物聯(lián)網(wǎng)工程與應用實驗報告

1、.學 生 實 驗 報 告（理工類）課程名稱： 物聯(lián)網(wǎng)工程與應用 專業(yè)班級：15物聯(lián)網(wǎng)工程2班 學生學號： 學生姓名： 所屬院部： 智控學院 指導教師： 2017 2018學年 第 一 學期 科技學院教務(wù)處制實驗報告書寫要求實驗報告原則上要求學生手寫，要求書寫工整。若因課程特點需打印的，要遵照以下字體、字號、間距等的具體要求。紙張一律采用A4的紙張。實驗報告書寫說明實驗報告中一至四項內(nèi)容為必填項，包括實驗目的和要求；實驗儀器和設(shè)備；實驗內(nèi)容與過程；實驗結(jié)果與分析。各院部可根據(jù)學科特點和實驗具體要求增加項目。填寫注意事項（1）細致觀察，及時、準確、如實記錄。（2）準確說明，層次清晰。（3）盡量采用

2、專用術(shù)語來說明事物。（4）外文、符號、公式要準確，應使用統(tǒng)一規(guī)定的名詞和符號。（5）應獨立完成實驗報告的書寫，嚴禁抄襲、復印，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分論處。實驗報告批改說明實驗報告的批改要及時、認真、仔細，一律用紅色筆批改。實驗報告的批改成績采用百分制，具體評分標準由各院部自行制定。實驗報告裝訂要求實驗批改完畢后，任課老師將每門課程的每個實驗項目的實驗報告以自然班為單位、按學號升序排列，裝訂成冊，并附上一份該門課程的實驗大綱。實驗項目名稱：多溫度測量實驗 實驗學時： 2 同組學生姓名： 實驗地點： x 實驗日期： x 實驗成績： 批改教師： 批改時間： 一、實驗目的和要求了解單總線溫度傳感器； 了解I

3、IC總線溫度傳感器； 了解脈沖輸出溫度傳感器； 掌握電壓輸出型溫度傳感器的原理和調(diào)理電路。二、實驗儀器和設(shè)備（1）硬件設(shè)備 熱電阻傳感器電路板一塊 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器一塊 PC機一臺 CC-DEBUG仿真器一臺（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動程序 串口調(diào)試軟件4.5三、實驗過程步驟一、打開工程文件1、 首先打開D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱zigbee傳感網(wǎng)實驗實驗zigbee傳感網(wǎng)實驗源碼及其學生實驗代碼學生傳感網(wǎng)實驗源碼熱電阻傳感器文件夾。” 2、 將光電傳感器文件夾下的hal_board_cfg.

4、h文件拷貝到D:學生傳感網(wǎng)實驗源碼ZStack-CC2530-2.5.1aComponentshaltargetCC2530E文件夾下，如果以前有hal_board_cfg.h，則覆蓋。3、 將熱電阻傳感器文件夾下的SampleApp.c文件拷貝到D:學生傳感網(wǎng)實驗源碼ZStack-CC2530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppSource文件夾下，如果以前有SampleApp.c文件，則覆蓋。4、用IAR打開“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱zigbee傳感網(wǎng)實驗實驗zigbee傳感網(wǎng)實驗源碼及其學生實驗代碼學生傳感網(wǎng)實驗源碼學生傳感網(wǎng)實驗源碼ZStack-CC2

5、530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步驟二、配置箱子號、網(wǎng)絡(luò)號和信道號在工程中的TOOL/f8wConfig.cfg文件中修改箱子號、信道號和網(wǎng)絡(luò)號。我用的是37號箱，箱子號為37，信道號為15，網(wǎng)絡(luò)號為0x0037步驟三、添加底層ADC采集硬件驅(qū)動 底層ADC驅(qū)動的詳情在3.2節(jié)中，使能ADC，需要在hal_board_cfg.h（HALcommonhal_assert.chal_board_cfg.h）文件中的474行。步驟四、應用層任務(wù)處理函數(shù)（是實驗難點、也是zigbee的核心部分）在應

