无线传感网络技术课程设计报告模板

辽宁理工大学课程设置计划(论文)辽宁工业大学无线传感器网络技术课程设计(论文)标题：加速度传感器数据采集系统医院(系):电子信息工程学院专业课：物联网学号：学生姓名：指导教师：教师职称：开始和结束时间：14-06-23至14-07-11课程设计(论文)任务与意见医院(系):电子信息工程系：学号学生姓名专业课课程设计(论文)标题加速度传感器数据采集系统课程设计(论文)任务使用加速度传感器收集数据，并将收集的数据传送到主机计算机进行显示，即可从workspace页面中移除物件。使用加速度传感器收集的信息控制马达，旋转和停止以检测是否发生加速度。主要设计内容：1.画实验设计图2.编写功能代码，刻录代码3.功能熟练程度演示要求：1.根据标题和使用的传感器节点，用计算机绘制原理图和程序流程图。2.认真独立完成规定的设计内容(约4000字)，严禁相互抄袭。指导教师意见和成果平时成绩：论文质量：回答讨论：总成绩：教师签名指南：年月日列表第一章加速数据采集系统设计51.1简介51.2整个方案讨论5第二章加速数据采集系统的硬件设计62.1系统所需的硬件62.2硬件系统各部分实现的功能82.3系统范围的实施功能简介9第三章加速度传感器数据采集系统的软件设计103.1说明系统软件的功能103.2系统程序流程图103.3系统主要代码11第四章课程设计摘要16参考文献17第一章加速数据采集系统设计1.1简介随着智能型步伐的临近，发明了很多用于测量的智能产品。加速度传感器通过测量重力引起的加速度，可以计算设备相对水平面的移动速度，通过分析动态加速度，可以分析设备移动的方式。加速度传感器不仅可以测量牵引力引起的加速度，还可以用于分析发动机的振动。地震波检测、汽车事故报警、高压电线摆动监测等使用非常广泛。1.2总体方案讨论加速数据收集系统的总体结构如图1所示。系统主要由三部分组成，包括加速度传感器节点、协调器和PC。首先，通过IAR环境在协调器中创建协调器代码，然后在协调器中修改节点ID。协调程序随后将配置控制单个节点协调操作的小范围网络。加速度传感器节点以无线方式将收集的数据传递给协调程序，协调程序通过串行端口将数据上载到主机的显示屏。此次系统设计不仅通过串行通信实时输出到PC，而且通过无线控制加速度传感器收集的信息，以现有框架为基础增加了难度通过电动机、旋转和停止检测加速度是否发生。如图1.1所示的系统配置框图协调员PC显示器加速度传感器电源模块电动机传感器图1.1系统范围的方框图第二章加速数据采集系统的硬件设计2.1系统所需的硬件加速数据采集系统所需的硬件包括加速度传感器节点、协调器、电动机传感器节点、PC机、代码编写工具等。实际图如下所示：图2.1加速度传感器节点图2.2刻录代码工具图2.3协调员图2.4电动机传感器节点2.2硬件系统功能2.2.1数据收集和传输部分实现此功能的组件是加速度传感器节点。该节点将检测点的加速度信号转换为相应的电信号，进入前置放大器电路，通过信号调理电路改善信号的信噪比，转换模数信号以获得数字信号，然后将单片机发送到内置的单片机进行数据存储和控制。当感应元件以加速度a运动时，质量图块由惯性力(与加速度方向相反)作用，与加速度成比例，a发生了变形，悬臂梁也产生了应力和变形。变形感觉到附加在悬臂梁上的扩散阻力。根据硅的压阻效应，扩散电阻的电阻与需要改变的东西成比例发生，并且该电阻作为桥的桥臂，可以测量桥输出电压的变化，完成加速度测量。方块图如图2.2:无线微控制器(CC2430)周边匹配电路加速度计电源监控电路及其显示电路系统电源图2.2无线加速度传感器网络节点框图2.2.2协调程序节点部分协调器是加速传感器数据收集系统的重要组成部分，主要包括调整网络设置、检测网络状态、发送维护信号、发送收集命令和其他功能传输网络信号、管理网络节点和存储网络节点信息，以及提供相关节点之间的路由信息。网络协调程序还存储一些基本信息，如节点数据设备、数据传递表和设备关联表。方块图如图2.3所示：存在连接到网络的节点初始化中开始网络寻址建立网络图2.3协调程序节点方框图2.2.3结果的表示和输出部分这部分由两部分组成，一部分是马达节点，另一部分是PC机显示器。从加速度传感器节点收集的数据最终通过串行端口输出数据显示在屏幕上，并通过电动机旋转和停止观察数据。图2.4数据显示在屏幕上2.3系统范围的实施功能简介在每个节点的代码和协调程序的代码被烧掉后，对加速度传感器执行操作时，数据将在这个由协调程序配置的小网络上无线传输。如果协调程序接收到数据，则通过串行端口将数据上传到显示屏后，马达接收到数据后开始转动。实施的功能如下图所示。第三章加速度传感器数据采集系统的软件设计3.1说明系统软件的功能主程序是系统的监控程序，主要执行系统各部分的初始化任务，使整个系统在通电后进入初始化状态。主工作流在系统通电后，首先完成CPU和外部端口的初始化，收集节点在ZigBee网络上广播收集的数据，协调器将接收的数据上载到主机、电源机器接收数据就旋转，这就是系统软件实现的功能。