無線傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)

姓名：譚芳亮班級：通信（1）班學(xué)號：2013329600049

實(shí)驗(yàn)1:無線傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】在無線傳感器節(jié)點(diǎn)的單片機(jī)驅(qū)動代碼的基礎(chǔ)上，編寫傳感器數(shù)據(jù)采集程序，實(shí)現(xiàn)對溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算。【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】類別名稱所需數(shù)量（每組）物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備ZIGBEE無線空氣溫濕度傳感器1個(gè)【實(shí)驗(yàn)要求】（1）熟悉溫濕度傳感器工作原理；（2）熟悉溫濕度傳感器接口協(xié)議；（3）編寫溫濕度傳感器接口代碼；（4）實(shí)現(xiàn)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算，并驗(yàn)證采集結(jié)果的正確性?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、開發(fā)環(huán)境所需軟件JDK,Precision32IDE,MDK，J-link驅(qū)動（見理工學(xué)校實(shí)驗(yàn)/tool）.圖1-1所需要的軟件MDKJ.7jf]jdk-S-windowb-x64.exeMDKJ.7jf]jdk-S-windowb-x64.exe量JdnkARM^SOt.sip0’preci寫ionSS-deveiopimi&nt-ervironme.?.2014/1Q/142014/04/1313:3020H/04/2310^8201J/Ofi/D310:55文件矣時(shí)鐘好氏zip砥枝件應(yīng)用徨序工58挑3KB14,215K8417,316KQ2、MDK的安裝與注冊學(xué)過51的同學(xué)對MDK都不是太陌生，sim32也是用MDK編譯代碼。MDK對不同的內(nèi)核有不同的版本，這里用的是keilforARM4.7雙擊MDK進(jìn)行安裝，安裝過程需要填寫一些信息，這些可以隨便填寫，相信學(xué)過51單片機(jī)的同學(xué)都知道。一直點(diǎn)擊next直到安裝完成。MDK沒注冊代碼長度有2K的限制，代碼過大會報(bào)錯(cuò)，因此需要注冊。右擊MDK快捷方式圖標(biāo)，點(diǎn)擊以管理員身份運(yùn)行。點(diǎn)擊file->licensemanger...，打開注冊機(jī)，將CID復(fù)制到注冊機(jī)里，選擇ARM版本，生成注冊碼，將注冊面復(fù)制到licenseManagement中，點(diǎn)擊AddLIC按鈕，完成注冊。具體過程見DOC/MDK的安裝激活與使用。3、將SIM32官方庫復(fù)制到在C盤根目錄下。（工程里的庫文件用的是絕對路徑）。4、MDK的工程管理（向工程里面添加文件）在這里大家也許會有疑問，怎么用MDK建立工程，用MDK建立過程，設(shè)置項(xiàng)比較多。容易出錯(cuò)，因此不建議用MDK建立工程，SIM官方提供的有Precision32IDE可以建立MDK工程，IAR工程，不過安裝IDE之前需要安裝JDK，配置環(huán)境變量。IDE安裝之后，需要用郵箱注冊，過程比較繁瑣，因此不建議大家使用。有興趣的同學(xué)可以參考DOC/IDE的安裝。我們使用建立好的工程模版，只用在使用時(shí)向工程里面添加文件即可。添加文件有兩種方法。方法一：點(diǎn)擊工具欄工程管理圖標(biāo)進(jìn)入工程管理如圖

圖1-2MDK工程管理方法二：在MDK主頁面左邊project窗口工程名上右擊，點(diǎn)擊AddGroup,添加組。在組上右擊添加文件。在文件名上右擊選擇刪除問價(jià)。5、MDK的工程設(shè)置在工程模板基本上把工程的常用設(shè)置項(xiàng)已經(jīng)設(shè)置好了。在使用過程中只用改動少許設(shè)置。?Output設(shè)置在CreateHEXFile前面打勾（hex文件是燒寫向單片機(jī)燒寫的文件）圖1-3output設(shè)置?C/C++點(diǎn)擊IncludePath行尾的小按鈕，點(diǎn)擊圖中的新建，點(diǎn)擊行尾的小按鈕，將新加入工程中的文件的頭文件路徑包含里面。（編譯器根據(jù)這個(gè)路徑找到要包含的*.h文件路徑，不加進(jìn)去，不能順利編譯，會報(bào)錯(cuò)）。

