究具有很大的挑战性和宽广的空间。本实验系统采用IEEE802.15.4和Zigbee协议实现了多个传感器节点之间的无线通信，通过对本实验提供的软件操作以及对路由的观察，能够使学生对无线传感器网络的组网过程、路由协议有一个较为深入的理解。 1 目的要求 （1）理解并掌握无线传感器网络的工作原理及组网过程。 （2）理解无线传感器网络的路由算法。 2 基本原理 2.1 概述 微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络，即无线传感器网络，这些节点可以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。 2.2 无线传感器网络结构 无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络，它是由许多无线传感器节点协同组织起来的。这些节点具有协同合作、信息采集、数据处理、无线通信等功能，可以随机或者特定地布置在监测区域内部或附近，它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务。 无线传感器网络典型的体系结构如图1所示，包括分布式传感器节点、网关、互联网和监控中心等。在传感器网络中，各个节点的功能都是相同的，它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。大量传感器节点被布置在整个监测区域中，每个节点将自己所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户，数据传送的过程是通过相邻节点的接力传送方式传送给网关，然后再通过互联网、卫星信道或者移动通信网络传送给最终用户。用户也可以对网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据等。

无线传感网络实验报告

无线传感网络实验报告 一、实验目的 本实验旨在通过无线传感网络的搭建和实际应用，掌握无线传感网络的基本原理和实验技术，以及了解无线传感网络在实际中的应用。 二、实验内容 1.搭建无线传感网络 2.学习和掌握无线传感器节点的编程和调试 3.设计并实现无线传感网络的数据收集和传输功能 4.进行无线传感网络的实时数据采集和监控 三、实验步骤 1.搭建无线传感网络：按照实验指导书的要求，搭建无线传感网络的基础设施，包括基站和一定数量的传感器节点。 2.学习和掌握无线传感器节点的编程和调试：通过阅读相关资料，掌握无线传感器节点的编程语言和开发工具，并进行代码调试。 3.设计并实现无线传感网络的数据收集和传输功能：根据实验要求，设计无线传感网络的数据收集和传输方法，并进行代码编写和调试，确保数据能够准确地收集和传输。 4.进行无线传感网络的实时数据采集和监控：将搭建好的无线传感网络应用于实际场景中，实时采集并监控传感器节点的数据，验证无线传感网络的可靠性和稳定性。

四、实验结果与分析 通过搭建和实际应用无线传感网络，我们成功地实现了数据的收集和传输功能，并能够实时采集和监控传感器节点的数据。在实际应用中，无线传感网络能够有效地进行环境信息的监测和采集，为后续的数据处理和分析提供了基础。 五、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了无线传感网络的基本原理和应用，掌握了无线传感器节点的编程和调试技术，并成功地搭建和应用了无线传感网络。通过实际操作和实验，我们不仅巩固了理论知识，还提高了实践能力和解决问题的能力。无线传感网络作为一种新兴的技术，具有广阔的应用前景，我们对其未来的发展充满信心。 七、附录

无线传感网络实验报告

《无线传感网络技术与应用》 实验报告

目录 一、研究背景 (1) 二、研究内容 (1) 三、传感器原理介绍 (1) （一）MQ-2 气体传感器简介 (1) （二）声音检测传感器简介 (2) （三）声光报警器原理 (3) （一）烟雾传感器模块 (4) （二）声音检测传感器模块 (5) （三）声光报警器模块 (7) （四）协调器与终端模块 (8) 五、实验分析 (9) （一）烟雾传感器数据分析 (9) (二）声音检测传感器模块数据分析 (9) (三）声光报警检测传感器模块数据分析 (10) 六、实验中出现的问题 (11) （一）打开文件存在缺失 (11) （二）串口无法识别 (11) （三）安装stm8或stem32时无法打开文件 (11) （四）做数据透传模型实验时无法通信 (11) 七、实验总结 (11)

