太原理工傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 傳感器與射頻識(shí)別技術(shù) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：傳感器與射頻識(shí)別技術(shù)課程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 明向計(jì)算機(jī)學(xué)院308實(shí)驗(yàn)室 專業(yè)班級： 物聯(lián)1403 學(xué)號： 2014002091 學(xué)生姓名： 趙羽龍 指導(dǎo)教師： 廖麗娟 2016年 12月 15 日太原理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院名稱計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級物聯(lián)1403學(xué)號2014002091學(xué)生姓名趙羽龍實(shí)驗(yàn)日期2016年12 月成績課程名稱傳感器與射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)驗(yàn)題目搭建CC2530接口編程開發(fā)環(huán)境一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開發(fā)平臺(tái)基本知識(shí)；2. 掌握IAR8.10的安裝方法及參數(shù)設(shè)置方法；3. 掌握仿真器的驅(qū)動(dòng)程序及USB

2、 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序安裝的方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1.中軟國際ETC-WSN物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一套（內(nèi)含各傳感器，以及連接線纜等設(shè)備）；2. PC機(jī)一臺(tái)； 3. IAR8.10軟件及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：搭建CC2530接口編程開發(fā)環(huán)境四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)分析：安裝IAR軟件安裝會(huì)提示輸入License，此時(shí)我們需要運(yùn)行注冊機(jī)進(jìn)行破解接下來一直點(diǎn)擊Next直到界面如下圖所示：選擇Install，然后開始安裝，等待安裝完成。安裝成功界面如下圖所示：點(diǎn)擊Finish，安裝結(jié)束。驅(qū)動(dòng)程序的安裝在插上線后會(huì)自動(dòng)安裝。五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)：了解了ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開發(fā)平臺(tái)基本知識(shí)；掌握了IAR8.10的安裝方法

3、及參數(shù)設(shè)置方法；掌握了仿真器的驅(qū)動(dòng)程序及USB 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序安裝的方法。注意安裝時(shí)要填寫序列號。太原理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院名稱計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級物聯(lián)1403學(xué)號2014002091學(xué)生姓名趙羽龍實(shí)驗(yàn)日期2016年 12 月成績課程名稱傳感器與射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)驗(yàn)題目溫濕度傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解SHT1X系列溫濕度傳感器的特性及工作原理；2. 掌握溫濕度傳感器采集數(shù)據(jù)的使用方法；3.熟悉傳感器的操作、響應(yīng)方式。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1.中軟國際ETC-WSN物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一套（內(nèi)含各傳感器，以及連接線纜等設(shè)備）；2. 裝有IAR8.10軟件的PC機(jī)一臺(tái)； 3. CC2530仿真器一臺(tái)。 三、實(shí)

4、驗(yàn)內(nèi)容：采集溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)周期性(1Hz)向協(xié)調(diào)器報(bào)告采集到的溫濕度值； 四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)分析：1.傳感器選型（參考數(shù)據(jù)手冊）SHT10的測量范圍為：濕度0100%RH，溫度 -40 123.8 °C。SHT10為單片數(shù)字溫濕度傳感器，采用CMOSens專利技術(shù)將溫度濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器及數(shù)字接口無縫結(jié)合，使傳感器具有體積小、響應(yīng)速度快、接口簡單、性價(jià)比高等特點(diǎn)。其引腳定義如下圖所示：典型應(yīng)用電路如下圖所示：（1） SHT10的主要特點(diǎn)如下：相對濕度和溫度的測量兼有露點(diǎn)輸出； 全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出； 接口簡單（2-wire）,響應(yīng)速度快； 超低功耗，自動(dòng)休眠； 出色的長期穩(wěn)定性

5、； 超小體積（表面貼裝）； 測濕精度±4.5%RH，測溫精度±0.5（25）。 （2）電源引腳（VDD、GND） SHT10的供電電壓為2.4V5.5V。傳感器上電后，等待11ms，從“休眠”狀態(tài)恢復(fù)，在此期間不發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD和GND）之間可增加1個(gè)100nF的電容器，用于去耦濾波。 （3）串行接口 SHT10的兩線串行接口（bidirectional 2-wire）在傳感器信號讀取和電源功耗方面都做了優(yōu)化處理，其總線類似I2C總線但并不兼容I2C總線。 串行時(shí)鐘輸入（SCK）。SCK引腳是MCU與SHTIO之問通信的同步時(shí)鐘，由于接口包含了全靜態(tài)邏輯，因此