开始3.2系统程序流程图初始化处理器初始化每个功能模块ADC初始化设置到数据接收时间相应的寄存器标志位0y读取数据寄存器通过串行端口处理和传输数据图3.1系统程序流程图3.3系统主要代码3.3.1加速度传感器节点代码void serial app _ init(uint 8 task _ id)HalUARTCfg _ t uartConfigStatic uint8设备id；SerialApp _ TaskID=task _ idafregister(endpoint desc _ t *)serial app _ EP desc)；register forkeys(task _ id)；init _ I2c()；adxl 345 init()；Iread data (adxl345 _ addr1，who _ am _ I，设备id)；/0xD3If(设备id=0xe15)elsewhile(1)；UART0_Format。Header _ 1=0xeeUART0_Format。Header _ 2=0xccUART0_Format。NodeSeq=0x01UART0_Format。NodeID=AcceleUART0_Format。Tailer=0xffserial app _ tx addr . addr mode=(afaddr mode _ t)addr 16 bit；/初始化发送地址serial app _ tx addr . endpoint=serial app _ endpoint；seriatap _ tx addr . addr . short daddr=0x ffff；TXPOWER=0xf5void serial app _ init(uint 8 task _ id) halUARTCfg _ t uartConfigStatic uint8设备id；SerialApp _ TaskID=task _ idafregister(endpoint desc _ t *)serial app _ EP desc)；register forkeys(task _ id)；init _ I2c()；adxl 345 init()；Iread data (adxl345 _ addr1，who _ am _ I，设备id)；/0xD3If(设备id=0xe15)elsewhile(1)； UART0_Format。Header _ 1=0xeeUART0_Format。Header _ 2=0xccUART0_Format。NodeSeq=0x01UART0_Format。NodeID=AcceleUART0_Format。Tailer=0xffserial app _ tx addr . addr mode=(afaddr mode _ t)addr 16 bit；/初始化发送地址void serial app _ processmsgcmd(afincoming msg packet _ t * PKT)/处理收到的RF消息Static UART _ Format * receiveData交换机(pkt-clusterId)case serial app _ cluster id 13360/单个传感器部分数据处理receive data=(UART _ format *)(PKT-cmd . data)；if(receivedata-header _ 1=0x cc)(received ATA-header _ 2=0xee)(received ATA-Tataif(receive data-nodeid=accele)/地址HalLedBlink(HAL_LED_2，1，50，600)；BreakCase serial app _ cluster id 23360BreakDefault:Break3.2协调程序节点主代码void serial app _ processmsgcmd(afincoming msg packet _ t * PKT)/处理收到的RF消息UART _ Format * receiveData/* UART _ Format RSP；Rsp。Header _ 1=0xccRsp。Header _ 2=0xeeRsp。NodeSeq=0x01Rsp。Tailer=0xff*/receive data=(UART _ format *)(PKT-cmd . data)；Int8 receive _ rssireceive _ RSSI=PKT-RSSI；交换机(pkt-clusterId)case serial app _ cluster id 13360/单个传感器部分数据处理if(receivedata-header _ 1=0xee)(received ATA-header _ 2=0x cc)(received ATA-Tataif(receive data-command=msg _ period)/周期消息receive data-data0=receive _ RSSI；Halua