星状网实验报告

硕士研究生实验报告课程名称： 计算机控制综合实验 题 目： Z-Stack星状网实验 题目类型： 实验报告 学 院： 计算机科学与工程学院 专业名称： 计算机技术 姓 名： 学 号: 任课教师： 授课时间：2014年11月13日2015年1月8日提交时间： 2015年1月11日 欢迎下载Z-Stack星状网实验一、基础知识 1、基本原理 星型网（starnetwork）是指网络中的各节点设备通过一个网络集中设备（如集线 HUB 或者交换机Switch）连接在一起，各节点呈星状分布的网络连接方式。这种拓扑结构主要应 用于IEEE802.2、IEEE802.3标准的以太网中。 星型网的基本特点： (1)容易实现，但安装、维护工作量，成本较大：它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞 线或同轴电缆。但是每个站点都要和中央网络集中设备直接连接，需要耗费大量的线缆，并且安装，维护的工作量也剧增。 (2)节点扩展、移动方便：节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条电缆即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可。故障诊断和隔离容易：一个节点出现故障不会影响其它节点的连接，可任意拆走故障节点。 (3)中央节点的负担较重，易形成瓶颈；各站点的分布处理能力较低：中央节点一旦发生故障，则整个网络都受到影响。 ZigBee 主要采用了3 种组网方式：星型网、树状网和网状网。如下面图所示。在星型网中，一个功能强大的全功能设备(FFD)位于网络的中心，作为网络协调者(Coordinator)，其它的全功能设备(FFD)或精简功能设备(RFD)分布在其覆盖范围内。由于网络协调者定义了整个网络的时分复用和多址接人方式，因此星型网的控制和同步都比较简单，通常用在设备数量比较少的场合。示意图如下图所示： 图1 星状网示意图2、程序说明 (1)本实验修改Z-Stack协议栈中的nwk_globals.h的定义即可。可打开Z-Stack协议栈中的组网实验网关工程CoordinatorEB-PrO和端节点工程EndDeviceEB-Pro，修改nwk_globals.h 中的NWK_MODE定义为NWK_MODE_STAR即可； (2)对于各个端节点，在通过SmartRFFlashProgrammer烧写完相应的协议栈文件后，应将其IEEE地址设为不相同的地址，如下图为将其IEEE地址设为FFFFFFFFFFFFFF01，这样网关节点自动分配给端节点的地址就不会相同，也不会存在地址冲突的问题。 2、 实验过程1.实验目的（1）学习星状网通讯的原理及相关技术。 （2）学习如何修改Z-Stack协议栈程序以实现星状网通信。 2.实验内容 在IAR集成开发环境中修改Z-Stack协议栈程序，以实现星状网通信。 3.实验设备 （1）硬件：教学实验箱、PC机； （2）软件：PC机操作系统Windows 98(2000、XP) IAR开发环境。 4.实验步骤 （1）准备一块通用调试母板，带传感器板的通用调试母板三块，2000仿真器，供电并连接好。将通用调试母板的标准串口和PC机的串口相连（或将通用调试母板的USB串口通过USB延长线连接到PC上）。如下图2组网实验连接图所示： （2）启动IAREmbeddedWorkbench，打开路径下面的SampleApp.eww工程文件。（3）在Workspace项下选择CoordinatorEB-Pro工作区，修改nwk_globals.h 文件中的NWK_MODE定义为NWK_MODE_STAR，并进行编译。 (4) 编译成功后，将产生的SampleCoordinator.hex文件通过SmartRFFlashProgrammer烧写到通用调试母板中，作为组网实验的中心网关节点。 (5) 在Workspace项下选择EndDeviceEB-Pro工作区后，并进行编译。(6)编译成功后，将产生的SampleEndDevice.hex文件通过SmartRFFlashProgrammer分别烧写到带传感器板的三个通用调试母板中，作为组网通信实验的端节点。 （7）网关节点板和端节点板均上电，等待端节点加入网络，路由节点上的二极管指示灯D2常亮，表示网络已连接。如长时间未连接，可按路由节点的复位按扭S2对路由节点进行复位。 （8）通过在CVT-WSN综合教学实验平台软件，可观察到实际组网的星型网络拓扑图。 5.实验结果 在物联网综合实验平台里，我们看到一个网关节点和三个端节点连在一起，呈星形排列，表明连接成功，这就是星型网络拓扑图。实验结果表明，我们实现了星状网通信。3、 实验总结 无线传感网络技术广泛用于很多方面，如农业物联网、工业自动化以及智能家居等。无线传感的使用使传感器和自动化技术得到了空前的发展，并给人们的生活带来了很大的便利。 本次实验我们进行的是星状网实验，在实验中，我们学习了无线传输的基本原理，完成了星状网的通信，受益良多。 我们平时的实验课更多注重对理论的验证，但是没有创新性和自主研发性，虽然这次的实验我们大部分也是照着实验说明书进行连接、烧录程序、演示等，但是此次的实验增加了我对无线通信浓厚兴趣。只要有兴趣，我相信化兴趣为动力，我肯定能更加努力加强无线通信方面的学习，努力提高专业素养。 当然实验中还有注重团队的协作，我们分工明确，合作愉快，因此更快、更好地完成了实验。现在的项目工程，凭一己之力几乎不可能完成，所以企业也十分注重员工