传感器与传感网技术应用312

项目一智能交通灯系统传感网应用开发（初级）职业能力目标：任务四串口控制交通灯理解串行通信的原理，熟识MAX232芯片、RS-232接口，掌握应用其实现通信转换的方法；掌握上位机与CC2530间的串口通信建立和配置方法；掌握串口通信中数据收发的实现及典型应用的设计方法，完成上位机下达的指令、控制交通灯模式进行切换的功能开发。交通灯本地应用Zigbee模块上的按键控制交通灯功能切换，操作局限于指挥现场，不够合理。智能交通灯系统可与上位机通信联网，结合摄像头等监控设备的支持，由上位机根据观察到的路况迅速下达指令，控制交通灯灵活进行功能切换。本任务要求系统经串口接收远程主机下达的指令“r”时，切换至正常指挥功能(Routine)；下达指令“f”时，切换至限行功能（Forbid）。任务四串口控制交通灯建立主机与交通灯硬件系统间的串行通信，搭建交通灯工作与控制系统；完成指令发送与交通灯状态检测功能模块；建立面向主机远程串行控制的交通灯管理程序；烧写测试程序，实现交通灯式工作及控制方式的检测。任务描述：任务要求：任务四串口控制交通灯任务分析与规划01任务实施03任务小结05知识储备02任务检查与评价04任务拓展与延伸06任务四串口控制交通灯任务分析与计划：任务四串口控制交通灯任务分析与规划01任务实施03任务小结05知识储备02任务检查与评价04任务拓展与延伸06CC2530与外设间的串行通信CC2530与上位机的连接与信号转换12知识储备CC2530串口相关寄存器及串行通信配置3(1)并行通信与串行通信图1-4-1并行通信和串行通信并行通信各位数据同时传送、传输速度快、效率高，但需要的数据线较多、成本高、干扰大、可靠性差，且一般适用于短距离通信，多用于计算机内部各部件之间的数据交换。

串行通信需要的数据线少，成本低，但传输速度慢，效率低，特别适用于主机与主机、主机与外设之间的远距离通信。(1)并行通信与串行通信串行通信又分为同步串行通信和异步串行通信。CC2530提供USART0和USART1两个串行通信接口，可运行于同步SPI模式或异步UART模式。①同步SPI模式串行通信图1-4-2SPI工作原理示意图SPI串行外围设备接口，使MCU与各种外围设备通信息，主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI是一种全双工高速连续串行传送数据的同步通信总线，只占用芯片管脚上四根线，节省PCB空间，简单易用，越来越多的芯片集成了这种通信协议。(1)并行通信与串行通信①同步SPI模式串行通信图1-4-2SPI工作原理示意图串行同步通信的帧包括同步字符、数据块和校验字符同步通信传输效率高，可用于点对多点，但要求收发双方的时钟严格同步，对硬件结构要求高。接收设备持续对线路采样，在接收到的字符与同步字符比对成功后才将其后的数据块加以存储。(1)并行通信与串行通信(1)并行通信与串行通信②异步UART模式图1-4-3异步通信字符帧格式数据位可5~8位。奇偶校验位可选，用于供双方按约定对数据进行正确性检查，可设定为奇校验、偶校验、无校验等。停止位为保持时间为1、1.5或2位的逻辑0低电平信号，信号长度由双方约定，接收端接收到该位时即知一帧字符已经传送完毕。空闲位在停止位后，线路处于逻辑1高电平，表示线路处于空闲状态，位数可变，用于填充帧间的空隙。异步通信帧包括起始位、数据位、奇偶校验位（可选）和停止位（高电平）组成。起始位用于标志帧传送的开始，接收端检测到传输线上发送过来的字符帧起始位（逻辑0低电平）时，确定发送端已开始发送数据。(1)并行通信与串行通信②异步UART模式异步串行通信一次传送一个帧。发送端发完一帧后，可经过任意长的时间间隔再发送下一帧；接收端通过传输线逐帧接收。发送端和接收端可以按各自的时钟来控制数据的发送和接收，双方时钟源相互独立，互不同步。异步通信简单，可允许双方时钟有一定误差，但异步通信效率较低，只适用于点对点传输。(2)CC2530串行通信接口表1-4-1串口与I/O端口对应关系RX表示接收，TX表示发送。通过PERCFG[1:0]可设置接口USART1、USART0与外部I/O引脚按Alt1、Alt2两种位置关系对应，0为默认Alt1，1为Alt2CC2530与外设间的串行通信CC2530与上位机的连接与信号转换12知识储备CC2530串口相关寄存器及串行通信配置3(1)RS-232标准接口图1-4-4RS232接口RS-232接口采用负逻辑传送，规定-5V~-15V低电平表示逻辑“1”，+5V～+15V高电平表示逻辑“0”。RS-232标准接口为9针或25针的D型插头，常用的9针接口又称DB9接口,两端分公头(DB9针式)和母头(DB9孔式)将计算机内部的TTL电平转换为RS-232C电平。(1)RS-232标准接口图1-4-4RS232接口表1-4-2RSS232接口引脚定义(2)MAX232及上位机与CC2530间的信号转换图1-4-5MAX232芯片图1-4-6应用MAX232实现单片机与PC机串行通信连接MAX232芯片是单电源电平转换芯片，内含一个电容性电压发生器。MAX232的T2IN、T2OUT实现单片机到RS232的传送，R2IN、R2OUT实现单片机从RS232的接收，实现电平的转换。CC2530的USART口采用的是TTL电平，与RS232的电气特性不匹配，经该接口与PC机通信时必须进行输入/输出电平转换。CC2530与外设间的串行通信CC2530与上位机的连接与信号转换12知识储备CC2530串口相关寄存器及串行通信配置13.CC2530串口相关寄存器及串行通信配置(1)CC2530串口相关寄存器波特率控制寄存器UxBAUD、控制和状态寄存器UxCSR、UART控制寄存器UxUCR、通用控制寄存器UxGCR、接收/发送数据缓冲寄存器UxDBUF。(1)CC2530串口相关寄存器(1)CC2530串口相关寄存器(1)CC2530串口相关寄存器(2)串行通信控制123通信波特率计算及设置UART0的初始化UART0端口完成数据发送4数据接收中断服务函数①通信波特率计算及设置CC2530系统时钟采用高速晶振，串口运行在UART模式时，用内部的波特率发生器设置UART波特率。波特率由U1GCR寄存器中的BAUD_E和U1BAUD寄存器的BAUD_M两个部分共同决定。波特率计算公式如下：其中，F为单片机的系统时钟频率，可取16MHzRCOSC或32MHz晶振两者之一，其选择在CLKCONCMD寄存器中设置。①通信波特率计算及设置表1-4-432MHz系统时钟常用的波特率设置(2)串行通信控制123通信波特率计算及设置UART0的初始化UART0端口完成数据发送4数据接收中断服务函数②UART0的初始化解读初始化流程；识记指令；(2)串行通信控制123通信波特率计算及设置UART0的初始化UART0端口完成数据发送4数据接收中断服务函数③UART0端口完成数据发送字节发送先将数据装填到寄存器U0DBUF中。当8位的发送/接收数据缓冲寄存器UxDBUF被写入数据后，自动送至TXDx引脚，开始逐位串行数据传输。UxDBUF为双缓冲寄存器，数据发送启动后立即触发TX、设置中断标志UTX0IF且卸载数据缓冲器，使当前字节发送的同时新的字节能够装入数据缓冲器UxDBUF，支持数据的连续串行传输。③UART0端口完成数据发送字符串发送(2)串行通信控制123通信波特率计算及设置UART0的初始化UART0端口完成数据发送4数据接收中断服务函数④数据接收中断服务函数系统响应中断请求时，中断服务函数中先手工清除接收中断标志位URX0IF，再将数据从缓冲寄存器UxDBUF中转存到字节型变量temp，最后将变量RX_Flag置1，告知主函数数据接收操作已完成。检测与提升测一测

