物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗報告

1、實(shí)驗名稱： RFID開發(fā)實(shí)驗一、實(shí)驗環(huán)境硬件： UP-MobNet-II 型嵌入式綜合實(shí)驗平臺，PC機(jī)軟件： Vmware Workstation +Ubuntu12.04+ MiniCom/Xshell + ARM-LINUX交叉編譯開發(fā)環(huán)境 Rfid_900M 模塊 QT 測試程序二、實(shí)驗內(nèi)容1、了解 UHF 的基本概念、國際標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議內(nèi)容2、了解 UHF 的標(biāo)準(zhǔn)接口3、了解 UHF 的應(yīng)用范圍及領(lǐng)域4、掌握對功率和功放相關(guān)命令的操作三、實(shí)驗原理超高頻射頻識別系統(tǒng)的協(xié)議目前有很多種，主要可以分為兩大協(xié)議制定者：一是 ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織） ；二是 EPC Global。 ISO組織目前針

2、對UHF（超高頻）頻段制定了射頻識別協(xié)議 ISO 180006，而 EPC Global組織則制定了針對產(chǎn)品電子編碼（Electronic Product Code超高頻射頻識別系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。目前，超高頻射頻識別系統(tǒng)中的兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織有融合的趨勢，EPC Class 1 Generation 2標(biāo)準(zhǔn)可能會變成ISO 18000-6 標(biāo)準(zhǔn)的 Type c。本文主要討論的是針對）ISO 18000 6標(biāo)準(zhǔn)的射頻識別系統(tǒng)，本節(jié)討論的是ISO 18000 6協(xié)議中與系統(tǒng)架構(gòu)相關(guān)的物理層參數(shù)。ISO 18000-6目前定義了兩種類型：Type A和Type B。下面對這兩種類型標(biāo)準(zhǔn)在物理接口、協(xié)議和命令機(jī)

3、制方面進(jìn)行分析和比較。1 物理接口ISO 18000-6標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種類型的協(xié)議Type A和Type B。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：讀寫器需要同時支持兩種類型，它能夠在兩種類型之間切換，電子標(biāo)簽至少支持一種類型。（ 1） Type A 的物理接口Type A 協(xié)議的通信機(jī)制是一種“讀寫器先發(fā)言”的機(jī)制，即基于讀寫器的命令與電子標(biāo)簽的應(yīng)答之間交替發(fā)送的機(jī)制。整個通信中的數(shù)據(jù)信號定義為以下四種：“ 0”，“1，”“SOF”，“EOF”。通信中的數(shù)據(jù)信號的編碼和調(diào)制方法定義為： 讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)采用ASK 調(diào)制，調(diào)制指數(shù)為30（誤碼不超過3 ）。數(shù)據(jù)編碼采用脈沖間隔編碼，即通過定義下降沿

4、之間的不同寬度來表示不同的數(shù)據(jù)信號。 電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸電子標(biāo)簽通過反向散射給讀寫器傳輸信息，數(shù)據(jù)速率為 40kbits。數(shù)據(jù)采用雙相間隔碼來進(jìn)行編碼，是在一個位窗內(nèi)采用電平變化來表示邏輯，如果電平從位窗的起始處翻轉(zhuǎn)，則表示邏輯“1”；如果電平除了在位窗的起始處翻轉(zhuǎn)，還在位窗的中間翻轉(zhuǎn)，則表示邏輯“0”。（ 2） Type B 的物理接口Type B 的傳輸機(jī)制也是基于 “讀寫器先發(fā)言 ”的，即基于讀寫器命令與電子標(biāo)簽的應(yīng)答之間交換的機(jī)制。 讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸采用ASK 調(diào)制， 調(diào)制指數(shù)為11或99，位速率規(guī)定為10kbits 或 40kbits，由曼徹斯特編碼來完成。具體來說

5、就是一種on-offkey格式，射頻場存在代表“1，”射頻場不存在代表“0。”曼徹斯特編碼是在一個位窗內(nèi)采用電平變化來表示邏輯“ 1”（下降沿） 和邏輯 “0（”上升沿）的。同 電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸TypeA 一樣，通過調(diào)制入射并反向散射給讀寫器來傳輸信息，數(shù)據(jù)速率為40kbits ，同TypeA采用一樣的編碼。四、實(shí)驗步驟1 、 將UP-MobNet-II型移動互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗產(chǎn)品光盤(CC2530)V2.120150510 RFID實(shí)驗部分壓縮包通過Samba服務(wù)器或其它共享方式拷貝到虛擬機(jī)下。2、 在虛擬機(jī)下打開終端，進(jìn)入Rfid_900M目錄rootlocalhostRfid_900M

