中南大学刘伟荣物联网-《无线传感器网络》实验报告

1、中南大学信息科学与工程学院物联网无线传感器网络 实验报告 班 级： 物联网 学 号： 姓 名： 指导老师： 刘伟荣 实验时间： 2014年4月11日 目录实验一 基础实验(led实验)- 2 -1.1实验目的- 2 -1.2实验设备及工具- 2 -1.3实验原理- 2 -1.4 实验步骤及结果- 5 -实验二 射频实验- 6 -2.1 实验目的- 6 -2.2 实验内容- 6 -2.3 实验设备及工具- 7 -2.4 实验原理- 7 -2.5 实验步骤- 8 -2.6 实验数据分析及结论- 9 -实验三 zstack组网实验- 10 -3.1 实验目的- 10 -3.2 实验内容- 10 -3

2、.3 预备知识- 11 -3.4 实验设备及工具- 11 -3.5 实验原理- 11 -3.6 实验步骤- 16 -3.7 实验数据分析及结论- 17 -实验四 综合实验(传感器网络)- 17 -4.1 智能网关程序设计- 18 -4.2 android 用户控制程序设计- 19 -4.3 zigbee 节点控制程序设计- 30 -4.4 平台控制操作- 34 -实验一 基础实验(led实验)1.1实验目的u 通过 i/o控制小灯闪烁的过程。 u 在 zx2530a 型 cc2530 节点板上运行自己的程序。1.2实验设备及工具u 硬件：zx2530a 型底板及cc2530 节点板一块，usb

3、 接口仿真器，pc 机 u 软件：pc 机操作系统 winxp，iar 集成开发环境。 1.3实验原理通过 cc2530 的 i/o 引脚，输出高低电平来控制 led 的亮与灭。 本实验选择 p2_0 i/o 引脚，将p2_0 置成高电平即点亮 led。 如图 为 led 小灯驱 动电路，ds1 为 led 小灯，p2_0引脚使用 cc2430/1 的内置电源驱动led 小灯。 cc2530的 i/o 控制口一共有21个，分成3组，分别是p0、p1和p2；由上面的对照表可以看出 led1所对应的i/o 口为p1_0，led2所对应的i/o口为p1_2。 下面我们来看一下本次实验所用到的控制寄存

4、器中每一位的取值所对应的意义： p1dir（p1 方向寄存器，p0dir 同理） ：p1sel（p1 功能选择寄存器，p0sel 同理） ：寄存器的设置： 将控制寄存器的某一位置 1： 例：p1dir |= 0x02； 解释：”|=“表示按位或运算，0x02 为十六进制数，转换成二进制数为 0000 0010，若 p1dir 原来的值为 0011 0000，或运算后 p1dir的值为 0011 0010。根据上面给出的取值表可知，按位与运算后 p1_1 的方向改为输出，其他 i/o 口方向保持不变。 将控制寄存器某一位清 0：例：p1dir &= 0x02； 解释：”&=“表示按位与运算，”“

5、运算符表示取反， 0x02为0000 0010， 即0x02 为1111 1101。若 p1dir 原来的值为 0011 0010，与运算后 p1dir 的值为0011 0000。程序源码 /引入头文件 #include /引入 cc2530所对应的头文件（包含各 sfr 的定义） /定义led引脚 #define led1 p1_0 /定义 led1 为p1_0 口控制 #define led2 p1_2 /定义 led2 为p1_1 口控制 void delay(unsigned char n) unsigned char i; unsigned int j; for(i = 0; i n

6、; i+) for(j = 1; j8), (byte) 0, /addr 0x00, 0x01, / cmd 0x00,0x01, 0x00,0x02, 0x00,0x05, 0x00,0x14, 0x00,0x15 ); 当 syncrequestsys_app_msg 返回后，如果 ninfo!=null，则 ninfo 中保存获取到的协调器信息，否则获取协调器信息失败，zigbee 网络搜索结束。获取到协调器信息后通过以下代码 top.drawtop(mtree); message msg = message.obtain(); msg.what = msg_new_network;

7、msg.arg1 = 1; mmainhandler.sendmessage(msg); 生成协调器节点并通知主线程在屏幕上显示出来。 当找到协调器后，程序通过查找与协调器直接连接的相关节点，然后递归搜索，最终搜索完整个网络并绘制出 zigbee 网络的 top结构。 具体实现代码如下private void buildnetwork(node pa, int cli) for (int i=0; i8), (byte) clii, /addr 0x00, 0x01, / cmd 0x00,0x01, 0x00,0x02, 0x00,0x05, 0x00,0x14, 0x00,0x15 );

8、if (ninfo=null | ninfo.length29) log.d(tag, * get node +clii+ info fail.); continue; int tmp, off=0; tmp = tool.builduint(ninfooff, ninfooff+1); / addr if (tmp != clii) log.d(tag, net add is not equl.); continue; off += 2; tmp = tool.builduint(ninfooff, ninfooff+1); /cmd if (tmp != 0x8001) log.d(tag