详细描述CC2530的UART端口进行异步串行通信的初始化过程。想一想CC2530串口相关寄存器各自包含哪些内容？结合串口数据收发过程，总结其用法。本任务采用ZigBee模块模拟交通灯系统，并通过CC2530的串口与上位机建立通信。系统启动后立刻向上机发送信息“智能交通灯系统开启并进入正常状态”，然后进入按上位机下达指令模式切换状态。交通灯模块收到上位机下达的指令【r】时，切换至正常指挥功能，并向上位机发送信息“切换为限行状态”；收到指令【f】时切换至限行功能，并向上位机报备并向上位机发送信息“切换为正常状态”。任务规划与设计系统搭建及串行通信连接串口通信的初始化12任务规划与设计UART0的数据发送与接收3指令控制应用主函数设计41.系统搭建及串行通信连接如图1-4-7交通灯模拟系统硬件结构及电路将ZigBee模块安装在Newlab实训平台上后，需用串行通信电缆把Newlab平台与PC机连起，并在平台加电后将旋钮旋至【通讯模式】，使ZigBee模块与PC机建立串行通信通道。Newlab平台内置有MAX232等转换芯片，可将CC2530串口输出的TTL电平信号转换为RSS232接口的电平。应用设计时，CC2530通过UART0实现与上位机的通信。12任务规划与设计3指令控制应用主函数设计4系统搭建及串行通信连接串口通信的初始化UART0的数据发送与接收2.串口通信的初始化步骤1设置系统时钟采用32MHz晶振，即需CLKCONCMD&=~0x7F。步骤2UART0引脚需选用位置Alt1，并设置I/O模式及优先使用情况，

即需PERCFG&=~0xFF，P0SEL|=0x3C，P2DIR&=~0xC0。步骤3设置通信波特率为19200bps，即需BAUD_E=9，BAUD_M=59。步骤4指定帧格式、清除缓冲器、禁止流控，配置为字符收发方式，即U0CSR|=0x80;步骤5设置通信为rt模式，则U0GCR|=0x80；步骤6清除UART0、RX接收中断标志，使能总中断和UART0中断。2.串口通信的初始化12任务规划与设计3指令控制应用主函数设计4系统搭建及串行通信连接串口通信的初始化UART0的数据发送与接收3.UART0的数据发送与接收图1-4-8主函数中UART收发操作流程3.UART0的数据发送与接收图1-4-8UART收发操作流程12任务规划与设计3指令控制应用主函数设计4系统搭建及串行通信连接串口通信的初始化UART0的数据发送与接收4.指令控制应用主函数设计任务四串口控制交通灯设备与资源准备：实施流程：任务四串口控制交通灯工作区、项目创建、工程选项配置操作方法详见项目一任务一的任务实施部分。1.工程的创建、修改工程配置实施流程：任务四串口控制交通灯参考给出的变量定义、延时函数、I/O端口初始函数和前面的串口通信初始化、数据收发、主程序模块，整理出完整的上位机下发指令控制交通灯模式切换控制程序。2.编写、分析、调试程序任务四串口控制交通灯实施流程：3.程序编译与下载调试编译无错后，下载程序到ZigBee模块，方法参考任务一。任务四串口控制交通灯任务分析与规划01任务实施03任务小结05知识储备02任务检查与评价04任务拓展与延伸064.结果测评与分析上位机上查看串口连接的COM口号；启动【串口调试助手】软件，设置连接参数；打开串口连通与CC2530的通信。图1-4-9上位机观察控制反馈结果【串口调试助手】中立刻显示交通灯模拟发给上位机的上报信息；【串口调试助手】向ZigBee模块发送指令【r】或【f】或其他单字符指令；进行有效切换动作。任务四串口控制交通灯任务分析与规划01任务实施03任务小结05知识储备02任务检查与评价04任务拓展与延伸06任务小结知识与技能提升延伸阅读智慧交通——红绿灯远程联网控制图1-4-10智慧交通控制系统任务拓展编程实现串口调试助手给ZigBee模块发字符串时，ZigBee模块会返回接收到的字符串。谢谢大家学习汇报人：XXX汇报时间：XX年XX项目二楼道开灯传感器与传感网技术应用任务描述

老旧小区楼道灯光开关系统加装声音和光照传感器分别实现了声控和光控楼后，两套控制系统分别单独作用，布线繁琐，资源浪费，且不能满足不同楼层业主对灯光的多样化控制需求。高层的业主希望楼道灯白天即使有声音也不用亮，低层的业主希望楼道灯晚上能够正常实现声控，在白天阴雨天等光线不好的时候也能够实现声控点亮。这样才能确保过往行人的安全。小区业主依据实际场景的需求，对楼道灯光控制系统提出了新的修改要求。

物业经理王先生提出让新大陆科技有限公司拿出修改后的解决方案。公司依据业主的要求，计划综合使用声音、光照传感器，实现楼道灯光的自动控制。任务要求：综合使用光照、声音传感器，实现楼道灯光的开关控制；用串口实现光照传感器数据的采集及显示；使用IAR完成基于CC2530声光同时控制程序的开发与调试；完成测试程序的烧写，实现楼道灯通过光感自动控制的功能需求。引导问题问题1：

你是否了解生活中声光控制在其他哪些场景还有应用？

问题2：

如何把声音传感器和光照传感器综合使用，搭建起基于CC2530单片机的声光控制电路系统？任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务资讯分立元件声光控开关的制作

分立元件声光控开关原理图优点：成本不高缺点：稳定性差任务资讯

利用单片机设计出的声光双控开关系统，不仅使硬件设备具有可扩展性，还可以直接用程序实现通断、延时等自动控制，使用过程中更加的安全节能，智能便捷。图2-3-1和图2-3-2分别是实验室中用单片机制作的声光控开关和市场上销售的声光控开关。

