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 (ｘ1, y １），(x 2， y 2), (x 3, y 3) 和（x ４,ｙ4),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Ma ｔla ｂ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
Ｘ = r ａｎd 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0,1)。 Ｘ = ｒand （n)返回n--n 矩阵的随机数字。 ()1234
1234,,44x x x x y y y y x y ++++++⎛⎫
=
⎪
⎝⎭
3．S＝suｍ(A)返回A 沿其大小不等于1的第一个数组维度的元素的总和。
如果A是一个向量，ｓum(A)可返回元素的总和。
如果Ａ是一个矩阵，然后sum（A）返回一个行向量包含每个列的总和。
4．ｉnf无穷大
此MA TLAB 函数返回正无穷大的IＥＥＥ算术表示。除以零和溢出等操作会生成无穷值，从而导致结果因太大而无法表示为传统的浮点值
５. ｚｅｒoｓ- 创建全零数组
X = zeros返回标量０．
X = ｚerｏs（n) -由－ｎ矩阵的零返回n.
6. ｐlｏt(X，Ｙ)画出Y随Ｘ变化的２D曲线。
plｏｔ(X,Ｙ，o)用ｏ描述（X,Y）这一点。
７．ｎ＝noｒｍ(v)返回的2-范数或欧氏范数的向量v.
ｎ=nｏrｍ(v,p)返回向量范数定义的sum(abｓ(v)＾ｐ）＾(1／p),这里p是任何正值, Inf或－Ｉnf.
８.ｓ=ｎum２ｓtr（A)数值数组转换为字符数组输出，它表示的数字。输出格式取决于原始值的大小。ｎum2stｒ是用于标签和标题情节与数字值。
所用到的变量:
ｘy:均匀分布的信标节点位置矩阵
ｎ：未知节点数量
SS:未知节点位置矩阵
dｍ:通信半径
cent：质心
MM:未知节点估计坐标矩阵
e:估计位置和实际位置距离矩阵(误差)
四、源程序
cｌｅar
ｃlc
%锚节点节点设置
for i＝1：1:1０%1到１0,步长是1；画出锚点,前一个括号是标号。
foｒj=1:1:10
ｘ（ｊ＋(ｉ-1)*1０)=(ｉ-1)＊１0；
y(ｊ+(i-1)*10)=（j-1）*10；
ｅｎd
fiｇure%出现图形界面
ploｔ（x，y,'ｋ.');％黑点
hｏld oｎ%继续画图
aｘis（[0 １０0０１00]）；
ｘy=[x;y];把X,Y的坐标付给矩阵ＸＹ
xy;
ｈold on
xm＝９0；
ym=90;
n=５０;%未知节点
ｆor ｉ=1:1:n
Sx(i)＝ｒaｎd（１，１)*xm;%产生一个一行一列的矩阵；依然是0-1中任意一个值。
Sy（i)=ranｄ(1，1）＊ym;
ｐlｏt（Ｓx（i）,Sy(ｉ),＇ｒ*'）;%红星
xlabel('x轴');
ylabｅl(＇ｙ轴'）;
hold on
end
dｍ=３０；%通信半径
m=1０0; 一共1０0个点；
for j=1:1:ｎ%未知节点循环;每一个未知节点都与在通讯范围内所有的锚点算一遍距离，放到一个矩阵中,通讯距离以外的点为零。
SS=[Sx（j);Ｓy(ｊ)];
ｋ=0；％表示通信半径内的信标节点数
foｒi=1:１:m
d＝nｏrm((xy(:,i)－SS),2)；%２范数就是求直线距离；不管行，第i列；
iｆd<=ｄｍ是否在范围内，取出信标节点,放到ＸX,yy中
xx（ｊ,i)＝xy(1,i)；第1行第i列；%X坐标都给了XX
yｙ(j,i）＝ｘｙ（2,ｉ)；第2行第i列;
k=k+1;
else
xx(ｊ,i)=0；
ｙｙ(j,i)=0；
eｎd
end
cｅｎt(:,j)＝[sum(ｘx(j,:));sum（yｙ(j,:））］/ｋ；%第j行的所有列elsｅ
cｅnt(:，ｊ)=0; 令第ｊ列的所有元素为零。
eｎｄ
plot(ceｎt（1,j),ceｎｔ(2,j),＇o') ;
hold ｏｎ
ｐloｔ([cent（１，j）Ｓx(ｊ)],[cent(２，j)Sy(j)],'R－-'）;%估计位置和真实位置连接
title('Cenｔroid');
holｄoｎ
ＭM=[cent(1，j);cenｔ(2，j)］;
e(j)=norm((MM-SＳ),2); %定位误差enｄ
% figuｒe/ｄm
% ａxｉs([0 n０1])
％j=1:1:n
%plot(j,e(ｊ)，'-r.')
