物联网工程与应用实验报告.doc

学 生 实 验 报 告（理工类）课程名称： 物联网工程与应用 专业班级：15物联网工程2班 学生学号： 学生姓名： 所属院部： 智控学院 指导教师： 2017 2018学年 第 一 学期 科技学院教务处制实验报告书写要求实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。实验报告书写说明实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。填写注意事项（1）细致观察，及时、准确、如实记录。（2）准确说明，层次清晰。（3）尽量采用专用术语来说明事物。（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。（5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。实验报告批改说明实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。实验报告装订要求实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。实验项目名称：多温度测量实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点： x 实验日期： x 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求了解单总线温度传感器； 了解IIC总线温度传感器； 了解脉冲输出温度传感器； 掌握电压输出型温度传感器的原理和调理电路。二、实验仪器和设备（1）硬件设备 热电阻传感器电路板一块 网络协调器一块 PC机一台 CC-DEBUG仿真器一台（2）软件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB转串口驱动程序 串口调试软件4.5三、实验过程步骤一、打开工程文件1、 首先打开D物联网综合实验箱zigbee传感网实验实验zigbee传感网实验源码及其学生实验代码学生传感网实验源码热电阻传感器文件夹。” 2、 将光电传感器文件夹下的hal_board_cfg.h文件拷贝到D:学生传感网实验源码ZStack-CC2530-2.5.1aComponentshaltargetCC2530E文件夹下，如果以前有hal_board_cfg.h，则覆盖。3、 将热电阻传感器文件夹下的SampleApp.c文件拷贝到D:学生传感网实验源码ZStack-CC2530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppSource文件夹下，如果以前有SampleApp.c文件，则覆盖。4、用IAR打开“D物联网综合实验箱zigbee传感网实验实验zigbee传感网实验源码及其学生实验代码学生传感网实验源码学生传感网实验源码ZStack-CC2530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步骤二、配置箱子号、网络号和信道号在工程中的TOOL/f8wConfig.cfg文件中修改箱子号、信道号和网络号。我用的是37号箱，箱子号为37，信道号为15，网络号为0x0037步骤三、添加底层ADC采集硬件驱动 底层ADC驱动的详情在3.2节中，使能ADC，需要在hal_board_cfg.h（HALcommonhal_assert.chal_board_cfg.h）文件中的474行。步骤四、应用层任务处理函数（是实验难点、也是zigbee的核心部分）在应用层任务处理函数的流程图和解释如下：图1-2 应用层任务处理函数流程图事件处理函数数据发送函数步骤五、在应用层添加zigbee无线接收数据的处理通过串口上传数据步骤六、在传感器节点采集数据处理函数中添加热电阻采集的信号处理传感器节点采集数据处理函数为Sensor_Perform(uint8 Choose)。在本实验中，添加热电阻采集数据的处理。选中路由器设备后，需要在预编译定义中添加节点地址CHGQ=0x01，表示选中的终端设备是热电阻采集节点（如下图所示）。传感器节点采集数据处理函数为Sensor_Perform(uint8 Choose)，其流程图及函数解释如下，红色字体为热电阻采集处理部分。