Ukr "nfmiiflw,Mn.旺|TMj|>,i.|Ukr "nfmiiflw,Mn.旺|TMj|>,i.|Cefikvi|Ishjciim：UisrCCTrtMiO^：|l?yvIDi-O￡|HFRa1mMmTthFivtLfi?iE9KrOne-EIF貨Rmxxi圖1-4c/c++設(shè)置Debug設(shè)置（用J-link把節(jié)點(diǎn)和電腦相連，給節(jié)點(diǎn)上電）如圖所示。傳感器和網(wǎng)關(guān)全部用的是J-link轉(zhuǎn)SW）圖1-5Debug設(shè)置i-MMILiSXUtilities設(shè)置如圖。i-MMILiSX圖14Utilities設(shè)置6、J-link轉(zhuǎn)SWD的制作圖1-7是J-Link和SWD的示意圖，用杜邦線把相應(yīng)的引腳連接。ARM20-PinConnecter2VCC(opticnah4GN口6GND8GNO1CGNDL2GNDARM20-PinConnecter2VCC(opticnah4GN口6GND8GNO1CGNDL2GND14GND1GGND1SGND20GNDN/U3N/USSWDIO7SWCLK：$N/Ull□□□□□□□□□□□□□□□□1VCC2SWDED3SWCLK4RESET5SWOSEND圖1-7J-link轉(zhuǎn)SWD7、通用IO□輸入輸出控制通用IO口實(shí)驗(yàn)通常是單片機(jī)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)這里簡單介紹幾個(gè)函數(shù)a)單片機(jī)IO設(shè)置為上拉輸出函數(shù)SI32_PBSTD_A_set_pins_push_pull_output(SI32_PBSTD_1,0x0020)參數(shù)解釋，SI32_PBSTD_1代表的是P1端口0x0020代表的是第5個(gè)引腳。0x0020寫成二進(jìn)制是0000000000100000,第5位是1,因此表示的是第5個(gè)引腳。b)單片機(jī)IO輸出高電平SI32_PBSTD_A_write_pins_high(SI32_PBSTD_1,0x0020)c)單片機(jī)IO輸出低電平SI32_PBSTD_A_write_pins_low(SI32_PBSTD_1,0x0020)d)單片機(jī)IO設(shè)置為輸入SI32_PBSTD_A_set_pins_digital_input(SI32_PBSTD_1,0x0010)e)讀取引腳電平SI32_PBSTD_A_read_pin(SI32_PBSTD_1,2)參數(shù)解釋2表示的是第二個(gè)引腳，這里的定義和上面不一樣，在使用時(shí)要注意。8、溫濕度傳感器和單片機(jī)的接口溫濕度傳感器和單片機(jī)采用的是類似IIC的串行通信，和單片機(jī)相連如圖1-8所示VDD和GND是傳感器供電引腳。SCK是時(shí)鐘引腳，在通信這個(gè)過程中，SCK信號都是有單片機(jī)控制的。DATA是數(shù)據(jù)線，和單片機(jī)IO口相連。用于向傳感器發(fā)送指令和從單片機(jī)讀走數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿生效在時(shí)鐘是高電平時(shí)保持不變。在時(shí)鐘是低電平時(shí)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。接口如圖所示。圖1-8圖1-8溫濕度接口圖1-9開始信號單片機(jī)先向傳感器發(fā)送開始命令，然后開始通信，開始命令時(shí)序圖如圖所示。在SCK高電平時(shí)，將數(shù)據(jù)線拉低，在下一個(gè)時(shí)鐘高電平期間，將數(shù)據(jù)線拉高。開始信號發(fā)送完畢。再開始信號后是命令信號，命令信號包含3位地址位(只支持000)和5位命令位組成。傳感器在接收到Ibyte數(shù)據(jù)時(shí)(即第八個(gè)時(shí)鐘下降沿)將數(shù)據(jù)線拉低，表示數(shù)據(jù)正確接收。在九個(gè)下降沿被釋放。命令如下表。=======CodeOOOOx000110010100111CodeOOOOx000110010100111001100101x-1110x11110單片機(jī)在發(fā)機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘信號字節(jié)數(shù)據(jù)都要將數(shù)據(jù)線拉低給出應(yīng)答信號等哪據(jù)高位在前，低位在后。傳感器在測量結(jié)束和通信完畢后自動進(jìn)入休眠。具體操作見數(shù)據(jù)手冊。時(shí)序圖如圖1-10所示。