%hｏｌd on
% ｔitle('Centrｏid＇）
% E=sum（e)/ｎ
E=ｓum（e)/(n*dｍ);
disp(['定位误差＝＇,num2sｔr(E)]）；%将结果转换成字符串输出
实验二DV-ｈop算法
一、实验目的
掌握DＶ-hoｐ算法的基本思想;
学会利用ＭA TLＡB实现ＤV-ｈop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
DV-Ｈop算法解决了低锚点密度引发的问题,它根据距离矢量路由协议的原理在全网范围内广播跳数和位置。
已知锚点L1与L２、L3之间的距离和跳数。L2计算得到校正值(即平均每跳距离)为(40＋75）／(２＋5)＝16.4２m。假设传感器网络中的待定位节点A从L2获得校正值,则它与3个锚点之间的距离分别是L1=3×１6.４2,Ｌ2=２×16.42，L3=3×1６．４2，然后使用多边测量法确定节点的位置。
图1 DVｈop 算法示意图
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DＶ-Ｈoｐ算法的实现。在长为100米的正方形区域，随机生成1０0个网络节点,其中信标节点(锚点）为8个,未知坐标节点为92个。节点的通信距离为50米。可算出最短路经算法计算节点间跳数、每个信标节点的校正值并可用用跳数估计距离。（１00０－1000，300个节点,6０个信标节点)
所用到的函数：
参见上节:质心算法；
需完成：
1）运行程序,生成随机分布的节点;
2）更正程序中的错误，求每个信标节点的校正值；
3）继续运行程序，利用跳数估计待求节点的距离。
四、源程序
%~~～~~~~~~~ DV-Ｈop算法～~~~~~~～~～～~~～～～~～~~ ~～~~~～~~~～% ＢｏrｄerLength--－--正方形区域的边长,单位：m
% BeａconＡmount－--信标节点数
％Sxｙ--－----－-－--－－用于存储节点的序号,横坐标,纵坐标的矩阵
%Beacｏn-－－-------信标节点坐标矩阵;ＢeaｃoｎAｍount＊BeaｃonAｍｏunｔ
%UＮ－--－－-－-----－未知节点坐标矩阵;2*UＮAmoｕｎt
％Disｔanｃe－-－--－未知节点到信标节点距离矩阵；２＊BｅaconＡmｏunt
%h----－-－------－-节点间初始跳数矩阵
%Ｘ--－-－---－----－-节点估计坐标初始矩阵,X=[ｘ,y]＇
％Ｒ-----－-----－--－-－-节点的通信距离,一般为１０－100m
clｅar,close aｌｌ；
ＢorｄerＬenｇｔｈ=10０;
NｏｄeAmount=１00;
BeaｃoｎＡmounｔ＝8;
UＮAmount=ＮoｄeAｍｏｕnt-ＢeａconAmoｕnt;
Ｒ＝５0;
％D＝zeｒoｓ(NｏdeＡmoｕnｔ,ＮodeAｍoｕnt);%未知节电到信标节点距离初始矩阵;BeaｃｏｎAmouｎｔ行NodeAmｏunt列
ｈ＝zeroｓ（NodeAmount,ＮｏdeAmｏunt);%初始跳数为0;NodeAmounｔ行ＮodeAmo ｕｎｔ列
Ｘ＝zerｏs(２,UNAmoｕｎt);%节点估计坐标初始矩阵
%~~~~~~~~~在正方形区域内产生均匀分布的随机拓扑~~～～~～~~～~~～~～~~~～~～
C=BｏrdｅrＬength.*raｎｄ(2,NodｅAmｏuｎt）;
％带逻辑号的节点坐标
Sｘｙ＝[［１：NｏｄeAmｏuｎt];C];%将1-ＮｏdeAmount与C上下合到一起，产生一个总矩阵。
Beａcon＝［Sxy（２,１:BeaｃoｎＡmount）；Ｓｘy(3,1:BeaconＡｍount）]；%信标节点坐标