单片机制作的声光控开关

市场上销售的声光控开关任务资讯Zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，特别是智能灯光控制系统，智能家居系统中有着较成熟的应用。

基于zigbee的智能家居控制系统

基于zigbee的智能路灯控制系统任务资讯学习ZIGBEE要绑定使用TI的CC2530单片机，为什么，为什么不用STM32，51，MSP430，RaspberryPI呢？

ZIGBEE和蓝牙，WIFI一样，是一种传输协议，如果要理解一个传输协议，很要花些时间，而且几万行的代码，

上面都是结构体，宏定义，预编译，宏定义函数，你愿意没搞懂怎么用之前就移植协议吗，如果这样估计大部分人都会放弃。

CC2530这款单片机，使用了8051的内核，封装了Z-STACK这个协议栈,这个协议也被ZIGBEE联盟认定为参考协议这上面的引脚等都配置好了，是适配这个单片机的，因此我们使用起来就避免了改动上万条代码可能出现的BUG，对初学者来说，这更容易上手学习掌握。任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务计划与决策系统结构分析系统代码设计与分析21声光控楼道灯光系统结构分析

声光控楼道灯光模拟系统由声音传感器、光照传感器模块、ZigBee模块、NEWLab实训平台、上位机等硬件系统组成。其中声音传感器采集环境中的声音产生开关量数据，光照传感器采集到光照强度经过ADC寄存器的处理转换成单片机能够识别的数字信号，二者经CC2530单片机处理后通过NEWLab实训平台的串口传输给上位机显示。

光控楼道开关模拟系统任务计划与决策系统结构分析系统代码设计与分析21声光控楼道灯光系统代码设计与分析

在本任务搭建的声光控楼道开灯模拟系统使用CC2530单片机的I/O接口P1.0相连的LED1模拟楼道灯;光照传感模块输出连续变化的光照数值是模拟信号，其输出端与CC2530的ADC0相连。通过GPIO端口、按键控制和中断和定时/计数技术完成更优化的声光协同控制灯光系统的功能。主程序流程图任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施

声光控楼道开灯系统任务的实施需要完成硬件系统的搭建和软件系统的开发调试。其中软件开发环境的搭建和配置的与前面任务中相关操作类似，在此不再详述。本任务着重从硬件搭建环节开始。硬件环境搭建项目创建及程序编辑编译链接下载程序结果测评与分析任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证硬件环境搭建

图2-3-5为本任务硬件连接示意图，其中光照传感器模块的J6口（模拟量输出）连至ZigBee模块的J10口（ADC0），声音传感器模块比较输出口连至用香蕉头线连至ZigBee模块的OUT1口，二者设定为CC2530的输入接口；ZigBee模块的LED1与片上CC2530单片机的P1.0相连，定义为输出端口。NEWLab底座通过串口转USB线与电脑相连，通过串口通信光照数据等传送到PC端，实现数据显示。图2-3-5硬件连线图硬件环境搭建

在IAR开发环境中开发ADC转换程序后，为将ADC测量值在PC端的串口调试工具中显示，系统实物连接如图2-3-6所示。图2-3-6声光控楼道灯控制模拟系统实物图任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证串口调试打开串口调试软件，依次设置调试的端口，波特率、数据位、校验位、停止位等参数，即可在空白界面看到采集到的光照数据信息，如图2-3-7所示。串口调试软件的使用方法详见任务二。图2-3-7

串口调试软件界面任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证项目编译及链接在完成项目配置、工程创建、源文件编辑调试后，进行代码的编译与链接、编辑调整，直到【Messages】提示程序编译、链接成功。任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证

IAR下载程序

把ZigBee模块安装在NEWLab底座上，用CCDebugger仿真下载器的下载线连接ZigBee模块至主机USB接口。完成程序向单片机的烧写下载，步骤见项目一。任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证结果验证

先单击【单步】调试按钮，控制光照和声音检测部分的代码逐步，观察LED灯的亮灭变化；然后执行将程序烧写到模块上后让模块复位重起，观察不同光照条件下特别是光照AD值在2500左右时，外界声音对LED灯亮灭的控制情况。（a）光照较强、无声音时

（b）光照较强、有声音时

（c）光照较弱、有声音时声光控楼道灯系统的工作状态结果验证

光照较强和较弱时PC端结果显示

任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务小结

项目三智能防盗系统传感网应用开发（初级）系统应用及结构系统搭建与功能体验本项目学习目标123任务二霍尔传感器的认知和应用引导案例：任务二霍尔传感器的认知和应用引导案例：发挥想象，门磁还能在哪里使用？系统应用及结构系统搭建与功能体验本项目学习目标123引导案例：任务二霍尔传感器的认知和应用搭建模拟智能防盗系统霍尔防盗模拟系统本项目采用在NEWLab平台上安装霍尔模块，继电器模块，灯光模块来搭建模拟霍尔防盗系统，实现了用霍尔开关模块、霍尔线性模块进行监测，实现门禁开关状态感知、财物位置移动报警等功能。系统应用及结构系统搭建与功能体验本项目学习目标123引导案例：任务二霍尔传感器的认知和应用项目学习目标智能防盗系统项目学习目标围绕本任务的实现可完成如下学习目标：任务二霍尔传感器的认知与应用任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务描述任务描述：

最近公司开展了安全排查，发现需要财物部门安全防护等级。要严格财物室门禁管理，并对重要财物实现不间断监控管理。

任务要求：利用霍尔开关完成财物室门禁开启和关闭检测；利用霍尔线性传感完成不间断监控重要财物；搭建系统电路，并对传感数据进行测量和分析。引导问题案例：

生活中的霍尔现象问题1：

霍尔线性在生活中还有那些用途，在防盗方面可以怎么用？霍尔效应、应用领域及发展趋势NEWLab霍尔传感模块任务资讯4312霍尔元件的测量误差及补偿方法霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势1霍尔效应霍尔元件基本结构2霍尔效应霍尔效应、应用领域及发展趋势