6、#ls inputMakefileRfid_900Mwidget.ui main.cpppublicRfid_900M.prouhf900mwidget.h3、重新生成 .pro 文件和Makefilettywidget.cpprootlocalhost Rfid_900M#rootlocalhost Rfid_900M#4、 Make 編譯程序，生成可執(zhí)行文件，rootlocalhost Rfid_900M# make。rootlocalhost Rfid_900M# ls Rfid_900M并拷貝到/tftpboot目錄Rfid_900Mrootlocalhost Rfid_900M# c

7、p Rfid_900M /tftpboot/5、 打開超級終端或XShell，登陸控制器終端，將上一步編譯生成的Rfid_900M文件通過tftp下載到開發(fā)板修改可執(zhí)行權(quán)限r(nóng)ootUP-TECH up_rfid_t# chmod 777 Rfid_900M6、 復(fù)制 export4arm.sh 腳本，并改名為 module.sh rootUP-TECH yaffs# cd /mnt/yaffs/up_rfid_t/ rootUP-TECH up_rfid_t# cp export4arm.sh module.sh7、 修改module.sh文件為如下內(nèi)容，并保存退出insmod cpld_ct

8、rl.ko exportQTDIR=$PWD exportLD_LIBRARY_PATH=$PWD/lib exportTSLIB_TSDEVICE=/dev/event1 exportTSLIB_PLUGINDIR=$PWD/lib/ts exportQT_QWS_FONTDIR=$PWD/lib/fonts exportTSLIB_CONSOLEDEVICE=none exportTSLIB_CONFFILE=$PWD/etc/ts.conf exportPOINTERCAL_FILE=$PWD/etc/ts-calib.conf exportQWS_MOUSE_PROTO=tslib:/

9、dev/event1 exportTSLIB_CALIBFILE=$PWD/etc/ts-calib.conf exportLANG=zh_CN exportQWS_DISPLAY="LinuxFb:mmWidth200:mmHeight130:0" exportQT_PLUGIN_PATH=$PWD/plugins/ echo "begin to start "$1# for tslib if ! -f $PWD/etc/ts-calib.conf ;then $PWD/bin/ts_calibrate fi#./RfidDemo -qws -font

10、 wenquanyi./Rfid_900M -qws -font wenquanyi 8、 運(yùn)行 module.sh 腳本rootUP-TECH up_rfid_t# ./module.sh五、實(shí)驗結(jié)果六、實(shí)驗心得體會：通過這次實(shí)驗， 使我大開眼界。 因為這次實(shí)驗是需要用到軟件的， 并且用電腦顯示輸出，可以說是半自動化的。 因此在實(shí)驗過程中我受益匪淺， 它讓我深刻體會到試驗前的理論知識準(zhǔn)備， 也要事先了解將要做的實(shí)驗的有關(guān)資料。 雖然做實(shí)驗時， 指導(dǎo)老師會講解一下實(shí)驗步驟和注意的問題，但也要有一定的了解并按步驟做下去，才會掌握其中的技巧。實(shí)驗名稱：無線傳感器實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康?. 掌握溫濕度傳感

11、器數(shù)據(jù)采數(shù)及數(shù)據(jù)處理的方法2. 掌握 LINUX 與 QT界面編程3. 了解 LINUX Socket 編程基礎(chǔ)二、實(shí)驗內(nèi)容1. 創(chuàng)建客戶端，與 server 進(jìn)行通信。2. 創(chuàng)建接口，獲取傳感器數(shù)據(jù)，更新UI 界面3. 將溫度信息友好的展示到 UI 界面三、實(shí)驗環(huán)境硬件： UP-MOBNET-A9-II 型移動互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗平臺， PC機(jī) Pentium 500 以上 , 硬盤 80GB 以上 , 內(nèi)存大于 2GB軟件： Vmware Workstation + Fedora14 + MiniCom/Xshell + ARM-LINUX交叉編譯開發(fā)環(huán)境 + QT/E四、實(shí)驗原理SOF1SOF2L

12、ENCMD1CMD2DATEOFSOFM-TYPEF-LENF-TYPEC-TYPEMODGIDSIDEOFC-ID/RET0xFE0x0ASOF1:幀起始字節(jié)1，固定值0xFE，標(biāo)記一幀數(shù)據(jù)的開始SOF2:幀起始字節(jié)2，標(biāo)記模塊類型，定義如下宏定義值描述MODULE_TYPE_ZIGBEE_CC25300xE0硬件： CC2530軟件： Stack2007MODULE_TYPE_TINYOS_CC25300xE1硬件： CC2530軟件： TinyOSMODULE_TYPE_IPV6_CC25300xE2硬件： CC2530軟件： Contiki-IPv6MODULE_TYPE_IPV6_S