ＵＮ=[Sxy(2,(ＢeacｏnAmｏｕnt＋1)：NｏdｅAmouｎt);Sxy(3,(ＢeacｏnAｍｏuｎt+１):NｏdｅAmount)］;%未知节点坐标
％画出节点分布图
plｏt(Sxy（2，1：BeaｃonAmount),Sｘy(３,1:BｅacoｎAmount）,＇ｒ＊',Ｓxy(２,(BｅａconAmount+1)：NｏdeAmｏunt),Sxy(3,(ＢｅaconAｍounｔ+1）：ＮｏｄｅAmｏuｎｔ）,'ｋ．')
xliｍ([０,BorderLengｔh]);
yliｍ([０，ＢorderLenｇth]);
ｔｉtｌｅ('* 红色信标节点. 黑色未知节点')
％～~~~~～～~~~~~～~~~~～~~～~~~~～~~初始化节点间距离、跳数矩阵～~~~～～~~~~～～~~~~~~~~~～
foｒj=1:NodeAmouｎt
Dall(ｉ,j）=((Sｘｙ（２，i)-Sxy(2,j)）^２＋(Ｓxy(3，i)-Sxy(3,ｊ）)^2）^０.５;％所有节点间相互距离
iｆ（Dall(i,j)<=R)&(Dall（ｉ,j)＞0)
ｈ(i,ｊ)=１;％初始跳数矩阵
elseif i＝=j
h(i，j)=0;%自己到自己的距离
eｌse h(i，j)=iｎf；
enｄ
ｅnd
end
%~～~~~~~~~~~最短路经算法计算节点间跳数~~～~~~~~～～~~~~～～~~~~
fｏr ｋ=1：NoｄeAmoｕnt
for i=１：NoｄeAmouｎt
fｏr j=1:ＮodeAmｏｕnt
if h(i,k）+ｈ（k,j)＜h(ｉ，j)%min(ｈ(i,j),h(ｉ,k)+ｈ（k，j))
h（i,ｊ)＝ｈ(i,k)＋h（k,j);
end
ｅnd
ｅｎd
ｅnd
h
%~~~~~~～～~~~~~求每个信标节点的校正值~～～～~～～~～～~~～～~~~~~~~~~~~~
h1=h(1:ＢeaconAｍｏunt,１:BeaｃｏｎAｍｏuｎt);%从大矩阵中取出信标节点的跳数D1＝Ｄall(1:ＢｅａｃonＡｍount,1:BｅacｏnＡmｏｕnt); %从大矩阵中取出信标节点的距离
fｏr i=１：BｅａconAｍoｕnt
ｄhoｐ(i,1)＝sum（Ｄ1(ｉ,:)）／sｕm(h1(i,:）);%每个信标节点的平均每跳距离end
Ｄ2=Daｌl（1:BeaｃoｎＡｍount,(BｅaconAmｏunt＋１）:NodeAmount）;%新标节点与未知节点的距离,逗号前面是行的范围，后面是列的范围。
ｆoｒi=1:BeaconAmoｕnt
for j=1:ＵNAmount
if ｍin(D２（:,j))=＝D2(i,j)
Ｄｈoｐ（1,ｊ)= dhop（i,ｊ);%未知节点从最近的信标获得校正值
end
eｎｄ
Dｈop
%~~~~~～~~~～~~~～~~用跳数估计距离～～~~~~~~~～～~~~～~～~～
ｈop１=h（1:BeａconAmount,（ＢｅaconＡmｏuｎt+１):ＮodeAmoｕnt)%未知节点到信标跳数，BeaconAmount行UNAmouｎｔ列
foｒｉ=1：UＮAmounｔ
hop=Dｈop(1,ｉ)；％hｏp为从最近信标获得的校正值
Diｓｔaｎｃｅ(:,i）＝hｏp*ｈｏp1(:,i)；%%Ｂeacon行ＵN列;
ｅｎd
% %~~~~～~～～~~~~~最小二乘法求未知点坐标~~~~~～~～~~~～~～~~~~~~~~~～～~~～~~~
ｄ=Dｉｓtａnce;
for i＝1:2
for j＝1：(BeaconAｍｏunt－１)
a(ｉ,ｊ)=Beacoｎ(i,j)-Ｂｅaｃon（i,BeaconＡmount);
ｅnd
ｅｎd
％a为第一个信标节点和最后一个信号节点的坐标差值，保留最后一个信标节点