一、研究背景 近几年，随着我国经济的不断发展和构建和谐社会理念的提出，特别是重大工程对安防行业的刺激和需求，安防行业面临着前所未有的发展机遇。结合当前先进技术提高安全防范系统性能，成为当前安防发展的一个重要课题。 在分析了无线传感网络在国内外安防系统应用现状的基础上，针对安防系统存在的问题，提出一种基于无线传感网络的智能安防系统设计方案。与传统安防系统相比，具有免布线、费用低、布置方便等优点。在综合考虑了当前流行的无线通信技术后，选择具有数据吞吐量小、低功耗、网络容量大等优点的ZigBee 技术作为构建智能安防无线通信网络的关键技术。可以预计，ZigBee 技术将在家庭智能化、安防行业、工业控制等领域获得广泛应用。 二、研究内容 本次课题研究涉及到三个传感器，分别是烟雾传感器、声音检测传感器、声光报警传感器，通过相关程序的烧写到实验板上，根据每个传感器的特点对每个传感器进行测试，通过观察串口终端的数字变化，检查外部环境的变化是否有数据变化。最后根据实验现象进行总结分析。 三、传感器原理介绍 （一）MQ-2 气体传感器简介 MQ-2 气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化 锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-2 气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。它的特点在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度、液化气、丙烷、氢气的灵敏度较高、长寿命、低成本、简单的驱动电路即可。 该传感器需要施加 2 个电压：加热器电压（VH）和测试电压（VC）。其中VH 用于为传感器提供特定的工作温度。VC则是用于测定与传感器串联的负载电阻（RL）上的电压（VRL）。这种传感器具有轻微的极性，VC 需用直流电源。在满足传感器电性能要求的前提下，VC和VH 可以共用同一个电源电路。为更好利用传感器的性能，需要选择恰当的RL值。

无线传感器网络实验报告

无线传感器网络实验报 告 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

郑州航空工业管理学院 无线传感器网络实验报告 （第1版） 20 14– 2015 第2学期 赵成编着 院系：电子通信工程 姓名： 专业：物联网工程 学号：

电子通信工程系2015年6月制

实验一WSNs开发环境的建立 一、实验目的 了解基于TI CC2431/CC2530的WSNs基础知识，熟悉WSNs的开发环境，掌握Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7等软件的安装方法。 二、实验内容 1．认识并观察WSNs节点模块的电路板； 2．WSNs开发环境的建立： （1）Cygwin仿真软件的安装； （2）TinyOS 操作系统的安装； （3）SDCC小型设备C编译器的安装； （4）SmartRF Studio 7编程软件的安装； 三、预备知识 了解无线传感器网络的基本概念；熟悉无线传感器网络的结构及开发环境的建立。 四、实验设备

1. 硬件环境配置 计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上； 内存：1GB及以上； 实验设备：CC2431无线传感器网络节点模块； 2. 软件环境配置 操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1； WSNs开发环境：Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7。 五、实验分析 1．安装的Cygwin仿真软件时选择□Install from Internet还是√□Install from Local Directory。（在正确的前面打勾） 2．在安装Cygwin时，需要选择安装包，如下图所示，在箭头所指向的位置，表示对所有（All）包的操作，点击循环按钮，观察四种安装方式格式什么？写在下面。

无线传感器网络 教案

无线传感器网络教案 教案标题：无线传感器网络 教案目标： 1. 了解无线传感器网络的基本概念和原理。 2. 掌握无线传感器网络的应用领域和优势。 3. 学习无线传感器网络的组网方式和通信协议。 4. 能够设计和实现简单的无线传感器网络应用。 教案步骤： 一、导入环节： 1. 利用图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景，引发学生的兴趣和好奇心。 2. 提问学生对无线传感器网络的了解程度，激发他们思考和探索的欲望。 二、知识讲解： 1. 介绍无线传感器网络的定义和基本概念，包括传感器节点、无线通信、数据采集等。 2. 解释无线传感器网络的工作原理，包括传感器节点的感知、数据处理和通信传输等过程。 3. 探讨无线传感器网络的应用领域，如环境监测、农业、医疗等，并展示相关案例。 4. 介绍无线传感器网络的组网方式，包括星型、网状和混合网等，并比较它们的优劣势。 5. 讲解无线传感器网络的通信协议，如ZigBee、WiFi、LoRa等，分析其特点和