圖1-10傳感器工作時(shí)序圖CommandReservedMeasureTemperatureMeasureRelativeHumidityReadStatusRegisterWriteStatusRegisterReservedSoftreset,resetstheinterface,clearsthe送完命令信號后，等待溫濕度傳感器測量完成U惟感器在轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)據(jù)線拉低。單片,1從溫濕度傳感器讀數(shù)鯽啜據(jù)包含2bytes的測量結(jié)果和Ibytes的校驗(yàn)。單片機(jī)在收到每8、計(jì)算公式溫度計(jì)算公式:T=d14-d2-SOTVDDdi(ftVDDdi(ftC)di(°F)5V-40.1W0.24V-39.8-39.63.5V-39.7-39.53V-39.6■39.32.5V-39.4-38.9濕度計(jì)算公式:SOtd2("C)出「F)14bit0.010.01812bit0.040.072RH岫的「二c〔+C??$0如+C3,S°rh(%RH)SOrhClC2C312bit-2.04680.0367-1.5955E-68bit-2.04680.5872-4.0845E-4RHm=Ck—25)?也+t2forJ+RH*SOrhtib12bit0.010.000088bit0.010.00128【實(shí)驗(yàn)步驟】1、建立開發(fā)工程；用MDK打開工程模板。2、把similar_i2C.c和similar_i2C.h加入到工程。將similar_i2c文件夾拷貝到工程模板目錄中。添加過程見前面工程管理在工程設(shè)置里面將頭文件路徑加入。3、調(diào)用similar」2c.e中函數(shù)，編寫溫度采集和濕度采集代碼在工程模板根目錄下建立sht1xx_sensor,在里面新建shtlxx.c和shtlxx.h空文件，將c加入到工程，將h文件加入到工程設(shè)置中編寫c文件。將c函數(shù)中可以被調(diào)用的函數(shù)在h文件中聲明。代碼見例程。數(shù)據(jù)采集流程圖：溫度采集：floatSHT15_temp_samp(){uint8_ttemp_data[3];floattemp=0;simliar_i2c_transstart(); //開啟傳感器similar_i2c_write_byte(0x06);〃設(shè)置寄存器寫模式similar_i2c_write_byte(0x01); 〃寫寄存器，設(shè)置精度8bitRH/12bitTempsimliar_i2c_transstart();//開啟傳感器similar_i2c_write_byte(0x03); 〃設(shè)置寫寄存器溫度測量模式SIMILAR_I2C_DATA_IN;delay_us(100000); 〃延時(shí)SIMILAR_I2C_DATA_OUT;temp_data[0]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_ACK);//讀第一個(gè)字節(jié)(高位)temp_data[1]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_ACK);//讀第二個(gè)字節(jié)(低位)temp_data[2]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_NOACK);〃讀校驗(yàn)碼temp=temp_data[0]*256+temp_data[1]; //12位溫度測量值returntemp;)濕度測量：floatSHT15_rh_samp(){uint8_tRH_data[3];floatrh=0;simliar_i2c_transstart();//開啟傳感器similar_i2c_write_byte(0x06); 〃設(shè)置寄存器寫模式similar_i2c_write_byte(0x00); 〃寫寄存器，設(shè)置精度I2bitRH/14bitTempsimliar_i2c_transstart();//開啟傳感器similar_i2c_write_byte(0x05); 〃設(shè)置寫寄存器濕度測量模式SIMILAR_I2C_DATA_IN;delay_us(100000); 〃延時(shí)SIMILAR_I2C_DATA_OUT;RH_data[0]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_ACK);//讀第一個(gè)字節(jié)(高位)RH_data[1]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_ACK);//讀第二個(gè)字節(jié)(低位)RH_data[2]=similar_i2c_read_byte(SIMILAR_I2C_NOACK);//讀校驗(yàn)碼rh=RH_d