%a'
A=－2*(ａ＇);
％d=d1';
fｏｒｍ=1：UNAmount
for i=1：（BｅaconＡmount-1)
B(i,1)=d(i,m)^2-ｄ（BeａconAmouｎt,m)^2-Beａcon(1，i)^2+Beacon(1,B ｅaconAmｏunｔ)^2-Beacon（2,ｉ）＾2+Ｂeacon(2,BeaｃonAmoｕnt)＾２;
% 前九个信标节点到未知节点的距离平方
%最后信标节点到未知节点的距离平方
% 前九个信标节点横坐标平方
%最后信标节点到未知节点的横坐标平方
%
前九个信标节点纵坐标平方
%
最后信标节点纵坐标平方
end
X1=inv(A'＊Ａ)＊A'*B; %inv是求逆矩阵
Ｘ(1，m)=X1(1，1);
X（2,m)＝X1(2,1);
%X为估计的未知节点位置
foｒｉ＝1:UNAｍｏunｔ
ｅrror（Z,i)=(（（X(1,ｉ)－ＵN(1,i))^2＋(X(2，i)－UN（２，i))^2）^0.５);%估计出的信号位置到实际位置间的距离
end
ａvgerrｏr(Z）=ｓuｍ(erroｒ（Z，:)）／UＮＡｍoｕｎt;%平均错误Ａccｕrａcy(Z)=ａvgeｒｒoｒ(Z)／R; %节点精确度
R=R+10；
end
%％~~~~～~～~~~~~~~~~~~~~~~～~画出节点精确度图～~~~~~~~～~~~
％Ａccuracy
figure;plot（２０:１0:9０,Aｃcuｒaｃy,'-o'）
xlabel('通信半径/ｍ');
ylaｂel('定位精度/10０%');
titlｅ('节点精确度');
ＤＤ D Ｄ D U ＵＵU U
ＤＤ D D ＤＵU U U Ｕ
D D D D D U U U U Ｕ
U U U U Ｕ
U ＵU U Ｕ
无线传感网实验报告
Ｃ eｎt ｒal SouｔｈUniveｒsiｔｙ 无线传感器网络 实验报告 学院: 班级: 学号： 姓名： 时间: 指导老师： 第一章基础实验 １了解环境 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。 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。 1.３实验内容 １、安装IAR 集成开发环境 IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录:物联网光盘\工具\C Ｄ-EW8051-７60１ 2、ZＩBGEE 硬件连接 安装完ＩAR 和 Sｍartｒf Fｌaｓh Prｏｇrａmｍｅr 之后,按照图所示方式连接各种硬件，将仿真器的２0 芯 JTAＧ口连接到ＺX2５30A 型 CC2５30 节点板上，USB 连接到ＰC 机上，RS-23２串口线一端连接ZX2530A 型 CC253０节点板，另一端连接 P Ｃ机串口。 3、创建并配置 CC2530 的工程文件 IAＲ是一个强大的嵌入式开发平台，支持非常多种类的芯片。IAR 中的每一个 Proｊecｔ，都可以拥有自己的配置，具体包括Ｄevice 类型、堆/栈、Ｌinkeｒ、Deｂuｇger 等。 （１）新建Ｗoｒｋsｐace 和Pｒoｊｅct 首先新建文件夹leｄｔest。打开 IAR,选择主菜单Filｅ -＞New -> Worksｐａce 建立新的工作区域。 选择Pｒojeｃt -＞Creａte Ｎeｗ Projｅct -> Emｐｔy Prｏ
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 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.
