無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件

無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)1無線傳感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵詞英文：WirelessSensorsNetworking傳感無線網(wǎng)絡(luò)無線傳感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵詞英文：WirelessSensorsN2概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和3無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件4課程內(nèi)容傳感技術(shù)應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用課程內(nèi)容傳感技術(shù)應(yīng)用5考核辦法平時成績：20%期末大作業(yè)：80%考核辦法平時成績：20%6Zigduino開發(fā)平臺Arduino體系優(yōu)點：易上手，可實現(xiàn)快速應(yīng)用單片機開發(fā)實質(zhì)：配置寄存器Zigduino開發(fā)平臺Arduino體系7硬件平臺硬件平臺8無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件9無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件10軟件平臺Eclipse，相比ArduinoIDE、KEIL、IARArduino程序特點軟件平臺Eclipse，相比ArduinoIDE、KEIL11Arduino核心庫函數(shù)和系統(tǒng)庫函數(shù)voidsetup()//初始化配置函數(shù)，在main函數(shù)中首先被執(zhí)行，只執(zhí)行一次voidloop()//無限循環(huán)函數(shù)delay()//延遲函數(shù)……Arduino核心庫函數(shù)和系統(tǒng)庫函數(shù)voidsetup()12Zigduino基礎(chǔ)實驗通用數(shù)字IO口點亮LED串口的使用ADC口光敏傳感器控制外部中斷點亮LED定時器的使用1602型LCD的應(yīng)用Zigduino基礎(chǔ)實驗通用數(shù)字IO口點亮LED13備料led電阻若干：150Ohm、10KOhm、2KOhm光敏電阻面包線按鍵開關(guān)備料led14常用傳感器驅(qū)動開發(fā)和應(yīng)用DHT11：溫濕度傳感器ADXL345：三軸加速度傳感器BH1750FVI：光照傳感器DS18B20：溫度傳感器常用傳感器驅(qū)動開發(fā)和應(yīng)用DHT11：溫濕度傳感器15單片機IO接口I/O口是輸入/輸出的簡寫，I/O口分數(shù)字I/O口和外設(shè)I/O口兩種。外設(shè)I/O口有ADC接口，TIMER接口（時鐘），中斷接口，I2C接口，串口等等。一個芯片的I/O口引腳是用于數(shù)字I/O口還是外設(shè)I/O口，可以通過寄存器配置進行選擇。單片機IO接口I/O口是輸入/輸出的簡寫，I/O口分數(shù)字I/16IO口實驗一第一步：

連接電路

數(shù)字IO口實驗一IO口實驗一第一步：數(shù)字IO口實驗一17IO口實驗一第二步：寫程序，新建名字叫IO1的工程項目；在setup()函數(shù)里面寫入：在loop()函數(shù)里面寫入：pinMode(3,OUTPUT);digitalWrite(3,HIGH);delay(1000);//延時1000msdigitalWrite(3,LOW);delay(1000);怎么理解delay()函數(shù)？就好像一個要走路的人在原地踏步！MCU一旦上電，根本停不下來IO口實驗一第二步：寫程序，新建名字叫IO1的工程項目；pi18Arduino包含的以下數(shù)字IO口庫函數(shù)voidpinMode(uint8_tpin,uint8_tmode)：設(shè)置管腳的方向，pin表示管腳的序號,mode表示方向，只能取INPUT，OUTPUT兩個值,如下面的代碼把管腳10設(shè)成輸入：pinMode(10,INPUT);voiddigitalWrite(uint8_tpin,uint8_tval)：設(shè)置管腳的數(shù)字電平,pin表示管腳的序號,value表示電平，只能取HIGH，LOW兩個值，如下面的代碼把管腳5設(shè)成高電平：digitalWrite(5,HIGH);intdigitalRead(uint8_tpin)：返回管腳的數(shù)字電平,pin表示管腳的序號,返回值只能是HIGH或LOW，如下面的代碼將返回管腳7的數(shù)字電平：val=digitalRead(7);Arduino包含的以下數(shù)字IO口庫函數(shù)voidpinMo19IO口實驗二電路連接IO口實驗二電路連接20新建IO2工程項目下載程序后，LED紅燈亮了。然后你用黑色導(dǎo)線的另外一端插入到GND即地，此時就可以發(fā)現(xiàn)燈滅了，因為3號引腳讀取的電平是低電平。（默認情況下管腳輸入的讀取值是高電平）#include"io2.h"voidsetup(){pinMode(3,OUTPUT);//配置3號數(shù)字引腳為輸出模式pinMode(1,INPUT);//配置1號數(shù)字引腳為輸入模式}voidloop(){if(digitalRead(1))//讀取1號引腳的電平判斷是否為高電平digitalWrite(3,HIGH);//將3號引腳的電平設(shè)置為高電平else//否則digitalWrite(3,LOW);//將3號引腳的電平設(shè)置為低電平}新建IO2工程項目下載程序后，LED紅燈亮了。然后你用黑色導(dǎo)21總結(jié)數(shù)字IO口既可以是輸入，也可以是輸出。但是無論是輸入還是輸出，它是都是數(shù)字型的，要么是0（零電壓LOW），要么是1（電源電壓HIGH）。當它為高電平即電源電壓，它相當于電源正極，但是它的輸出電流受限于單片機IO口。為低電平時，相當于GND即地?？偨Y(jié)數(shù)字IO口既可以是輸入，也可以是輸出。但是無論是輸入還是22(UART)串口：串行通信接口(UART)串口：串行通信接口23無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件24無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件25Zigduino里面