图1-5 传感器节点采集数据处理函数流程图实验代码如下：void Sensor_Perform(uint8 Choose)#if (defined CHGQ) float Temp; /临时浮点变量 uint16 CaiJi;/临时采集的16位变量 uint8 cnt; /计数变量 /无线传感器发送采集数据到网络协调器的数据缓冲区 /数据格式见1.3.1介绍 uint8 tep22;/无线传感器发送采集数据到网络协调器的数据缓冲区 tep21=0x00; tep0=0xCE; /无线发送的帧头 tep1=0xFD; /数据帧帧头 tep2=0x0B; /数据长度 tep3=0x00; /网内地址高字节 tep4=0x00; /网内地址低字节 /选择传感器*/ tep5=CHGQ; /节点地址0x01：热电阻 终端 /节点地址0x02：光照度 终端 /节点地址0x03：光电 终端 /节点地址0x04：加速度 终端 /节点地址0x05：天然气 终端 /节点地址0x06：多温度 终端 /节点地址0x07：位移 终端 /节点地址0x08：湿度 终端 memset(tep+6), 0xAA, 10 ); /未用字节默认为0xAA /所有电压型输出的传感器板子ADC采集的板子的ADC采集处理 /在#if (CHGQ = 0x05) 中可以添加其他的电压型输出的传感器板子 /如#if (CHGQ = 0x05 ) | ( CHGQ = 0x09)添加温湿度传感器板子 /以下程序在下边第一个#endif出现之前，对本实验中所有含有ADC采集的节点有效#if (CHGQ = 0x01) /（929行）ADC采集数据/软件滤波，每一次采集的值，为前边采集的5个值和目前采集的值之和，/减去最大值和最小值再取平均值，可以使采集的值更精确，并使得采集/值的曲线起到平滑滤波作用 static int16 Temp_DianYa6=0,0,0,0,0,0;/存放历史记录，用于软件滤波使用 uint16 Max_DianYa, Min_DianYa; /存放最大值和最小值 static uint8 CaiJi_cnt = 0; /记录次数 CaiJi = HalAdcRead (HAL_ADC_CHANNEL_7, /ADC采集，7通道HAL_ADC_RESOLUTION_12); /12位分辨率，除去符号位，实际值为02027 Temp_DianYaCaiJi_cnt=CaiJi; /保存历史数据 if(+CaiJi_cnt5) /最多记录5个历史记录 CaiJi_cnt = 0; Min_DianYa = Max_DianYa = Temp_DianYa0;/初始化历史记录最大值和最小值 for(Temp=0,cnt=0; cntTemp_DianYacnt?Max_DianYa:Temp_DianYacnt; Min_DianYa = Min_DianYa8; tep17= SrcSaddr&0xff; /读取本地的网内地址，并保存到发送缓冲区 SrcSaddr = NLME_GetShortAddr(); tep18= SrcSaddr8; tep19= SrcSaddr&0xff; #ifdef DT_ROUTER tep20= R; /节点为路由器 #endif #ifdef DT_RFD tep20= E; /节点为终端 #endif for(cnt=0;cnt20;cnt+) tep21=tepcnt; /校验 /zigbee无线发送函数可参考“zigbee通信实验指导书” SendData(0x0000, tep, 22);/通过zigbee无线网络将节点信息发送到网络协调器 HalLedBlink( HAL_LED_1, 1, 50, 500 ); /每发送一组数据则LED灯闪烁一次#endif温度处理函数四、实验结果与分析实验结果如下：协调器收到数据并将结果显示在屏幕上实验项目名称： 看门狗实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点： 1518 实验日期： 2017/11/24 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求掌握CC2530单片机看门狗使用方法。测试看门狗在单片机系统中的作用。二、实验仪器和设备（1）硬件设备 光照度节点实验板； CC2530模块； CC2530仿真器； PC机一台。（2）软件工具 IAR Embedded Workbench for 8051 8.10三、实验原理本实验主要掌握CC2530 的看门狗定时器的使用方法。看门狗,又叫 watchdog timer,是一个定时器，看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。当软件在选定的时间间隔内不能置位看门狗定时器(WDT)，WDT就会使单片机复位。这样可以保证单片机在恶劣应用环境中可靠工作。 WDT可以配置成一个看门狗定时器或一个通用定时器，WDT 包括一个 15 位定时/计数器，它的频率由 32.768KHz 的晶振决定。实验相关寄存器WDCTL(详细情况可以参考 CC2530Datasheet.PDF)。寄存器功能说明WDCTL(0xC9)看门狗定时器控制寄存器Bit7:Bit4 清除计数器值。在看门狗模式下，如果此四位在一个看门狗周期内先后写入0XA,0X5则清楚WDT的值。 Bit3:Bit2 WDT工作模式选择寄存器。 