无线网络实验指导书
《无线网络实验》实验指导书 试验一无线网络设备 1.实验目的 （1）熟悉无线网络联网设备。 （2）掌握常见无线网络设备的安装和配置以及建立与无线接入点的通信。 （3）了解独立天线在WLAN中的使用。 2.实验内容 （1）在两台台式PC机中安装扩展卡NIC或者USB网络适配器。使用设备自带的介质安装设备驱动程序。 （2）在两台便携式电脑中安装PC卡（卡式总线）NIC或者USB网络适配器。使用设备自带的介质安装设备驱动程序。 （3）使用适配器或者NIC卡自带的配置实验程序在每个设备上配置一下设置（见P99）。 （4）安装并配置接入点。在安装和配置完接入点后，使用便携式电脑测试WLAN的射频范围和信号强度。在每个方向上，测试并记录计算机和接入点失去联系的距离。判断距离是否是信号失去的唯一原因，或者环境中的其他物体是否会引起干扰。 实验二无线局域网标准 1.实验目的
（1）熟悉常用的WLAN标准。 （2）熟悉常用WLAN标准下的网络数据包格式。 （3）掌握各种常用WLAN标准的性能差异。 2.实验内容 （1）遵循制造商的安装指南，在台式机上安装一个网卡，并且在实验室里安装一个兼容的接入点。把接入点连接到网络分配服务设备上。 （2）在一个实验室的两端各安装一个接入点，只把其中一个接入点连接到实验室中的有线网络。在每个接入点的覆盖范围内安装一台或者多台计算机，并且在每台计算机上建立网络连接。 实验三无线局域网规划和设计 1.实验目的 （1）熟悉无线网络规划和设计的思路和步骤。 （2）熟悉无线网络设计建模的重要性。 （3）熟悉无线网络规划和设计标准。 2.实验内容 （1）安装并且配置一个无线接入点，将它连接到一个现有的有线网络或者无线网络中。 （2）配置便携式电脑上的无线网络适配器。在无线接入点或者路由器允许的范围内和范围外移动便携式电脑。
无线传感器网络实验报告模板
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P0IEN:端口0中断掩码寄存器 P1IEN:端口1中断掩码寄存器P2IEN:端口2中断掩码寄存器 PMUX:掉信号Mux寄存器OBSSEL0：观察输出控制寄存器0 OBSSEL1：观察输出控制寄存器1 OBSSEL2：观察输出控制寄存器2 OBSSEL3：观察输出控制寄存器3 OBSSEL4：观察输出控制寄存器4 OBSSEL5：观察输出控制寄存器5 四、实验步骤 1.启动IAR； 2.新建一个IAR工作区，或者打开一个IAR工作区； 3.连接CC Debugger调试器和ZigBee模块、连接CC Debugger到计算机，安装驱动； 4.设置项目参数； 5.编写、编译、下载程序。 五、实验源程序
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
安徽工业大学WSN无线传感器网络实验报告
《无线传感器网络实验报告》 指导教师：卫琳娜 班级：物联网1３1班 实验箱序号：３，13等 组员姓名学号:程少锋
(注:报告中有部分实验截图） 实验日期：2０1６年4月28日3,4节 实验一、软硬件平台使用 ［１]感知 RF2 实验箱-ＷSN 系统结构 该系统根据不同的情况可以由一台计算机,一套网关,一个或多个网络节点组成。系统大小只受ＰC 软件观测数量，路由深度,网络最大负载量限制。 感知 RF2 实验箱无线传感器实验平台内配置ZigBee20０7/PRO 协议栈在没有进行网络拓补修改之前支持 5 级路由,3110１个网络节点。传感器网络系统结构图如下图所示。
[2］感知 RF2 实验箱-ＷＳN 系统工作流程 基于ＺiｇBee２007/ＰＲＯ协议栈无线网络,在网络设备安装过程，架设过程中自动完成。完成网络的架设后用户便可以由PC 机发出命令读取网络中任何设备上挂接的传感器的数据，以及测试其电压。 [3]感知ＲF2 实验箱-WSN 硬件介绍 感知 RF２物联网实验箱的无线传感器网络开发平台主要硬件包括:C51RF-ＣC２５30-WSN 仿真器、ZigBｅe 无线高频模块、节点底板、传感器模块以及其它配套线缆等。 网关节点由节点底板+ZiｇBee 无线高频模块组成。 传感器节点由节点底板+ＺiｇBee 无线高频模块组成+传感器模块组成。 路由节点硬件组成与传感器节点相同,软件实现功能不同。 ［4]实验目的：熟悉实验平台前期架构,便于后面程序的烧写。[5]实验步骤： １安装必要软件(实际实验室中软件已经下载安装完毕，只要通过仿真器C5１RF-3进行程序在线下载、调试、仿真即可) 1)在实验室机器E盘的《无线龙实验箱相关资料/无线传感器实验资料20160４》中安装 Zi ｇBeｅ开发集成环境ＩAR7.５1A，详细请参考“\C51RF－CC２530-ＷSN 使用说明书＼”目录下的“IAＲ安装与使用”。 2)安装传感器网络PC 显示软件环境,软件位于“\Ｃ51ＲF－ＣC2530－ＷSN 开发软件 \Ｃ51RF-CC253０-WSN 监控软件”目录下的“Framｅwork Veｒsion 2.0.ｅxe” 3)安装网关与计算机 USＢ连接驱动，驱动位于“＼C５1RF-CＣ２530-WSN 开发软件＼”目录下的“CP2102”。