6、用層任務(wù)處理函數(shù)的流程圖和解釋如下：圖1-2 應用層任務(wù)處理函數(shù)流程圖事件處理函數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)步驟五、在應用層添加zigbee無線接收數(shù)據(jù)的處理通過串口上傳數(shù)據(jù)步驟六、在傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)中添加熱電阻采集的信號處理傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)為Sensor_Perform(uint8 Choose)。在本實驗中，添加熱電阻采集數(shù)據(jù)的處理。選中路由器設(shè)備后，需要在預編譯定義中添加節(jié)點地址CHGQ=0x01，表示選中的終端設(shè)備是熱電阻采集節(jié)點（如下圖所示）。傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)為Sensor_Perform(uint8 Choose)，其流程圖及函數(shù)解釋如下，紅色字體為熱電阻采集處理部

7、分。圖1-5 傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)流程圖實驗代碼如下：void Sensor_Perform(uint8 Choose)#if (defined CHGQ) float Temp; /臨時浮點變量 uint16 CaiJi;/臨時采集的16位變量 uint8 cnt; /計數(shù)變量 /無線傳感器發(fā)送采集數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū) /數(shù)據(jù)格式見1.3.1介紹 uint8 tep22;/無線傳感器發(fā)送采集數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū) tep21=0x00; tep0=0xCE; /無線發(fā)送的幀頭 tep1=0xFD; /數(shù)據(jù)幀幀頭 tep2=0x0B; /數(shù)據(jù)長度 tep3=0x00; /網(wǎng)

8、內(nèi)地址高字節(jié) tep4=0x00; /網(wǎng)內(nèi)地址低字節(jié) /選擇傳感器*/ tep5=CHGQ; /節(jié)點地址0x01：熱電阻 終端 /節(jié)點地址0x02：光照度 終端 /節(jié)點地址0x03：光電 終端 /節(jié)點地址0x04：加速度 終端 /節(jié)點地址0x05：天然氣 終端 /節(jié)點地址0x06：多溫度 終端 /節(jié)點地址0x07：位移 終端 /節(jié)點地址0x08：濕度 終端 memset(tep+6), 0xAA, 10 ); /未用字節(jié)默認為0xAA /所有電壓型輸出的傳感器板子ADC采集的板子的ADC采集處理 /在#if (CHGQ = 0x05) 中可以添加其他的電壓型輸出的傳感器板子 /如#if (CH

9、GQ = 0x05 ) | ( CHGQ = 0x09)添加溫濕度傳感器板子 /以下程序在下邊第一個#endif出現(xiàn)之前，對本實驗中所有含有ADC采集的節(jié)點有效#if (CHGQ = 0x01) /（929行）ADC采集數(shù)據(jù)/軟件濾波，每一次采集的值，為前邊采集的5個值和目前采集的值之和，/減去最大值和最小值再取平均值，可以使采集的值更精確，并使得采集/值的曲線起到平滑濾波作用 static int16 Temp_DianYa6=0,0,0,0,0,0;/存放歷史記錄，用于軟件濾波使用 uint16 Max_DianYa, Min_DianYa; /存放最大值和最小值 static uint8

10、 CaiJi_cnt = 0; /記錄次數(shù) CaiJi = HalAdcRead (HAL_ADC_CHANNEL_7, /ADC采集，7通道HAL_ADC_RESOLUTION_12); /12位分辨率，除去符號位，實際值為02027 Temp_DianYaCaiJi_cnt=CaiJi; /保存歷史數(shù)據(jù) if(+CaiJi_cnt>5) /最多記錄5個歷史記錄 CaiJi_cnt = 0; Min_DianYa = Max_DianYa = Temp_DianYa0;/初始化歷史記錄最大值和最小值 for(Temp=0,cnt=0; cnt<6; cnt+) Temp += T

11、emp_DianYacnt; /歷史記錄求和 Max_DianYa= Max_DianYa>Temp_DianYacnt?Max_DianYa:Temp_DianYacnt; Min_DianYa = Min_DianYa<Temp_DianYacnt?Min_DianYa:Temp_DianYacnt; Temp -= Max_DianYa; /歷史記錄減去最大值和最小值 Temp -= Min_DianYa; Temp /= 4; /取平均值 CaiJi = (uint16)(Temp); #endif /ACD采集數(shù)據(jù)通過平滑濾波后，保存在變量CaiJi中。 /以下程序在下邊