置于磁场中的静止金属或半导体薄片当有电流流过时，若该电流方向与磁场方向不一致，则在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。图3-2-1霍尔效应原理图在垂直于外磁场B的方向上放置一金属或半导体薄片，其两端通过方向如图所示的控制电流I，则在垂直于电流和磁场的另两端就会产生正比于控制电流I和磁感应强度B的电动势UH。利用这一霍尔效应制成的传感元件称为霍尔元件。霍尔效应霍尔效应、应用领域及发展趋势霍尔效应运动电荷受磁场中洛仑兹力作用的结果。当运动电子所受的电场作用力FE和洛仑兹力FL相等时，电子的积累达到平衡状态，此时在薄片两端建立电场称为霍尔电场，相应的电势UH称为霍尔电势。霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度与霍尔常数成正比而与霍尔片厚度成反比。为了提高灵敏度，霍尔元件常制成薄片形状。目前常用的霍尔元件材料有：锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料，其中N型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性能和线性度都较好，应用最为普遍。霍尔效应、应用领域及发展趋势1霍尔效应霍尔元件基本结构2霍尔元件的基本结构霍尔效应、应用领域及发展趋势霍尔元件结构简单，由霍尔片、引线和壳体组成，结构见图3-2-2(a)。霍尔片是矩形半导体单晶薄片,见图3-2-2(b)。国产霍尔片的尺寸一般为4mm×2mm×0.1mm。在元件的长度方向的两个端面上焊有a、b两根控制电流端引线，通常用红色导线，称为控制电流级；在元件的另两侧端面的中间以点的形式对称地焊接c、d两根霍尔端输出引线，通常用绿色导线，称为霍尔电极。霍尔元件的壳体采用非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装。霍尔元件在电路中可用如图3-2-2(c)所示的三种符号表示。标注时，常用H代表国产霍尔元件，后面的字母代表元件的材料，数字代表产品序号,如HZ-1型元件表示是用锗材料制造的霍尔元件，HT-1型元件表示是用锑化铟制作的元件,HS-1型元件表示用砷化铟制作的元件。a)霍尔元件结构b)霍尔片c)电路图形符号

图3-2-2霍尔元件霍尔效应、应用领域及发展趋势NEWLab霍尔传感模块任务资讯4312霍尔元件的测量误差及补偿方法霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势霍尔元件的测量误差及补偿方法制造工艺问题和实际应用中的各种不良因素都会影响霍尔元件的性能，从而产生误差，其中最主要的误差有不等位电势带来的零位误差以及由温度变化产生的温度误差。图3-2-3温度补偿电路

半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等都随温度变化。对温度的变化很敏感，霍尔元件的性能参数如输入电阻、输出电阻、霍尔电势等都会随温度的变化而变化，这将给测量带来较大的误差，为了减少这一测量误差，除选用温度系数小的元件或采用恒温措施外，还可以采用适当的方法进行补偿。采用恒流源提供恒定的控制电流可以减小温度误差，但元件的霍尔灵敏度系数也是温度的系数，对于具有正温度系数的霍尔元件，可在元件控制极并联分流电阻来提高的温度稳定性，如图3-2-3所示。霍尔效应、应用领域及发展趋势NEWLab霍尔传感模块任务资讯4312霍尔元件的测量误差及补偿方法霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势1开关型霍尔集成电路线性霍尔集成电路2霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势随着集成技术的发展，用集成电路工艺把霍尔元件和相关的信号处理部件集成在一个单片上制成的单片集成霍尔元件，称作集成霍尔元件。按照输出信号的形式，可分为开关型和线性型两种。（1）开关型霍尔集成电路开关型霍尔集成电路是把霍尔元件的输出经过处理后输出一个高电平或低电平的数字信号。这种集成电路一般由霍尔元件、稳压电路、差分放大器、施密特触发器以及集电极开路输出门电路等组成，其电路框图如图3-2-4所示，各部分电路的功能如下。①稳压源进行电压调整。电源电压在4.5V～24V范围变化时，输出稳定。该电路还具有反向电压保护功能。②霍尔元件将磁信号转变为电信号后送给下级电路。③差分放大器用于将霍尔元件产生的微弱的电信号进行放大处理④施密特触发器用于将放大后的模拟信号转变为数字信号后输出，以实现开关功能（输出为矩形脉冲）。⑤恒流电路作用主要是进行温度补偿，保证温度在-40℃～+130℃范围内变化时，电路仍可正常工作。⑥输出级通常设计成集电极开路输出结构，带负载能力强，接口方便，输出电流可达20mA左右。霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势以霍尔传感器A3144为例，图3-2-5所示霍尔传感器A3144的实物、内部结构和特性曲线图。它是宽温的开关型霍尔效应传感器，其工作温度范围可达-40℃~150℃。它由电压调整电路、反相电源保护电路、霍尔元件、温度补偿电路、微信号放大器、施密特触发器和OC门输出级构成，通过使用上拉电路可以将其输出接人CMOS逻辑电路。该芯片具有尺寸小、稳定性好、灵敏度高等特点。该传感器的输出开关信号可直接用于驱动继电器、三端双向晶闸管、晶闸管、LED等负载。

（a）实物

（b）内部结构

（c）特性曲线图

图3-2-5霍尔传感器A3144霍尔效应、应用领域及发展趋势1开关型霍尔集成电路线性霍尔集成电路2霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势

（2）线型霍尔集成电路线性型霍尔集成电路通常由霍尔元件、差分放大器、射极跟随输出及稳压电路四部分组成，其输出电压与外加磁场强度呈线性比例关系，它有单端输出和双端输出两种形式，它们的电路如图3-2-6所示。单端输出的传感器是一个三端器件，它的输出电压对外加磁场的微小变化能做出线性响应，典型型号有UGN-3501T、UGN-3501U两种，区别只是厚度不同，T型厚度为2.03mm，U型厚度为1.54mm。图3-2-6线性型霍尔集成电路单端输出霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势以线性霍尔传感器SS49E为例，图3-2-7所示为线性霍尔传感器SS49E的实物、内部结构和特性曲线图。它是一款体积小、功能多的线性霍尔效应器件，在永久磁铁或电磁铁产生的磁场控制下工作，线性输出电压由电源电压设置并随磁场强度的变化而等比例改变。先进的内置功能电路设计确保了它的低输出噪声，使用时无需搭配外部滤波电路。内置薄膜电阻大大增强了器件的温度稳定性和输出精度。其工作温度范围宽达-40℃到150℃，适用于绝大多数消费、商业及工业应用。SS49E优点和特性为：4.5v-6v的工作电压范围；微型系统架构；低噪声输出；磁优化封装；准确的线性输出为外围电路的设计提供了更多灵活性；工作温度范围宽达-40℃-150℃。（（a）实物（b）内部结构（c）特性曲线图图3-2-7线性霍尔传感器霍尔效应、应用领域及发展趋势NEWLab霍尔传感模块任务资讯4312霍尔元件的测量误差及补偿方法霍尔集成电路霍尔效应、应用领域及发展趋势1霍尔传感器模块电路板认知霍尔传感器模块结构原理2霍尔传感模块电路板认识NEWlab套件的霍尔传感模块由霍尔数字模块和霍尔线性模块构成，可实现开关量的输出和线性电压量的输出。模块各接口的名称及功能如下：①线性霍尔传感器SS49E及相对应由霍尔线性元件构成的电路，共四个；②③霍尔开关传感器及相对应由霍尔线性元件构成的电路，共两个；④⑤⑥⑦线性AD输出1、2、3、4接口J4、J6、J7、J5，测量霍尔线性元件电路的输出电压；⑧⑨霍尔开关输出1、2接口J2、J3，测量霍尔开关元件电路的输出电压；⑩接地GND接口J1。NEWLab霍尔传感模块认识霍尔传感器模块电路板认知霍尔传感器模块结构原理21霍尔传感模块的电路原理模块中的霍尔线性传感检测模块主要由四个霍尔线性元件电路构成，图3-2-9（a）所示为其中一个霍尔线性元件电路。磁场增大时霍尔线性传感电路输出电压同时增加。当区域磁场发生变化时，四个霍尔线性传感电路构成的模块可清晰反应该区域的磁场变化情况。（a）霍尔线性元件电路图3-2-9霍尔传感模块电路板功能电路图霍尔传感模块的电路原理霍尔开关传感检测模块主要由两个霍尔开关元件电路构成，图3-2-9(b)所示为其中一个霍尔线性元件电路。当磁场增大到一定程度时霍尔开关传感电路输出电压发生跳变，从高电平变成低电平。利用两个霍尔开关元件模拟实现对门窗管理，当区域磁场增加时，门会有打开状态变成关闭状态，窗户会有关闭状态变成打开状态。图3-2-9霍尔传感模块电路板功能电路图（b）霍尔开关元件电路声音传感模块的工作原理声音传感模块电路图测一测