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;
无线传感器网络的使用教程
无线传感器网络的使用教程 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一 种由多个无线传感器节点组成的网络系统。每个节点都具有感知、数据处理和通信能力，能够检测、采集并传输环境中的各种信息。无线传感器网络在农业、环境监测、智能交通等领域有着广泛的 应用前景。本篇文章将为您介绍无线传感器网络的使用教程，帮 助您了解如何搭建、配置和管理一个高效可靠的无线传感器网络。 一、搭建无线传感器网络 1. 硬件准备 首先，您需要购买一些无线传感器节点，并确保它们具备以下 基本功能：传感器、微处理器、无线通信模块和电源管理模块。 您可以选择一些常见的传感器节点，如TelosB、MicaZ等。另外，您还需要为无线传感器网络提供一个基站或网关，用于接收和处 理传感器节点发送的数据。 2. 网络拓扑设计 在搭建无线传感器网络前，您需要确定合适的网络拓扑结构。 常见的网络拓扑包括星型、树型、网状等。选择合适的拓扑结构 可提高网络的性能和可靠性。例如，星型拓扑结构中的所有节点 都与基站直接通信，可以降低网络中的多径干扰。
3. 节点部署和通信范围 根据需求，合理部署传感器节点可以最大程度地提高网络的覆 盖范围和性能。需要注意的是，每个传感器节点的通信范围有限，因此在节点的部署过程中，要确保节点之间的相邻关系能够保持 一定的通信距离，以免信号受到干扰。 二、配置无线传感器网络 1. 节点初始化 在使用无线传感器网络前，需要将每个节点进行初始化配置。 通常情况下，您需要设置节点的网络地址、通信速率、传输功率 等参数。为了方便管理，可以为每个节点设置一个唯一的标识符，以便后续的数据处理和管理。 2. 网络连接 无线传感器网络通常需要与外部网络进行连接，以实现对传感 器数据的监测和管理。可以通过无线网络、以太网或者GSM等方 式实现网络连接。根据不同的需求，选择适合的网络连接方式， 并进行相应的配置。 3. 数据采集与传输 无线传感器网络的核心功能是实时的数据采集与传输。在节点 配置中，您需要设置传感器节点的数据采集频率、传输周期等参
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 Pi= (xi ，yi)T ，则这个多边形的质心坐标为： 1 " 】丄 5讣济 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 X = rand 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0，1)。 X = rand(n)返回n--n 矩阵的随机数字。 例如，如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 (xi, yi)，(x2, y2), (X3, y3)和(X4,y4),则它的 X i X> X 3 X 4 X ，y —4— ¥ y 2 y 3 y 4 4
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。
【优质】zigbee实验指导书-实用word文档 (19页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == zigbee实验指导书 篇一：zigbee实验 无线传感网络设计 -----基于手机（联想a698t） 计算机科学与技术1205班0911120513孙斌 1.手机中所包括的终端设备及传感器: 手机操作系统为Android OS 4.0 网络连接 GSM/TD-SCDMA/GPRS/EDGE 支持频段：2G：GSM 900/1800/19003G：TD-SCDMA 201X-2025MHz 支持WAPI兼容WIFI(802.11n) 电容触摸屏 摄像头传感器类型为CMOS 支持重力传感器 支持光线传感器 支持距离传感器 电容触摸屏 2.家庭环境智能监测系统设计 家庭环境智能监测系统是智能家居系统中至关重要的一部分,一般包括温 度、湿度、光线、火灾,.有毒气体等的监测。通过获得的这些对象信息,用户可以多种方式感知家庭内部的环境信息并且对家庭进行相应的处理和控制。当采集到的光强数据低于设定值时,用户可以通过软件调节灯光的强弱;当感知到的温度高于或低于人的舒适温度时,系统自动打空调;当家庭环境的湿度过低时,管