12、第一個#endif出現(xiàn)之前，只對熱電阻節(jié)點有效/溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù)，將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實際的溫度度值#if (CHGQ = 0x01) Temp = Temperature_change(CaiJi); /溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù) tep6= (uint16)(Temp)/100;/溫度值取整數(shù)部分 tep7= (uint16)(Temp)%100;/溫度值/取小數(shù)部 #endif /熱電阻節(jié)點數(shù)據(jù)處理結(jié)束 SrcSaddr = NLME_GetCoordShortAddr();/讀取本地節(jié)點的父節(jié)點地址， tep16= SrcSaddr>>8; tep17= SrcSaddr&0x

13、ff; /讀取本地的網(wǎng)內(nèi)地址，并保存到發(fā)送緩沖區(qū) SrcSaddr = NLME_GetShortAddr(); tep18= SrcSaddr>>8; tep19= SrcSaddr&0xff; #ifdef DT_ROUTER tep20= 'R' /節(jié)點為路由器 #endif #ifdef DT_RFD tep20= 'E' /節(jié)點為終端 #endif for(cnt=0;cnt<20;cnt+) tep21=tepcnt; /校驗 /zigbee無線發(fā)送函數(shù)可參考“zigbee通信實驗指導書” SendData(0x0000,

14、tep, 22);/通過zigbee無線網(wǎng)絡(luò)將節(jié)點信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器 HalLedBlink( HAL_LED_1, 1, 50, 500 ); /每發(fā)送一組數(shù)據(jù)則LED燈閃爍一次#endif溫度處理函數(shù)四、實驗結(jié)果與分析實驗結(jié)果如下：協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)并將結(jié)果顯示在屏幕上實驗項目名稱： 看門狗實驗 實驗學時： 2 同組學生姓名： 實驗地點： 1518 實驗日期： 2017/11/24 實驗成績： 批改教師： 批改時間： 一、實驗目的和要求掌握CC2530單片機看門狗使用方法。測試看門狗在單片機系統(tǒng)中的作用。二、實驗儀器和設(shè)備（1）硬件設(shè)備 光照度節(jié)點實驗板； CC2530模塊； CC2530仿

15、真器； PC機一臺。（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench for 8051 8.10三、實驗原理本實驗主要掌握CC2530 的看門狗定時器的使用方法?？撮T狗,又叫 watchdog timer,是一個定時器，看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。當軟件在選定的時間間隔內(nèi)不能置位看門狗定時器(WDT)，WDT就會使單片機復位。這樣可以保證單片機在惡劣應用環(huán)境中可靠工作。 WDT可以配置成一個看門狗定時器或一個通用定時器，WDT 包括一個 15 位定時/計數(shù)器，它的頻率由 32.768KHz 的晶振決定。實驗相關(guān)寄存器WDCTL(詳細情況可以參考 CC2530

16、Datasheet.PDF)。寄存器功能說明WDCTL(0xC9)看門狗定時器控制寄存器Bit7:Bit4 清除計數(shù)器值。在看門狗模式下，如果此四位在一個看門狗周期內(nèi)先后寫入0XA,0X5則清楚WDT的值。 Bit3:Bit2 WDT工作模式選擇寄存器。 00 IDLE 01 IDLE（未使用） 10 看門狗模式 11 定時器模式 Bit1:Bit0 看門狗周期選擇寄存器 00 1 秒 01 0.25 秒 10 15.625 毫秒 11 1.9 毫秒 本實驗代碼實現(xiàn)在不喂狗的狀態(tài)下，系統(tǒng)不斷復位，LED不斷閃爍；喂狗狀態(tài)下系統(tǒng)正常工作，LED不閃爍。主函數(shù)流程圖： 圖 2-6-1 主函數(shù)流程圖