9、, response cmd not euql.); continue; off += 2; if (ninfooff != 0) /read status log.d(tag, read status is not 0); continue; off += 1; node nd = new node(clii, node.zb_node_type_enddevice); int childs = ; while (off ninfo.length) tmp = tool.builduint(ninfooff, ninfooff+1); off += 2; switch (tmp) case

10、0x0001: / hard vernd.mhardver = tool.builduint(ninfooff, ninfooff+1); off += 2; break; case 0x0002: nd.msoftver = tool.builduint(ninfooff, ninfooff+1); off += 2; break; case 0x0005: nd.mdevtype = ninfooff; off += 1; break; case 0x0014: for (int j=0; j8; j+) nd.mieeeaddrj = ninfooff+j; off += 8; brea

11、k; case 0x0015: int assoccnt = ninfooff;off += 1; break; case 0x0014: for (int j=0; j8; j+) nd.mieeeaddrj = ninfooff+j; off += 8; break; case 0x0015: int assoccnt = ninfooff; off += 1; if (assoccnt != 0) nd.mnodetype = node.zb_node_type_router; int nli = new intassoccnt; for (int j=0; j new - androi

12、d project”出现如下对话框其中红线标示出来是要填充的：location：指定 android 用户控制程序源代码的存放位置。填写好后点击“finish”按钮。建立工程后工程结构如下图：3） 选择菜单“project”确保build automaticall 被选中，如下图：4） 选择菜单“project - clean”出现如下对话框点击“ok”按钮5） 点击 eclipse 上的运行按钮就可以在模拟器上运行程序了，第一次运行程序会出现如下对话框，请选择 android application。然后点击“ok”按钮。6）如果在执行第 5 步时，将物联网网关实验箱与 pc 用 usb 连

13、接起来了，那么程序将会自动下载到实验箱上。就可以在实验箱上运行程序了4.3 zigbee 节点控制程序设计zigbee 节点控制程序运行在每个传感器节点上，根据不同的传感器类型，设计不同的传感器控制程序。所有节点控制程序都是基于 zstack 协议栈的，并且都是在 sampleapp 的基础上修改而来。 下面对各个传感器工程进行介绍：先将“物联网光盘综合实验zigbee 节点控制程序”复制到本地磁盘。 打开工程文件“projectszstacksamplessimpleappcc2530db simpleapp.eww”1) 协调器节点工程 simplecoordinator即协调器工程，如下

14、图协调器的应用功能代码实现文件是 simplecoordinator.c 在工程文件夹 app 目录下具体实现可参考源码。按下键盘上的 f7 即个编译协调器工程，编译好之后可将代码下载到协调器节点板。 2) 继电器节点工程 simplelight即继电器节点工程，如下图 程序中实现了一个继电器的控制， 具体实现代码可参考源文件工程目录 app 下 simplelight.c 3) 气体传感器工程 simpleco2sensor即气体传感器节点工程，如下图气体传感器的控制代码请参考工程 app 目录下 simpleco2sensor.c4）温度传感器工程 simpletempsensor即温度传

15、感器工程如下图 温度传感器节点用用控制代码可参考工程目录 app 下 simpletempsensor.c 文件 5）人体红外传感器节点工程 simpleinfrared 即人体红外传感器工程，如下图 人体红外传感器节点应用控制代码可参考工程目录 app 下simpleinfrared.c 6）超声波距离传感器节点工程 simpledistancesensor 即超声波距离传感器工程，如下图超声波距离传感器节点实现代码可参考工程目录 app 下 simpledistancesensor.c。超声波测距驱动代码请参考 ys-srf05.c 文件。7）湿度传感器节点工程 simplehumidit

16、ysensor 即湿度传感器节点工程，如下图 湿度传感器应用控制代码可参考工程目录 app 下 simplehumiditysensor.c 文件，其湿度的测量驱动可参考温湿度传感器驱动 dht11.c 文件 8）开关传感器节点工程 simpleswitch 即开关传感器工程，如下图开关传感器应用控制实现代码可参考工程目录 app 下 simpleswitch.c 文件。4.4 平台控制操作4.4.1 启动程序 1）安装好程序后，打开 android 应用程序面板，找到图标，点击进入程序。 2）直接点击登录按钮，进入到系统主界面。第一次进入是系统会自动连接到 zigbee 网关然后去搜索 zigbee 网络，默认的 zigbee网关地址为本机 ip 地址，即 127.0.0.1。 3）如果你的zigbee 网关地址不是本机，则需要修改默认网关地址。通过按下系统菜单按键，会出现如下菜单选择设置菜单，可以设置默认的 zigbee 网关。如下图：4）设置好网关后，下次启动程序就不用再次设置了。4.4.2 搜索网络如果 zigbee网关设置好，通过菜单选择搜索网络就可以搜索 zigbee 网络了，正常情况下至少会有一个协调器节点，如果程序提示搜索不到网络，请检查你的网络连接和