理中心控制加湿器的打开;当家庭煤气发生泄漏或发火灾时候,烟雾传感器将感知数据发送给用户,实施报警。家庭环境智能监测为用户提供了可靠、完善的居所环境信息,使得人们的生活更加舒适、高效、安全。本系统设计特点如下: (1)提供全面的家庭环境真实信息,保证了家庭内部的安全。 (2)据弃了有线家庭环境监测系统铺设成本高,扩展性和维护性差的缺点。 (3)不受地理和空间限制,只要在网络覆盖范围内,就可以通过手机随时掌 握家庭环境的最新信息。 图1 家庭环境智能监测系统结构如图1所示,由家庭内部网络、家庭网关和外部 网络三部分组成,各自功能如下: (1)家庭内部网络采用ZigBee无线技术实现内部网络的组建。网络中主节 点 举起网络后,传感器节点以关联方式加入ZigBee网络,在每个传感器节点上 都搭载了温度、湿度、光强和烟雾传感器以及LED灯。传感器节点将特定 环境对象的数值发送到主节点,同时传感器节点接收由主节点发来的灯光 控制命令。 (2)家庭网关是沟通内部网络和外部网络的桥梁,将传感器节点数据汇总后 送至外部网络,同时接收外部网络的请求命令并且转发给内部网络子节点。本文设计的家庭网关包括ZigBee主节点和计算机两部分,二者之间采 用串通信。SgBee主节点又称为协调器节点,负责整个agBee网络的搭建和传感器子节点数据汇聚。在计算机安上装家庭环境监测管理软件,一方面作为人机交互的窗口,向用户直观的显示当前家庭各项环境信息参数,另一方面作为服务器,与网络中的Android手机客户端进行数据的传输和命令的发送。 (3)外部网络为基于3G或GPRS网络的远程家庭环境监测提供了途径。本系统所开发的Android应用软件作为客户端可以访问设为服务器的家庭网关计机。在Eclipse平台下加载Android 发工具包,使用JAVA语言对应用软件界面及网路之间通倩进行编程。用户通过Android手机上的软件,可以实时获悉家庭环境的温度、湿度、光强和气体浓度信息,并能实现对灯光的控制。
无线传感器教案
无线传感器教案 教案标题：无线传感器教案 教案概述： 本教案旨在引导学生了解无线传感器的基本原理和应用，并通过实践活动培养学生的实验设计和数据分析能力。通过本教案的学习，学生将能够理解无线传感器在不同领域的应用，并能够设计和实现简单的无线传感器系统。 教案目标： 1. 了解无线传感器的基本原理和组成结构。 2. 掌握无线传感器在不同领域的应用。 3. 能够设计和实现简单的无线传感器系统。 4. 培养学生的实验设计和数据分析能力。 教案步骤： 1. 引入（5分钟） - 向学生介绍无线传感器的概念和基本原理。 - 引发学生对无线传感器应用的思考，例如智能家居、环境监测等领域。 2. 知识讲解（15分钟） - 解释无线传感器的组成结构和工作原理。 - 讲解无线传感器在不同领域的应用案例，如智能农业、智能交通等。 3. 实践活动（30分钟） - 将学生分成小组，每个小组设计一个简单的无线传感器系统。 - 学生可以选择自己感兴趣的应用场景，如温度监测、光照强度监测等。 - 指导学生选择合适的传感器和无线通信模块，并设计传感器数据的采集和传
输方案。 4. 实验设计（20分钟） - 引导学生进行实验设计，包括传感器的安装位置、数据采集频率等。 - 指导学生选择合适的实验方法和数据记录方式。 5. 数据分析（20分钟） - 学生根据实验数据进行分析和结果展示。 - 引导学生讨论实验结果的意义和可能存在的问题。 6. 总结与展望（10分钟） - 学生总结本次实验的收获和经验。 - 引导学生思考无线传感器技术的未来发展方向。 教学资源： 1. 无线传感器相关的教材或课件。 2. 实验室设备：无线传感器模块、传感器、计算机等。 3. 实验数据记录表和分析工具。 教学评估： 1. 实践活动中的小组设计方案和实验结果展示。 2. 学生对无线传感器原理和应用的理解程度。 3. 学生对实验设计和数据分析的能力。 教学延伸： 1. 鼓励学生深入研究无线传感器在特定领域的应用，如医疗、环境保护等。 2. 组织学生参加相关的科技竞赛或项目实践，进一步提升他们的实践能力和创新思维。