6、沒有最小時(shí)鐘頻率。串行數(shù)據(jù)（DATA）。DATA引腳是1個(gè)三態(tài)門，用于MCU與SHT10之間的數(shù)據(jù)傳輸。DATA的狀態(tài)在串行時(shí)鐘SCK的下降沿之后發(fā)生改變，在SCK的上升沿有效。在數(shù)據(jù)傳輸期間，當(dāng)SCK為高電平時(shí)，DATA數(shù)據(jù)線上必須保持穩(wěn)定狀態(tài)。為避免數(shù)據(jù)發(fā)生沖突，MCU應(yīng)該驅(qū)動(dòng)DATA使其處于低電平狀態(tài)，而外部接1個(gè)上拉電阻將信號拉至高電平。對照溫濕度傳感器模塊實(shí)物與電路圖為 SHT10的管腳與CC2430的P06、P07連接。2.啟動(dòng)協(xié)調(diào)器和傳感器模塊。3. 通過串口助手觀察溫濕度數(shù)據(jù)（注：串口號需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇）。 4. 關(guān)鍵代碼分析（1）、 void SerialApp_In

7、it( uint8 task_id ) P0SEL |= 0x01; /打開P0_0口的ADC功能 P0DIR &= 0x01; /將P_0設(shè)置為輸入模式 函數(shù)功能說明：將P0_0設(shè)置為ADC.0模式。 （2）、 uint16 HalAdcRead (uint8 channel, uint8 resolution) 該函數(shù)由系統(tǒng)提供，位于hal_adc.c中。 功能：讀取ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)果； 參數(shù)：channel，ADC通道選擇，0到7可選； resolution，ADC精度選擇，8bit、10bit、12bit、14bit可選； 返回值：ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)果。（3）采集數(shù)據(jù)if ( eve

8、nts & TEMPANDHUM_READ_EVT ) Temperature = ReadSHT10(TEMPERATURE); /讀取溫度 UART0_Format.Command = 0x01; UART0_Format.Data0 = Temperature>>8; UART0_Format.Data1 = Temperature; Humidity = ReadSHT10(HUMIDITY); /讀取濕度 UART0_Format.Data2 = Humidity>>8; UART0_Format.Data3 = Humidity; osal_set_

9、event(SerialApp_TaskID,SERIALAPP_SEND_EVT); /發(fā)送RF消息 /周期性啟動(dòng)溫濕度采集事件 osal_start_timerEx(SerialApp_TaskID, TEMPANDHUM_READ_EVT, 5000); return ( events TEMPANDHUM_READ_EVT ); 5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果在串口助手?jǐn)?shù)據(jù)接收窗口，觀察到如下圖所示： 可以得到當(dāng)前溫度值0x0101，濕度值0x1142經(jīng)過換算溫度值為：25.7度，濕度值為44.18%。6.進(jìn)行多次測量，記錄并對測量結(jié)果進(jìn)行粗大誤差處理，計(jì)算最佳值。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)了解了SHT1X系列溫濕度

10、傳感器的特性及工作原理； 掌握了溫濕度傳感器采集數(shù)據(jù)的使用方法；熟悉了傳感器的操作、響應(yīng)方式。 在把溫濕度傳感器和協(xié)調(diào)器都裝上相應(yīng)的程序，注意相應(yīng)的程序刷對。之后用串口助手時(shí)用htx格式看。數(shù)據(jù)處理用相應(yīng)的算法即可。太原理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院名稱計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級物聯(lián)1403學(xué)號2014002091學(xué)生姓名趙羽龍實(shí)驗(yàn)日期2016年 12 月成績課程名稱傳感器與射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)驗(yàn)題目光敏傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解光敏傳感器的特性及工作原理；2. 掌握光敏電阻的使用方法； 3. 熟悉傳感器的操作、響應(yīng)方式。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1.中軟國際ETC-WSN物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一套（內(nèi)含各傳感器，以及連接線纜