声音传感器的信号检测依据是什么？涉及哪些环节？想一想生活中其他用到传感器的场景，同学们说说还有哪些？任务二霍尔传感器的认知与应用任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04门禁与重要物品监测系统结构分析门禁及重要物品监测系统电路设计分析规划与实施准备123任务计划与决策智能霍尔防控系统结构分析门窗管理和贵重物品移动报警系统结构如图3-2-10、图3-2-11所示，其由霍尔开关模块、霍尔线性元件模块、信号采集模块、灯光指示模块组成。门磁系统感知门窗的开关状态，货物上安装的磁贴以供识别货物是否被人移动。图3-2-10门禁及财物监控系统

图3-2-11门禁及财物监控系统结构123任务计划与决策门禁与重要物品监测系统结构分析门禁及重要物品监测系统电路设计分析规划与实施准备智能霍尔防控系统电路设计

本次任务主要应用霍尔线性模块和霍尔开关模块，根据传感器采集到的数据，识别物品有无被移动和门禁开关状态。通过灯光显示门禁开关状态和风险等级的判断结果。图3-2-12门禁与霍尔状态系统接线图123任务计划与决策门禁与重要物品监测系统结构分析门禁及重要物品监测系统电路设计分析规划与实施准备智能霍尔防控系统分析与规划项目名称智能防盗系统任务名称门禁和财物防盗系统搭建计划方式分组完成、团队合作、学材分析、资料调研计划要求1.了解霍尔传感模块的信号采集方式，能搭建系统电路；2.能实现单片机模块从霍尔模块采集数据；4.能完成单一元件状态检测项目的创建和调试；5.能分析项目的执行结果，归纳本节所学的知识与技能；序号主要步骤1

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声音传感模块的工作原理声音传感模块电路图测一测

声音传感器的信号检测依据是什么？涉及哪些环节？想一想生活中其他用到传感器的场景，同学们说说还有哪些？任务二霍尔传感器的认知与应用任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施模块电路搭建明确工作状态结果测量分析硬件环境搭建图3-2-13门窗感应及货物状态感应系统实际接线图硬件环境搭建系统采用霍尔线性模块来检测货物放是否移动，用霍尔开关模块检测门窗开闭情况。系统搭建电路情况如下：先参照图3-2-12将红外模块依安装在NEWLab实验底座上。为规范清晰表达各路连接，同学们可参考图3-2-13完成模块间的连接。 指示灯模块的12V+端口连接继电器1的输出NO1端口J9， 指示灯模块12V-端口连接NEWLab实验平台的12V-； 继电器1的COM1端J8和背板上的电源端口12V+相连。 霍尔线性AD输出1即J4连接继电器模块J2口 霍尔开关输出1即J2连接红外传感模块J12口

NEWLab实验平台上红外反射模块、红外传感模块和继电器模块上的GND是相通的，所以可以不用考虑负极的处理。任务实施模块电路搭建明确工作状态结果测量分析任务实施下面进行系统工作状态测试，了解指示灯光及红外模块工作逻辑。电路接线检查无误后将NEWLab实验平台通讯模式调至自动模式后打开电源，两个模块Power状态指示灯应亮。任务实施

霍尔线性元件模块工作状态及对应输出磁铁的N极和S极两个磁极处的磁力线方向相反，导致霍尔电场变化的因素除磁场强度外还有表示磁场方向的磁力线方向。霍尔传感器作为感知磁场变化的传感器对磁场方向尤为敏感，特别是霍尔线性元件能灵敏感知磁场的方向和大小，其变化量转换为对外输出电压的变化。将磁铁置于货物内部且S极向下，贵重物品被拿走或移动时，系统监测到电压变化进行报警。当把磁铁N极靠近霍尔线性元件U6，继电器1断开，指示灯灭。当把磁铁S极靠近霍尔线性元件U6，继电器1闭合，指示灯亮。任务实施

霍尔开关元件工作状态及对应输出霍尔开关模块的检测需要用到磁铁的S极。连接好电路后，打开电源，我们看到指示灯亮。当用磁铁的S极贴近霍尔开关1时，输出低电平，红外传感器模块红色指示灯亮。当移开磁铁S极后，红外传感模块红色指示灯灭。状态检查如图所示。图3-2-15霍尔线性元件实际功能测试图任务实施模块电路搭建明确工作状态结果测量分析任务实施

霍尔线性模块的常态输出电压和工作输出电压当无磁铁靠近霍尔线性模块时，把万用表调至直流电压0-6V挡，测量其输出常态工作电压值，即万用表黑色表笔连接霍尔传感模块的输出GND端即J1，万用表红色表笔连接霍尔线性元件U1的线性AD输出1端，测得红外对射的常态输出电压。将磁铁S极逐渐靠近U1时，可以S极靠近电压。再将磁铁N极逐渐靠近U1，测量N极靠近电压。任务实施

霍尔开关模块的常态输出电压和工作输出电压霍尔开关模块是开关量，其输出只有两种状态。把数字万用表调至0-6V挡，先测量霍尔开关量的常态工作电压，用万用表黑色表笔连接GND端，红色表笔连接霍尔开关输出1即J2端，进行测量并记录。然后我们用磁铁的S极贴近霍尔开关1，此时霍尔开关处于工作状态，测量此时的S极靠近电压。我们再用磁铁的N极靠近霍尔开关1测量N极靠近电压。霍尔开关元件磁铁S极靠近电压测量霍尔开关元件常态工作电压测量霍尔开关元件磁铁N极靠近测量结果验证