适用场景。 三、案例分析： 1. 提供一个无线传感器网络的实例案例，让学生分析其应用需求和设计方案。 2. 引导学生思考如何选择合适的组网方式和通信协议，以及如何解决能耗、安全性等问题。 3. 分组讨论并展示各自的设计方案，进行评价和改进。 四、实践操作： 1. 提供一些简单的无线传感器网络实验装置，让学生进行实际操作。 2. 引导学生设置传感器节点、配置通信参数，并观察数据采集和传输的结果。 3. 分析实验结果，让学生总结经验和教训，并提出改进措施。 五、总结与评价： 1. 总结本节课的学习内容，强调无线传感器网络的重要性和应用前景。 2. 鼓励学生对无线传感器网络进行深入学习和研究，并提供相关资源和参考文献。 3. 对学生的表现进行评价和反馈，鼓励他们在课后继续探索和实践。 教学资源： 1. 图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景。 2. 无线传感器网络的相关案例和实验装置。 3. 相关的教学PPT和课件。 4. 学生实验操作指南和实验报告模板。 教学评估： 1. 学生的课堂参与度和回答问题的准确性。

无线传感器监测数据采集实验

姓名：谭芳亮班级：通信（1）班学号：2013329600049 实验1：无线传感器监测数据采集实验 【实验目标】 在无线传感器节点的单片机驱动代码的基础上，编写传感器数据采集程序，实现对温湿度传感器的数据采集和计算。 【实验设备】 【实验要求】 （1）熟悉温湿度传感器工作原理； （2) 熟悉温湿度传感器接口协议； （3）编写温湿度传感器接口代码； （4）实现温湿度传感器的数据采集和计算，并验证采集结果的正确性。 【实验原理】 1、开发环境所需软件JDK,Precision32IDE,MDK，J-link驱动(见理工学校实验/tool). 图1-1 所需要的软件 2、MDK的安装与注册 学过51的同学对MDK都不是太陌生，sim32也是用MDK编译代码。MDK对不同的内核有不同的版本，这里用的是keil for ARM4.7双击MDK进行安装，安装过程需要填写一些信息，这些可以随便填写，相信学过51单片机的同学都知道。一直点击next直到安装完成。 MDK没注册代码长度有2K的限制，代码过大会报错，因此需要注册。右击MDK快捷方式图标，点击以管理员身份运行。点击file->license manger...，打开注册机，将CID复制到注册机里，选择ARM版本，生成注册码，将注册面复制到license Management中，点击Add LIC按钮，完成注册。具体过程见DOC/MDK的安装激活与使用。 3、将SIM32官方库复制到在C盘根目录下。（工程里的库文件用的是绝对路径）。 4、MDK的工程管理（向工程里面添加文件） 在这里大家也许会有疑问，怎么用MDK建立工程，用MDK建立过程，设置项比较多。容易出错，因此不建议用MDK建立工程，SIM官方提供的有Precision32 IDE可以建立MDK工程，IAR工程，不过安装IDE之前需要安装JDK，配置环境变量。IDE安装之后，需要用邮箱注册，过程比较繁琐，因此不建议大家使用。有兴趣的同学可以参考DOC/IDE的安装。我们使用建立好的工程模版，只用在使用时向工程里面添加文件即可。添加文件有两种方法。 方法一：点击工具栏工程管理图标进入工程管理如图

传感器网络实验报告

Central South University 无线传感器网络实验报告 学院: 信息科学与工程学院 班级: 学号: 姓名: 时间:

第一章基础实验 2.1 熟悉开发环境 2.1.1 实验目的 安装 IAR 开发环境。 CC2530 工程文件创建及配置。 源代码创建，编译及下载。 2.1.2 实验设备及工具 硬件：ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块，USB 接口仿真器，PC 机软件：PC 机操作系统 WinXP，IAR 集成开发环境，TI 公司的烧写软件。 2.1.3 实验结果 1、熟悉IAR编程及其烧写程序的环境及其流程。 2、熟悉了操作台及其CC2530开发板 2.2 LED 实验 2.2.1 实验目的 通过 I/O 控制小灯闪烁的过程。 在 ZX2530A 型 CC2530 节点板上运行自己的程序。 2.2.2 实验设备及工具 硬件：ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块，USB 接口仿真器，PC 机软件：PC 机操作系统 WinXP，IAR 集成开发环境。 2.2.5实验结果 1、烧写程序成功