11、等設(shè)備）；2. 裝有IAR8.10軟件的PC機(jī)一臺(tái)； 3. CC2530仿真器一臺(tái)。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：光照傳感器節(jié)點(diǎn)周期性(1Hz)向協(xié)調(diào)器報(bào)告采集到的光照ADC值。 四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)分析：1.基本原理光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有

12、幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（0.40.76）m的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡化。光敏電阻的主要參數(shù)是： （1）光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“100LX”表示。 （2）暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒有光照射的時(shí)候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX”表示。 （3）靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）

13、與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對變化值。 （4）光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。 （5）光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。 （6）伏安特性曲線。伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。 （7）溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫

14、度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。 （8）額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。電路連接為2. 采集傳感器數(shù)據(jù)代碼。 宏 #define PHOTO_READ_EVT 0x0004 定義了光敏電阻采集數(shù)據(jù)事件。if ( events & PHOTO_READ_EVT ) /查看光敏電阻狀態(tài) /光敏電阻連接在P0_0上，第一個(gè)參數(shù)必須是HAL_ADC_CHANNEL_0，采用10bit精度。 PhotoResult=HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_0 ,HAL_ADC_

15、RESOLUTION_10); /0-512 UART0_Format.Command = 0x01; UART0_Format.Data0 = PhotoResult>>8; /保存ADC結(jié)果 UART0_Format.Data1 = PhotoResult; osal_set_event(SerialApp_TaskID, SERIALAPP_SEND_EVT); /發(fā)送RF消息 /周期性采集光敏電阻ADC結(jié)果 osal_start_timerEx(SerialApp_TaskID, PHOTO_READ_EVT, 5000); return ( events PHOTO_RE

16、AD_EVT ); 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果光敏傳感器ADC采樣結(jié)果為0x0174，如果改變傳感器周圍的亮度，這個(gè)值會(huì)變小。4.在同樣的亮度下多次測量，記錄測量結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)了解了光敏傳感器的特性及工作原理； 掌握了光敏電阻的使用方法 ；熟悉了傳感器的操作、響應(yīng)方式。 把光敏傳感器和協(xié)調(diào)器都裝上相應(yīng)的程序，記得要換線將計(jì)算機(jī)與協(xié)調(diào)器相連。記得要把他們的開關(guān)都打開。將串口助手打開記錄數(shù)據(jù)并根據(jù)相應(yīng)算法即可得出所處地方的亮度了。太原理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院名稱計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級物聯(lián)1403學(xué)號2014002091學(xué)生姓名趙羽龍實(shí)驗(yàn)日期2016年 12 月成績課程名稱傳感器與射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)驗(yàn)題目ISO144

17、43數(shù)據(jù)讀取一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)和了解HF ISO14443 reader的原理。（2）了解WSN與HF ISO14443 reader結(jié)合應(yīng)用。（3）動(dòng)手做WSN與HF ISO14443 reader結(jié)合應(yīng)用試驗(yàn)，提高動(dòng)手能力。（4）親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),找到14443的標(biāo)簽，并讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。二 、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）了解熟悉WSN模塊、HF ISO14443 reader的構(gòu)成。（2）對模塊做簡單的測試操作。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)所需儀器為13.56M標(biāo)簽、RFID試驗(yàn)箱、RFID讀卡器電源。除此之外還應(yīng)準(zhǔn)備一根miniUSB線與兩個(gè)跳線帽。四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)分析：（1）打開RFID試驗(yàn)箱電源；（2）連接13.56M讀卡器電源并打開底板上的電源；（3）觀察讀卡器上的CC2530紅色LED常亮；（4）用13.56M標(biāo)簽靠近讀卡區(qū)域輻射面，當(dāng)讀取標(biāo)簽時(shí)，會(huì)有蜂鳴器提示音，并且在網(wǎng)關(guān)的LCD上會(huì)有顯示當(dāng)前讀取的ID號和金額；（5）按上