17、四、實驗過程1、硬件連接本實驗需使用CC2530模塊、光照度節(jié)點實驗板、CC2530仿真器、PC機一臺。實驗時，將CC2530仿真器插入PC機的任何一個USB口；CC2530模塊插在光照度節(jié)點實驗板上。實驗時，連接如下圖所示：2、下載驗證實驗代碼如下：#include<iocc2530.h>#define uint unsigned int#define RLED P1_0#define GLED P1_1/看門狗函數(shù)void Init_WatchDog(void)WDCTL = 0x00; / 看門狗模式，復位時間1S，WDCTL |= 0x08; / 啟動看門狗 /喂狗函數(shù)vo

18、id FeetDog(void)WDCTL = 0xa0;WDCTL = 0x50;/初始化LEDvoid Init_LED(void) P1DIR|=0x03; RLED=1; GLED=1;void Delay(uint n) uint i; for(i=0;i<n;i+); for(i=0;i<n;i+); for(i=0;i<n;i+); for(i=0;i<n;i+); for(i=0;i<n;i+);/*函數(shù)名稱: void main(void)*函數(shù)功能: 主函數(shù)*入口參數(shù): *出口參數(shù): *備 注: */ void main(void) Init_

19、LED(); / 初始化LED Init_WatchDog(); / 初始化看門狗 GLED=0; / 開機LED閃爍 RLED=0;Delay(50000);GLED=1;RLED=1;while(1) /FeetDog(); / 喂狗函數(shù)(屏蔽該函數(shù)停止喂狗) 五、實驗結(jié)果與分析實驗結(jié)果如下：實驗項目名稱：步進電機實驗 實驗學時： 4 同組學生姓名： 實驗地點： 1518 實驗日期： 2017/12/1 實驗成績： 批改教師： 批改時間： 一、實驗目的和要求1、熟練掌握無線數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應用2、掌握步進電機的硬件驅(qū)動原理3、在zigbee協(xié)議棧中添加步進電機的驅(qū)動程序4、掌握串口在zigb

20、ee協(xié)議棧中的底層驅(qū)動二、實驗儀器和設(shè)備（1）硬件設(shè)備 模擬量仿真板一塊 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器一塊 ARM網(wǎng)關(guān) CC-DEBUG仿真器一臺（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動程序 串口調(diào)試軟件4.5三、實驗原理本實驗的功能框圖如圖5-1所示。圖5-1 步進電機控制實驗功能框圖四、實驗過程1、首先打開“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬量仿真實驗模擬量仿真實驗代碼步進電機控制實驗”文件夾。2、將“步進電機控制實驗”文件夾下的hal_board_cfg.h和timer.c文件拷貝到D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬量仿真實驗

21、模擬量仿真實驗代碼ZStack-CC2530-2.5.1a ComponentshaltargetCC2530E文件夾下，如果以前有hal_board_cfg.h，則覆蓋。3、將“步進電機控制實驗”文件夾下的SampleApp.c文件拷貝到D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬量仿真實驗模擬量仿真實驗代碼ZStack-CC2530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppSource文件夾下，如果以前有SampleApp.c文件，則覆蓋。4、用IAR打開“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬量仿真實驗模擬量仿真實驗代碼ZStack-CC2530-2.5.1aProjectszstackSa

22、mplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步驟二、配置箱子號、網(wǎng)絡(luò)號和信道號我們組是37號箱，箱子號為37，信道號為15，網(wǎng)絡(luò)號為0x0037。步驟三、添加底層ADC采集硬件驅(qū)動底層ADC驅(qū)動的詳情在3.2節(jié)中，使能ADC，需要在hal_board_cfg.h（HALcommonhal_assert.chal_board_cfg.h）文件中的462行。步驟四、應用層任務(wù)處理函數(shù)在應用層任務(wù)處理函數(shù)的流程圖和解釋如下：1. 無線處理函數(shù)2. 串口發(fā)送協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)成功提示信息到PC機或網(wǎng)關(guān)3. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器向路由器或終端節(jié)點發(fā)送控制命令4. 通過串口將網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送到PC機或網(wǎng)關(guān)HalUARTWrite( 0, tep,21 );步驟五、在應用層添加zigbee無線接收數(shù)據(jù)的處理ZigBee無線接收函數(shù)的原理可以參照“zigbee通信實驗指導書”，這里只在應用層實現(xiàn)，在應用層任務(wù)處理函數(shù)添加無線接收數(shù)據(jù)處理函數(shù)Sample