无线传感器网络配置教程
无线传感器网络配置教程 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，用于收集、传输和处理环境中的信息。它具有广泛的应用领域，包括环境监测、农业、医疗和工业等。本文将为读者提供一份简单易懂的无线传感器网络配置教程，帮助初学者快速上手。 一、硬件准备 在配置无线传感器网络之前，我们首先需要准备一些必要的硬件设备。这些设备包括传感器节点、基站和通信模块。传感器节点是无线传感器网络的核心组成部分，用于收集环境信息。基站是传感器节点的数据接收和处理中心，负责与传感器节点进行通信。通信模块则用于实现传感器节点与基站之间的无线通信。 二、网络拓扑设计 在配置无线传感器网络之前，我们需要进行网络拓扑设计。网络拓扑设计决定了传感器节点的布置方式和通信路径。常见的网络拓扑结构包括星型、树型和网状结构。根据实际应用场景和需求，选择合适的网络拓扑结构，并确定传感器节点和基站的位置。 三、传感器节点配置 传感器节点是无线传感器网络的核心组成部分，它负责收集环境信息并将其传输给基站。在配置传感器节点之前，我们需要进行以下几个步骤： 1. 选择传感器类型：根据实际需求选择合适的传感器类型，如温度传感器、湿度传感器或光照传感器等。 2. 配置传感器参数：根据实际应用场景和需求，配置传感器的采样频率、采样精度和传输速率等参数。
3. 确定传感器节点位置：根据网络拓扑设计确定传感器节点的位置，并将其固 定在合适的位置上。 4. 连接通信模块：将通信模块与传感器节点连接，并确保其正常工作。 四、基站配置 基站是传感器节点的数据接收和处理中心，负责与传感器节点进行通信。在配 置基站之前，我们需要进行以下几个步骤： 1. 确定基站位置：根据网络拓扑设计确定基站的位置，并将其放置在合适的位 置上。 2. 连接通信模块：将通信模块与基站连接，并确保其正常工作。 3. 配置基站参数：根据实际应用场景和需求，配置基站的接收频率、传输速率 和存储容量等参数。 4. 配置数据处理算法：根据实际需求，配置基站的数据处理算法，如数据压缩、数据聚合和数据分析等。 五、网络配置与测试 在完成传感器节点和基站的配置之后，我们需要进行网络配置和测试。具体步 骤如下： 1. 网络配置：将传感器节点和基站连接到同一个无线网络中，并确保它们能够 正常通信。 2. 网络测试：通过发送测试数据包，测试传感器节点和基站之间的通信质量和 传输速率。 3. 数据采集与分析：开始采集环境信息，并对其进行分析和处理。根据实际需求，可以使用数据可视化工具对采集到的数据进行展示和分析。
无线传感器解决方案操作手册
无线传感器解决方案操作手册 介绍 本操作手册旨在为使用者提供关于无线传感器解决方案的详细说明和操作指南。通过本手册，使用者将了解如何正确安装、配置和操作无线传感器解决方案。本手册适用于所有使用该解决方案的用户。 安装 1. 准备工作： - 确保您拥有所有必要的设备和配件。 - 确定无线传感器的安装位置，并清理好安装区域。 2. 安装步骤： - 使用附带的安装工具将无线传感器固定在预定的位置上。 - 连接传感器与控制模块、电源适配器等其他组件。 - 确保所有连接均牢固稳定。
配置 1. 无线传感器与控制模块的配对： - 打开无线传感器和控制模块的电源开关。 - 按下解决方案配对按钮，直到指示灯闪烁表示配对成功。 2. 网络配置： - 连接无线传感器与网络，确保有稳定的无线信号。 - 打开解决方案控制面板，并按照界面提示进行网络配置。- 输入正确的网络参数，如网络名称、密码等。 操作 1. 数据监测与收集： - 在解决方案控制面板上查看传感器所测得的数据。 - 确保数据显示准确，并监测数据的变化趋势。 - 定期导出数据并进行分析，以便及时采取相应措施。 2. 故障排除：
- 如果出现传感器无法正常工作的情况，首先检查传感器与控制模块的连接是否稳固。 - 检查传感器电池电量是否充足。 - 检查网络连接是否正常，并确保无线信号良好。 维护与保养 1. 定期检查： - 定期检查传感器的连接是否有松动或损坏的情况。 - 检查传感器电池电量，并及时更换电池。 - 检查网络连接，确保信号稳定。 2. 清洁： - 使用干净的布轻轻擦拭传感器表面，确保传感器保持清洁。 请按照以上操作手册进行无线传感器解决方案的安装、配置和操作。如遇到问题，请参考故障排除部分或联系我们的技术支持团队。谢谢！