霍尔线性实验结果验证结果验证

霍尔开关实验结果验证声音传感模块的工作原理声音传感模块电路图测一测

声音传感器的信号检测依据是什么？涉及哪些环节？想一想生活中其他用到传感器的场景，同学们说说还有哪些？任务二霍尔传感器的认知与应用任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务小结知识与技能提升谢谢大家学习汇报人：XXX汇报时间：XX年XX项目四农业大棚监测系统传感器与传感网农业大棚智能系统要能够感知环境信息，并自动控制相关设备调节环境。在本模拟系统中，当光照过低时，要自动开启灯光补充照明，反之则自动关闭灯光节省电能；当有害气体过多时，要自动开启风扇排风，反之则自动关闭风扇。任务三农业大棚综合模拟系统 熟悉农业大棚智能系统的基本功能； 能正确连接线路，搭建综合模拟系统； 能正确测试系统。任务要求继电器是一种电控制组件，当输入电压达到规定的要求时，可以控制输出电路发生相应的连通或中断。通常应用于自动化电路用小电流去控制大电流运行的一种“开关”。继电器实训系统所使用的继电器型号为SRD-05VDC-SL-C，其中05VDC表示驱动电压为5V直流电，S表示封闭式，L表示低功耗型。在继电器模块中J2/J5连接控制系统的输出端，J8/J11连接12V供电“+”极，J9/J12连接用电设备“+”极，用电设备“-”极连接12V供电“-”极。当J2/J5没有输入信号时，J8/J11与J10/J13连通，也就是J10/J13端为常闭端；当J2/J5有输入信号时，J8/J11与J9/J12连通，也就是J9/J12端为常开端。继电器继电器原理图线路连接Zigbee模块（air）模拟量输出气体传感器ADC0Zigbee模块（light）模拟量输出光照传感器ADC0Zigbee模块（relay）继电器OUT0OUT1J2J5J9J8J12J1112V+风扇+-灯泡+-12V-Zigbee模块（collector）注意：除collector以外，其它所有模块要安装在同一个智慧盒上。在本项目资源包中，打开文件夹“程序文件”，使用SmartRFFlashProgrammer程序将“air.hex”文件下载到空气质量传感器ZigBee模块中，将“light.hex”文件下载到光照连接传感器的ZigBee模块中，将“collector.hex”文件下载到协调器ZigBee模块中。下载程序文件端口选择实际对应的端口，波特率选择115200，校验位选择None，数据位选择8，停止位选择1，点击打开串口，右侧窗口可以显示接收到的透传数据。两个ZigBee模块都有数据透传功能配置串口助手遮盖光照传感器，模拟光照不足的情景，同时使用万用表测试传感器输出电压，当输出电压超过2.5V时，灯泡亮起，表示开始补光；移除遮盖，则灯泡熄灭。注意，在实际应用过程中，应避免灯泡对光照传感器的直射干扰。测试光照使用打火机气体或哈气，模拟有害气体聚集的情景，同时使用万用表测试传感器输出电压，当输出电压超过1.6V时，风扇转动，表示开始排风；撤掉干扰气体，则风扇停止转动。注意，在实际应用过程中，可以将风扇安装在大棚的进气口，传感器安装在大棚的出气口，采集到的有害气体浓度低时，大棚内的空气正好完成了置换。测试有害气体可以同时模拟光照不足且有害气体聚集的情景，则灯泡亮起，风扇转动，使用串口调试助手可以查看到继电器Zigbee接收到的开关指令。注意，应关闭传感器和协调器的串口通讯，以免干扰。综合测试谢谢单元五基于WI-FI技术的智能热水器传感器与传感网技术应用任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123

温度传感器是一种将温度变化转换为电量变化的传感器，它利用感温元件的电参量随温度变化的特性，通过测量电路电信号变化来检测温度。温度传感器温度/光照传感器模块温度/光照传感器模块电路板本书采用NEWLab套件的温度传感模块，该模块使用NTC热敏电阻器。温度传感器热敏电阻温度特征曲线图温度传感器工作电路空调饮水机烘干机烤箱冷柜温度传感器应用讨论：有哪些设备使用了温度传感器？任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123Android操作系统作为前使用最广泛的移动操作系统之一，从2009年首个AndroidBeta如今已发布到Android9.0。AndroidAndroid是一种基于Linux的自由及开源的操作系统，由Google公司发行。而iOS是由苹果公司开发的移动操作系统，用于苹果设备。Android对比项AndroidiOS开发语言JavaObjective-c，Swift系统开放性Android源代码开放，开放性更好封闭操作系统，开放性较差系统安全性源代码开放，安全性较差封闭操作系统，安全性更高

2019年8月9日，华为在东莞发布华为鸿蒙系统（huaweiHarmonyOS），鸿蒙是基于微内核的全场景分布式OS，可按需扩展，实现更广泛的系统安全，主要用于物联网，特点是低时延，甚至可到毫秒级乃至亚毫秒级。扩展：HarmonyOS任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123AndroidStudio（简称AS）是Google于2013I/O大会针对Android开发推出的新的开发工具，提供了集成的Android开发工具用于开发和调试，开发者可以在编写程序的同时看到自己的应用在不同尺寸屏幕中的样子。AndroidStudio在AndroidStudio中，一个Android项目的文件结构有许多种表现形式，我们称之为视图，Project视图中的文件结构是项目在硬盘上真实的文件结构。AndroidStudio程序结构任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04团队讨论:任务分析任务的主要目标是什么？团队成员如何分工？实现任务目标需要哪些步骤？根据所学相关知识，制订本次任务的实施计划。任务分析项目名称基于WI-FI的智能热水器任务名称搭建基于WI-FI的智能热水器计划方式分组完成、团队合作、学材分析、资料调研计划要求1.能根据任务要求选择硬件搭建基于WI-FI的智能热水器系统2.将相关硬件接入云平台并做好相应设置3.烧写M3核心模块程序，并通过AndroidStudio开发基于WIFI的远程控制APK序号主要步骤1根据功能做整体设计规划2M3主控模块嵌入式软件设计3手机端APK设计4云平台相关设置5M3模块烧写6NEWLAB平台模块连接7系统联调团队讨论:设备与资源准备任务要用到哪些硬件设备？设备是否有故障？设备选型是否最优？有没有备用方案？任务实施前必须先准备好以下设备和资源。设备与资源准备序号设备/资源名称数量是否准备到位（√）1NEWLab实验平台1