13、TM320xE3硬件：STM32W108CB軟件：Contiki-IPv6MODULE_TYPE_BLE_CC25400xE4硬件： CC2540軟件： BLE4.0MODULE_TYPE_WIFI_STM320xE5硬件： STM32+WIFIMODULE_TYPE_ALL0xEFLEN:幀長度字節(jié)CMD1:幀命令字節(jié)1位名稱描述Bit7RSP_FLAG請求幀 /響應(yīng)幀標(biāo)記位=0 為請求幀，=1 為響應(yīng)幀Bit6NWK_FLAG本地幀 /網(wǎng)絡(luò)幀標(biāo)記位=0 為本地幀，幀數(shù)據(jù)在本地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理=1 為網(wǎng)絡(luò)幀，幀數(shù)據(jù)被透傳到網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理Bit5-4NWK_MODE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送方式=00 ：NC

14、=01 ：單播發(fā)送，需要在EOF 前指定單播地址=10 ：組播發(fā)送，需要在EOF 前指定組播地址=11 ：廣播發(fā)送，需要在EOF 前指定廣播地址Bit3RSP_NEED是否需要響應(yīng)標(biāo)記位=0 ：處理幀后不發(fā)送響應(yīng)幀=1 ：處理幀后發(fā)送響應(yīng)幀Bit2-0NCNCCMD2:幀命令字節(jié)2位名稱描述Bit7-4CMD_TYPE幀命令類型=0x5:節(jié)點(diǎn)配置命令，例如對節(jié)點(diǎn)的ID ，信道， PANID 進(jìn)行配置等=0x6:節(jié)點(diǎn)信息命令，例如獲得節(jié)點(diǎn)的類型，軟件版本，地址信息等=0x7:節(jié)點(diǎn)驅(qū)動命令，例如獲得傳感器數(shù)據(jù)及設(shè)置模塊狀態(tài)Bit3-0CMD_ID幀命令 ID=0x0:控制節(jié)點(diǎn)模式命令，例如在 CM

15、D_TYPE=0x7時，控制節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報方式為中斷上報，定時上報，定時上報時間間隔等=0x1:讀節(jié)點(diǎn)命令，例如在CMD_TYPE=0x7時，用于讀取傳感器的狀態(tài)DAT:長度MOD/RET:n字節(jié)，幀有效數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)域標(biāo)記當(dāng)為請求幀時，為MOD模式字節(jié)，保留當(dāng)為響應(yīng)幀時，為RET模式字節(jié)，定義如下位名稱描述Bit7RESULT請求幀處理結(jié)果=0 ：表示正確，可以對=1 ：表示錯誤，拋棄DAT 域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理DAT 域數(shù)據(jù)Bit6-0ERR_ID錯誤 IDGID:節(jié)點(diǎn)組 ID長度 1字節(jié)，用于標(biāo)記不同的傳感器SID:節(jié)點(diǎn)子 ID長度 1字節(jié)，用于標(biāo)記同種傳感器，例如一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中用了5 個 S

16、HT11 溫濕度傳感器，我們需要通用SID 來給它們編號，以便區(qū)分它們EOF: 幀結(jié)束字節(jié)，固定值為0x0A, 標(biāo)記一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束溫濕度數(shù)據(jù)：DAT0DAT1DAT2DAT3HUMI_HHUMI_LTEMP_HTEMP_LUint16 humi_val = BUILD_UINT16(HUMI_L, HUMI_H);Uint16 temp_val = BUILD_UINT16(TEMP_L, TEMP_H);Double humi = -4 + 0.0405*humi_val - 2.8*pow(10, -6)*pow(humi_val, 2); Double temp = -39.6 + 0.