00 IDLE 01 IDLE（未使用） 10 看门狗模式 11 定时器模式 Bit1:Bit0 看门狗周期选择寄存器 00 1 秒 01 0.25 秒 10 15.625 毫秒 11 1.9 毫秒 本实验代码实现在不喂狗的状态下，系统不断复位，LED不断闪烁；喂狗状态下系统正常工作，LED不闪烁。主函数流程图： 图 2-6-1 主函数流程图四、实验过程1、硬件连接本实验需使用CC2530模块、光照度节点实验板、CC2530仿真器、PC机一台。实验时，将CC2530仿真器插入PC机的任何一个USB口；CC2530模块插在光照度节点实验板上。实验时，连接如下图所示：2、下载验证实验代码如下：#include#define uint unsigned int#define RLED P1_0#define GLED P1_1/看门狗函数void Init_WatchDog(void)WDCTL = 0x00; / 看门狗模式，复位时间1S，WDCTL |= 0x08; / 启动看门狗 /喂狗函数void FeetDog(void)WDCTL = 0xa0;WDCTL = 0x50;/初始化LEDvoid Init_LED(void) P1DIR|=0x03; RLED=1; GLED=1;void Delay(uint n) uint i; for(i=0;in;i+); for(i=0;in;i+); for(i=0;in;i+); for(i=0;in;i+); for(i=0;in;i+);/*函数名称: void main(void)*函数功能: 主函数*入口参数: *出口参数: *备 注: */ void main(void) Init_LED(); / 初始化LED Init_WatchDog(); / 初始化看门狗 GLED=0; / 开机LED闪烁 RLED=0;Delay(50000);GLED=1;RLED=1;while(1) /FeetDog(); / 喂狗函数(屏蔽该函数停止喂狗) 五、实验结果与分析实验结果如下：实验项目名称：步进电机实验 实验学时： 4 同组学生姓名： 实验地点： 1518 实验日期： 2017/12/1 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求1、熟练掌握无线数据通信协议的应用2、掌握步进电机的硬件驱动原理3、在zigbee协议栈中添加步进电机的驱动程序4、掌握串口在zigbee协议栈中的底层驱动二、实验仪器和设备（1）硬件设备 模拟量仿真板一块 网络协调器一块 ARM网关 CC-DEBUG仿真器一台（2）软件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB转串口驱动程序 串口调试软件4.5三、实验原理本实验的功能框图如图5-1所示。图5-1 步进电机控制实验功能框图四、实验过程1、首先打开“D物联网综合实验箱模拟量仿真实验模拟量仿真实验代码步进电机控制实验”文件夹。2、将“步进电机控制实验”文件夹下的hal_board_cfg.h和timer.c文件拷贝到D物联网综合实验箱模拟量仿真实验模拟量仿真实验代码ZStack-CC2530-2.5.1a ComponentshaltargetCC2530E文件夹下，如果以前有hal_board_cfg.h，则覆盖。3、将“步进电机控制实验”文件夹下的SampleApp.c文件拷贝到D物联网综合实验箱模拟量仿真实验模拟量仿真实验代码ZStack-CC2530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppSource文件夹下，如果以前有SampleApp.c文件，则覆盖。4、用IAR打开“D物联网综合实验箱模拟量仿真实验模拟量仿真实验代码ZStack-CC2530-2.5.1aProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步骤二、配置箱子号、网络号和信道号我们组是37号箱，箱子号为37，信道号为15，网络号为0x0037。步骤三、添加底层ADC采集硬件驱动底层ADC驱动的详情在3.2节中，使能ADC，需要在hal_board_cfg.h（HALcommonhal_assert.chal_board_cfg.h）文件中的462行。步骤四、应用层任务处理函数在应用层任务处理函数的流程图和解释如下：1. 无线处理函数2. 串口发送协调器建立网络成功提示信息到PC机或网关3. 网络协调器向路由器或终端节点发送控制命令4. 通过串口将网络信息发送到PC机或网关HalUARTWrite( 0, tep,21 );步骤五、在应用层添加zigbee无线接收数据的处理ZigBee无线接收函数的原理可以参照“zigbee通信实验指导书”，这里只在应用层实现，在应用层任务处理函数添加无线接收数据处理函数SampleApp_ProcessEvent（）中调用了zigbee无线接收数据处理函数SampleApp_Mess