2M3主控模块1

3温度/光照传感器模块1

4继电器模块1

5WIFI通讯模块1

6指示灯模块（模拟加热）1

7温度传感器1

8香蕉插头连接线若干

任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施前需核对:任务实施硬件型号与文档要求是否一致？软件版本与文档要求是否一致？分组确认烧写结果逐条核查任务评价单任务完成后需确认:任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调该方案的原理是通过温度传感器获得当前热水器内部温度的数值，再根据程序设定的温度阈值进行对比，如果温度低于设定下限值，就启动加热功能；当温度高于设定上限值时，就停止加热，确保温度保持在设定的范围。方案设计该方案的拓扑图如下：方案设计任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调系统初始化后，先连接云平台，然后进入主体任务。主体任务具体如下：M3程序设计打开主程序WiFiToCloud下的文件“CloudReference.h”，如下图所示：（注意：WiFi名称和密码一定要用英文双引号””，否则软件会出错。）关键参数可编辑代码请点击这里其中设备标识与传输密钥需要通过新大陆云平台设置的项目获取：关键参数获取温度值后先与上限值做比较，再与下限值比较：温度控制主程序可编辑代码请点击这里任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调在Android端用户能够远程获取当前温度值、上下限温度值、热水器的开关状态；并可以手动设置上限/下限值，手动控制热水器的开关状态。APK设计程序结构图业务流程图任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调本案例的M3模块通过WI-FI模块无线连接新大陆云平台，手机APK借助网络连接云平台，浏览器访问：/。云平台项目设置按正文所示注册用户、新建项目，项目建成后记录生成的关键信息：设备ID、设备标识、传输密钥，以供编程开发使用。云平台项目设置在项目中创建传感器和执行器，其中标识名是程序调用的关键信息。云平台项目设置在云平台界面的个人中心，点击生成ApiKey。云平台项目设置任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调用串口线连接电脑和NEWLab主机，并将旋钮拨到“通讯模式”；独留M3主控模块，将模块右中部的拨码开关拨到BOOT侧。M3模块烧写打开FlashLoaderDemonstrator，确认并选择正确的端口COM号；烧写完成再将M3核心模块右上角的跳帽短接到NC侧，并按一下复位键。M3模块烧写将WIFI通讯模块按照任务一提示设置为STATION模式，再结合已经完成程序烧写的M3核心模块，选取其他合适模块和线材，参考下图进行硬件连接。模块连接调试将NEWLAB平台调整到通讯模式，确保局域网热点能正常上网，接通电源测试。模块连接调试打开云平台，确认设备在线情况。模块连接调试打开手机APK，登录系统。模块连接调试任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04课程小结基于WI-FI的智能热水器谢谢大家学习汇报人：XXX汇报时间：XX年XX传感网应用开发（初级）项目六基于RS-485总线的商超环境监测系统任务二

RS-485总线节点烧写和配置职业能力：掌握RS-485总线中节点固件的烧写方法能够对RS-485总线终端节点进行相关配置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务二

RS-485总线节点烧写和配置任务描述：

某超市要求对超市购物环境进行24小时监测，监测内容包括温湿度、空气质量等数据，在总线中主机每隔0.5s发送一次查询从机传感器数据的Modbus通信帧，从机收到通信帧后，解析其内容，判断是否使发给自己的，然后根据功能码要求采集响应的传感器数据至主机。本任务主要对客户的需求进行RS-485总线节点的烧写和配置。

任务要求：

能对RS-485总线节点进行程序烧写

能对RS-485总线终端节点进行配置任务资讯RS-485总线节点烧写方法RS-485总线节点配置方法12RS-485总线硬件已经准备好，硬件是身体，需要软件灵魂驱动，接下来介绍RS-485节点固件烧写方法，本书介绍智慧盒、仿真器、串口三种烧写方法。

一、RS-485总线节点烧写方法步骤1首先将M3主控模块JP1拨至BOOT1.智慧盒烧写方法步骤2将M3主控模块放置在智慧盒中，将智慧盒用连接线跟电脑USB接口相连1.智慧盒烧写方法

步骤3

在桌面——我的电脑——图标上右键管理，如下图所示，打开计算机管理界面如图所示。点击窗口左边设备管理器，点击端口查看智慧盒所在端口号1.智慧盒烧写方法

步骤4

打开STMFlashLoaderDemo软件1.智慧盒烧写方法步骤5选择刚才查看的串口号，根据上一步骤，给大家演示的串口号是COM4，选择查看的串口号如图6-2-6所示，其他不变，点击下一步Next。

步骤6点击下一步1.智慧盒烧写方法

步骤7选择STM32F1_High-density_512K，点击下一步1.智慧盒烧写方法

步骤8选择downloadtodevice选项，选择需要下载的固件地址，并选择Erasenecessarypages，选择下一步Next1.智慧盒烧写方法

步骤9等下载100%出现如下图6-2-10所示就烧写完成，点击关闭close即可。1.智慧盒烧写方法

使用串口烧写是指使用NEWLab底座，将其他不用模块都从底座拿掉，把需要下载固件M3主控模块JP1拨至BOOT，然后将模块放在底座上，将底座模式调至通讯模式如图6-2-12所示，如果同学们电脑没串口时可使用RS-232接口转USB接口连接线如图6-2-13所示，RS-232接口接NEWLab底座，USB接口连接到电脑如图所示，如果有串口情况下可以使用公母直连串口线如图6-2-14所示将NEWLab与电脑相连接。说明：如果同学们使用的电脑上有串口可以使用公母串口连接线进行底座和电脑的连接，如图6-2-15所示。接下来的烧写步骤同智慧盒烧写方法步骤4至步骤10。2.串口烧写方法图6-2-12

底座拨至通讯模式

图6-2-13USB转232接口连接线

图6-2-14

公母直连串口线

图6-2-15

连接底座串口步骤1

利用仿真器进行主节点和从节点下载需要ST-LINK仿真器如图6-2-16所示、智慧盒或NEWLab底座所示给节点供电两个硬件部件。使用ST-LINK仿真器不需要将M3主控模块JP1拨至BOOT，然后如果使用智慧盒供电连线如图6-2-17所示，使用NEWLab底座供电连接如图6-2-18所示，将st-link仿真器的20PIN的头与M3主控模块的J1脚相连。3.仿真器烧写方法图6-2-16ST-LINK仿真器

图6-2-17

智慧盒供电

图6-2-18

底座供电步骤2

打开仿真器下载软件STM32ST-LINKUtility如右图所示。3.仿真器烧写方法步骤3打开软件后，点击界面中Programverify，如下图所示。步骤4选择需要下载的固件的位置3.仿真器烧写方法步骤4点击start按钮，出现如下图所示界面说明下载成功，完成本次固件下载。3.仿真器烧写方法任务资讯RS-485总线节点烧写方法RS-485总线节点配置方法12二、RS-485总线节点配置方法步骤1固件烧写后，需要对从节点的地址、传感器类型进行相应配置，本书介绍使用M3主控模块进行配置的具体方法。步骤2