17、01*temp_val; 單位 單位 %+說明：humi:濕度temp:溫度五、實(shí)驗結(jié)果六、實(shí)驗心得體會：在這次試驗中， 我學(xué)到了很多東西， 加強(qiáng)了我的動手能力， 并且培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考能力。對于這次的無線傳感器實(shí)驗我的記憶尤其深刻，因為在試驗過程中我出現(xiàn)了很多問題，指導(dǎo)老師總會給我們詳細(xì)解釋出現(xiàn)問題的原因和這些問題應(yīng)該怎樣解決。 在實(shí)驗過程中我受益匪淺，它讓我深刻體會到試驗前的理論知識準(zhǔn)備， 也要事先了解將要做的實(shí)驗的有關(guān)資料。實(shí)驗名稱：基于ZigBee 智能家居綜合實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康?. 掌握紅外對射傳感器、溫濕度傳感器、 LED 蜂鳴器、廣譜氣體傳感器的數(shù)據(jù)采數(shù)及數(shù)據(jù)處理的方法2. 掌握

18、LINUX Socket 編程基礎(chǔ) , 掌握 Server 數(shù)據(jù)格式二、實(shí)驗內(nèi)容1. 基于嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)， 進(jìn)行基于 Zigbee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居的簡單圖形界面顯示設(shè)計2.基于嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，了解掌握Linux系統(tǒng)下 socket編程3.創(chuàng)建客戶端，與 server 進(jìn)行通信。4.將傳感器信息友好的展示到UI 界面三、實(shí)驗環(huán)境硬件： UP-MOBNET-A9-II 型移動互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗平臺，PC機(jī) Pentium 500以上 ,硬盤 80GB以上 , 內(nèi)存大于2GB軟件： Vmware Workstation + Fedora14 + MiniCom/Xshell + ARM-LINUX

19、交叉編譯開發(fā)環(huán)境 + QT/E四、實(shí)驗原理標(biāo)準(zhǔn)幀定義：SOF1SOF2LENCMD1CMD2DATEOFSOFM-TYPEF-LENF-TYPEC-TYPEMOD GIDSIDEOFC-ID/RET0xFE0x0ASOF1:幀起始字節(jié)1，固定值 0xFE，標(biāo)記一幀數(shù)據(jù)的開始SOF2:幀起始字節(jié)2，標(biāo)記模塊類型，定義如下宏定義值描述MODULE_TYPE_ZIGBEE_CC2530 0xE0硬件： CC2530 軟件： Stack2007MODULE_TYPE_TINYOS_CC2530 0xE1硬件： CC2530 軟件： TinyOSMODULE_TYPE_IPV6_CC25300xE2硬件

20、： CC2530 軟件： Contiki-IPv6MODULE_TYPE_IPV6_STM320xE3硬件： STM32W108CB軟件： Contiki-IPv6MODULE_TYPE_BLE_CC25400xE4硬件： CC2540 軟件： BLE4.0MODULE_TYPE_WIFI_STM320xE5硬件： STM32+WIFIMODULE_TYPE_ALL0xEFLEN:幀長度字節(jié)CMD1:幀命令字節(jié)1位名稱描述Bit7RSP_FLAG請求幀 / 響應(yīng)幀標(biāo)記位=0 為請求幀， =1 為響應(yīng)幀Bit6NWK_FLAG本地幀 / 網(wǎng)絡(luò)幀標(biāo)記位=0 為本地幀，幀數(shù)據(jù)在本地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理=1

21、為網(wǎng)絡(luò)幀，幀數(shù)據(jù)被透傳到網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理Bit5-4NWK_MODE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送方式=00： NC=01：單播發(fā)送，需要在=10：組播發(fā)送，需要在=11：廣播發(fā)送，需要在EOF前指定單播地址EOF前指定組播地址EOF前指定廣播地址Bit3RSP_NEED是否需要響應(yīng)標(biāo)記位=0：處理幀后不發(fā)送響應(yīng)幀=1：處理幀后發(fā)送響應(yīng)幀Bit2-0NCNCCMD2:幀命令字節(jié)2位名稱描述Bit7-4CMD_TYPE幀命令類型=0x5:節(jié)點(diǎn)配置命令，例如對節(jié)點(diǎn)的ID ，信道， PANID進(jìn)行配置等=0x6:節(jié)點(diǎn)信息命令，例如獲得節(jié)點(diǎn)的類型，軟件版本，地址信息等=0x7:節(jié)點(diǎn)驅(qū)動命令，例如獲得傳感器數(shù)據(jù)及設(shè)置模塊

22、狀態(tài)Bit3-0CMD_ID幀命令 ID=0x0:控制節(jié)點(diǎn)模式命令，例如在CMD_TYPE=0x7時，控制節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報方式為中斷上報，定時上報，定時上報時間間隔等=0x1:讀節(jié)點(diǎn)命令，例如在CMD_TYPE=0x7時，用于讀取傳感器的狀態(tài)DAT:長度 n字節(jié)，幀有效數(shù)據(jù)MOD/RET: 數(shù)據(jù)域標(biāo)記當(dāng)為請求幀時，為MOD模式字節(jié)，保留當(dāng)為響應(yīng)幀時，為RET模式字節(jié)，定義如下位名稱描述Bit7RESULT請求幀處理結(jié)果=0：表示正確，可以對DAT域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理=1：表示錯誤，拋棄DAT域數(shù)據(jù)Bit6-0ERR_ID錯誤 IDGID:節(jié)點(diǎn)組 ID長度 1字節(jié)，用于標(biāo)記不同的傳感器SID:節(jié)點(diǎn)子 ID