2、LED闪烁情况与源程序相同 3、修改程序延时函数模块之后，LED闪烁时间改变 2.2.6 实验心得 1、有时候会出现烧不了程序的情况，这时候需要在烧写之时reset一下仿真板。 2、极端情况，甚至要必须重启电脑后才能成功烧写程序。 2.5 串口实验 2.5.1 实验目的 本次实验将会学习如果使用串口实现与 PC 机的通讯。（实验中需要PC 机与开发板之间使用RS232 交叉串口连接线）。 能正确配置 CC2530 的串口。 2.5.2 实验设备及工具 硬件：ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块，USB 接口仿真器，PC 机，交叉串口线一根。 软件：PC 机操作系统 WinXP，IAR 集成开发环境、串口调试助手。 2.5.4 实验结果 1、程序成功烧入板子 2、但连接串口助手之后上位机无法显示数据。 3、即使发送端通过串口助手发数据也没有反应。 2.5.5 实验心得 本次实验做得不是很成功，但是还有部分收获，因为没有得到应有实验结果。我们多次重置仿真器、重启机器等各种措施但我们用串口助手发

无线传感器网络实验指导书20140506F

无线传感器网络实验指导书 电子信息工程教研室

目录 实验一光照传感器实验 (1) 实验二红外反射传感器实验 (6) 实验三温湿度传感器实验 (9) 实验四 LED灯控制实验 (15) 实验五片上温度AD实验 (18) 实验六模拟电压AD转换实验 (22) 实验七串口收发数据实验 (25) 实验八串口控制LED实验 (29) 实验九点对点无线通信实验 (33) 实验十基于Z-Stack的无线组网实验 (34) 实验十一基于Z-Stack的串口控制LED实验 (36)

实验一光照传感器实验 一、实验目的 了解光敏电阻传感器的特性，掌握其工作原理。 二、实验环境 光照传感器模块、ST-Link仿真器、USB2UART模块、IAR for STM8 1.30开发软件、AccessPort 串口调试软件。 三、实验原理 1、光敏电阻 光敏电阻是一种对光敏感的元件，它的电阻值能随着外界光照强弱变化而变化。光敏电阻的结构如图1所示，光照特性曲线如图2所示。 图1 光敏电阻结构图2 光照特性曲线 图3 电路原理图 2、光敏传感器模块原理图 如图3所示，光敏电阻阻值随着光照强度变化时，在引脚Light_AD输出电压也随之变化。STM8的PD2引脚采集Light_AD电压模拟量转化为数字量，当采集的AD值大于某一阈值时，

则将PD3即Light_IO引脚置低，表明有光照。 传感器使用的光敏电阻的暗电阻为 2M 欧姆左右，亮电阻为 10K 左右。可以计算出：在黑暗条件下，Light_AD 的数值为 3.3V * 2000K /(2000K + 10K) = 3.28V。在光照条件下，Light_AD 的数值为 3.3V * 10K/(10K + 10K) = 1.65V。STM8单片机内部带有 10 位 AD 转换器，参考电压为供电电压 3.3V。根据上面计算结果，选定 1.65V（需要根据实际测量结果进行调整）作为临界值。当 Light_AD 为 1.65V 时，AD读数为 1.65 / 3.3 * 1024 = 512。 当AD读数大于512时说明无光照，当 AD 读数小于 512 时说明有光照，并点亮 LED3 作为指示。并通过串口函数来传送触发（有光照时）信号。 3、源码分析 #include "main.h" u8 CMD_rx_buf[8]; // 命令缓冲区 u8 DATA_tx_buf[14]; // 返回数据缓冲区 u8 CMD_ID = 0; // 命令序号 u8 Sensor_Type = 0; // 传感器类型编号 u8 Sensor_ID = 0; // 相同类型传感器编号 u8 Sensor_Data[6]; // 传感器数据区 u8 Sensor_Data_Digital = 0; // 数字类型传感器数据 u16 Sensor_Data_Analog = 0; // 模拟类型传感器数据 u16 Sensor_Data_Threshod = 0;// 模拟传感器阈值 void main(void) { u8 i = 0; CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1); // 设置内部时钟16M为主时钟 Uart1_Init(); LED_Init(); for(i = 0;i < 14;i++) DATA_tx_buf[i] = 0; for(i = 0;i < 8;i++) CMD_rx_buf[i] = 0; /* 根据不同类型的传感器进行修改 */ Sensor_Type = 2;