硬件连接参照智慧盒烧写和串口烧写方法，注意：进行节点配置时不能使用ST-LINK仿真器。步骤3

硬件连接完成后如图6-2-23所示双击打开CANor485配置工具v1.1.exe。图6-2-23

节点配置工具步骤4

打开配置工具如下图所示，根据前面介绍查看串口步骤查看串口号，首先选择串口，然后勾选485协议，点击打开串口，如图所示显示说明串口打开成功。二、RS-485总线节点配置方法步骤5

接下来根据代码给定的传感器及对应地址进行配置，配置完成后出现配置成功证明配置完成，如下图所示。二、RS-485总线节点配置方法说明：关于主机地址代码说明，如App_master.c中voidmaster_get_slave(void){class_sen[0].add=1;class_sen[0].senty=Temp_Sensor; class_sen[1].add=2;class_sen[1].senty=Hum_Sensor;master_init=1;}上面的代码指定了，地址为1对应的传感器类型必须是温度传感器；而地址为2对应的传感器类型必须是湿度传感器。根据以上逻辑，可自行根据以上要求，进行代码逻辑修改。对于中职学生我们不需要485代码编写，给大家的是hex固件直接烧写，所以大家根据要求进行配置即可。二、RS-485总线节点配置方法任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务二

RS-485总线节点烧写和配置温湿度对于商超环境有重要影响，本次实训主要进行商超环境中温湿度的监测，任务一对模拟商超环境进行了总线搭建，接下来需要进行固件烧写以及配置以驱动硬件工作。在本任务中需要对一个主节点2个从节点进行主从程序的烧写即将生成的hex固件烧写至主从节点中。固件烧写后需要根据需要对从节点利用M3主控模块配置工具进行传感器选择和地址配置操作。任务分析根据所学相关知识，制订本次任务的实施计划。任务分析项目名称基于RS-485总线的商超环境监测系统任务名称RS-485总线节点烧写和配置计划方式分组完成、团队合作、学材分析、资料调研计划要求1.能对RS-485总线节点进行程序烧写2.能对RS-485总线终端节点进行配置序号主要步骤1主机节点烧写2从机节点1，从机节点2烧写3从机节点1配置4从机节点2配置任务实施前必须先准备好以下设备和资源。设备与资源准备序号设备/资源名称数量1智慧盒12M3主控模块33NEWLab底座14ST-LINK仿真器15USB转串口连接线16公母串口连接线17PC电脑1任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务二

RS-485总线节点烧写和配置任务实施主节点烧写2从节点烧写3从节点1配置14从节点2配置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务二

RS-485总线节点烧写和配置课程小结RS-485总线节点烧写和配置谢谢大家学习汇报人：XXX汇报时间：XX年XX项目七基于CAN总线的汽车监测系统传感网应用开发（初级）任务三CAN总线数据抓包与分析职业能力：了解CAN总线的通信帧类型掌握CAN总线数据的抓包的方法一、CAN通信帧类型CAN总线上传输的帧是CAN帧，CAN的通信帧通常分为以下五种类型，具体如表7-3-1所示。序号帧类型帧用途1数据帧用来节点之间收发数据，是使用最多的帧2遥控帧（远程帧）接收节点向发送节点接收数据3错误帧某节点发现帧错误时用来向其他节点通知的帧4过载帧接收节点用来向发送节点告知自身接收能力的帧5帧间隔将数据帧、远程帧与前面帧间隔的帧表7-3-1CAN通信帧的类型和用途二、数据帧一个数据帧由7个段构成，分别为帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束。数据帧又分为标准帧和扩展帧两种，如图7-3-1所示。图7-3-1CAN数据帧结构

帧起始由一个显性位（低电平）组成，发送节点发送帧起始，其他节点同步于帧起始；只有当总线处于空闲状态（总线电平呈现隐形状态）时，才允许站点开始发送信号。1、帧起始CAN总线是如何解决多点竞争即同一时间段有多个节点需要同时发送数据谁将最终发送的问题，即需要由数据帧的仲裁段来进行仲裁。CAN总线控制器在发送数据的同时监控总线电平，如果电平不同，则停止发送并做其他处理。CAN总线上同一时间段只能有1个节点为发送数据，其余的节点均为接收数据。显性电平的优先级大于隐形电平优先级。具体案例如图7-3-2所示。2、仲裁段图7-3-2三个节点竞争CAN总线全过程标准帧与扩展帧的仲裁段格式有所不同：标准帧的仲裁段由11bit的标识符ID和RTR（RemoteTransmissionRequest，远程发送请求）位构成；扩展帧的仲裁段由29bit的标识符ID和SRR（SubstituteRemoteRequest，替代远程请求）位、IDE位和RTR位构成。帧ID越小，优先级越高。由于数据帧的RTR位为显性电平，扩展帧为隐性电平，所以帧格式和帧ID相同的情况下，数据帧优先于扩展帧；由于标准帧的IDE位为显性电平，扩展帧的IDE位为隐形电平，对于前11位ID相同的标准帧和扩展帧，标准帧优先级比扩展帧高。控制段是表示数据的字节数和保留位的段，标准帧和扩展帧的控制段格式不同。共6位，标准帧的控制段由扩展帧标志位IDE、保留位r0和数据长度代码DLC组成；扩展帧控制段则由IDE、r1、r0和DLC组成。3、控制段图7-3-3CAN总线数据帧控制段4、数据段用于承载数据的内容，为0-8个字节，短帧结构，实时性好，适合汽车和工控领域；图7-3-4CAN总线数据帧数据段5、CRC段CRC校验段由15位CRC值和CRC界定符组成。图7-3-5CAN总线数据帧CRC段6、ACK段当接收节点接收到的帧起始到CRC段都没错误时，它将在ACK段发送一个显性电平，发送节点发送隐性电平，线与结果为显性电平。7、帧结束帧结束（EOF）用于表示数据帧的结束，由7个隐形位（高电平）组成。三、遥控（远程）帧遥控（远程）帧分为6个段，也分为标准帧和扩展帧，且RTR位为1（隐性电平），如表7-3-2所示。比较内容数据帧遥控（远程）帧ID发送节点的ID被请求发送节点的IDSRR0（显性电平）1（隐形电平）RTR0（显性电平）1（隐形电平）DLC发送数据长度请求的数据长度是否有数据段是否CRC校验范围帧起始+仲裁段+控制段+数据段帧起始+仲裁段+控制段表7-3-2CAN总线遥控帧结构四、错误帧CAN是可靠性很高的总线，但是它也有五种错误。当发生这五种错误之一时，发送节点或接受节点将发送错误帧。为防止某些节点自身出错而一直发送错误帧，干扰其他节点通信，CAN协议规定了节点的3种状态及行为，CAN总线错误帧类型及用途如表7-3-3所示。序号错误帧类型错误帧用途1CRC错误发送与接收的CRC值不同发生该错误2格式错误帧格式不合法发生该错误3应答错误发送节点在ACK阶段没有收到应答信息发生该错误4位发送错误发送节点在发送信息时发现总线电平与发