23、長度 1字節(jié)，用于標(biāo)記同種傳感器，例如一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中用了5個 SHT11 溫濕度傳感器，我們需要通用SID來給它們編號，以便區(qū)分它們EOF: 幀結(jié)束字節(jié)，固定值為0x0A, 標(biāo)記一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束獲取所有 zigbee指令如下：SOF1SOF2LENCMD1CMD2DATEOFSOFM-TYPEF-LENF-TYPEC-TYPEMODGIDSIDEOFC-IDFEE009787100FFFF0A五、實(shí)驗結(jié)果：六、實(shí)驗心得體會：經(jīng)過這次實(shí)驗使我想起了：以前做實(shí)驗時， 大部分都是照本宣科，很少動腦筋去思考實(shí)驗的前因后果， 對指導(dǎo)老師的講解也都是一知半解的混著。 但是，這次實(shí)驗著實(shí)讓我費(fèi)了一番腦

24、子，實(shí)驗操作的機(jī)理，儀器的使用方法，同時讓我認(rèn)識到自己以前的迷糊與不負(fù)責(zé)任，也讓我體會到全身心的投入到一件事中， 是如此快樂和滿足， 也得到了好多在課堂上永遠(yuǎn)無法獲得的知識。實(shí)驗名稱：物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康?.掌握實(shí)驗箱配套傳感器數(shù)據(jù)采集與處理的方法2.掌握 LINUX Socket編程， UI 布局等相關(guān)技術(shù)二、實(shí)驗內(nèi)容1.學(xué)習(xí)LINUX Socket編程2.學(xué)習(xí)友好的UI 設(shè)計與開發(fā)三、實(shí)驗環(huán)境硬件： UP-MOBNET-A9-II 型移動互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗平臺，PC 機(jī) Pentium 500 以上 , 硬盤 80GB以上 ,內(nèi)存大于2GB軟件： Vmware Workstation + F

25、edora14 + MiniCom/Xshell + ARM-LINUX交叉編譯開發(fā)環(huán)境+ QT/E四、實(shí)驗原理標(biāo)準(zhǔn)幀定義：SOF1SOFSOF2 M-TYPELENF-LENCMD1 F-TYPECMD2 C-TYPE C-IDDATMOD/RETGIDSIDEOFEOF0xFE0x0ASOF1:SOF2:幀起始字節(jié)幀起始字節(jié)1，固定值0xFE，標(biāo)記一幀數(shù)據(jù)的開始2，標(biāo)記模塊類型，定義如下宏定義值描述MODULE_TYPE_ZIGBEE_CC25300xE0硬件： CC2530軟件：Stack2007MODULE_TYPE_TINYOS_CC25300xE1硬件： CC2530軟件：Tiny

26、OSMODULE_TYPE_IPV6_CC25300xE2硬件： CC2530軟件：Contiki-IPv6MODULE_TYPE_IPV6_STM320xE3硬件： STM32W108CB軟件：Contiki-IPv6MODULE_TYPE_BLE_CC25400xE4硬件： CC2540軟件：BLE4.0MODULE_TYPE_WIFI_STM32 MODULE_TYPE_ALL0xE50xEF硬件： STM32+WIFILEN: 幀長度字節(jié)CMD1: 幀命令字節(jié)1位名稱描述Bit7RSP_FLAG請求幀 / 響應(yīng)幀標(biāo)記位=0 為請求幀，=1 為響應(yīng)幀Bit6NWK_FLAG本地幀 / 網(wǎng)絡(luò)幀標(biāo)記位=0 為本地幀，幀數(shù)據(jù)在本地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理=1 為網(wǎng)絡(luò)幀，幀數(shù)據(jù)被透傳到網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理Bit5-4NWK_MODE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送方式=00： NC=01：單播發(fā)送，需要在=10：組播發(fā)送，需要在=11：廣播發(fā)送，需要在EOF前指定單播地址EOF前指定組播地址EOF前指定廣播地址Bit3RSP_NEED是否需要響應(yīng)標(biāo)記位=0：處理幀后不發(fā)送響應(yīng)幀=1：處理幀后發(fā)送響應(yīng)幀B