串口的英文單詞用Serial串口通信有兩個方向：發(fā)送和接收串口有一個參數(shù)：波特率，(單位是bps)即數(shù)據(jù)通信的傳輸速率。常用波特率數(shù)值有（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200bps）。通信的接收方需要設(shè)置與發(fā)送方一致的波特率才可以正確接收到數(shù)據(jù)。假定我們自己是單片機，單片機讀，是輸入；寫則是輸出。Zigduino里面

串口的英文單詞用Serial串口通信有26串口庫函數(shù)voidbegin(unsignedlongbaud):串口使能，并工作在數(shù)值為baud的波特率下，如下面的代碼啟動了UART，并工作在57600的波特率下：Serial.begin(57600);intavailable(void):返回串口緩沖區(qū)中有多少字節(jié)沒有讀取的數(shù)據(jù)；intread(void)：返回串口讀取到的當前數(shù)據(jù)，同時從緩沖區(qū)中刪除此數(shù)據(jù)；size_twrite(uint8_t)：往串口寫入一個字節(jié)；size_twrite(constchar*str)：往串口寫入一個字符串；size_twrite(constuint8_t*buffer,size_tsize)：往串口寫入一個字節(jié)數(shù)組的前面的大小為size的部分；print(data)：往串口寫入數(shù)據(jù)，可以是數(shù)字型的也可以是字符串；print(data,encoding)：往串口寫入格式化數(shù)值數(shù)據(jù)，encoding可以是十進制(DEC)，十六進制（HEX），八進制（OCT），二進制（BIN），字符（BYTE），如下面的輸出；Serial.print(75);//輸出"75"Serial.print(75,DEC);//輸出"75"Serial.print(75,HEX);//輸出"4B"Serial.print(75,OCT);//輸出"113"Serial.print(75,BIN);//輸出"1001011"Serial.print(75,BYTE);//輸出"K"，75代表的字符println(data)：和print(data)基本相同，不過在最后加上了回車換行。串口庫函數(shù)voidbegin(unsignedlong27串口實驗一：

Serial.print和Serial.write的區(qū)別inti=52;voidsetup(){Serial.begin(57600);}voidloop(){Serial.print(i);Serial.println();Serial.write(i);Serial.println();delay(1000);}Serial.print()打印的是原來的內(nèi)容；而Serial.write()打印出來的是ASCII碼值串口實驗一：

Serial.print和Serial.wri28串口實驗二：

實現(xiàn)單片機與計算機之間的串口通信臺式機也有串口，所以可以與單片機通信只需要usb線連接臺式機和單片機開發(fā)板就可以了用到AcessPort串口軟件這里程序的功能是將計算機發(fā)給單片機的數(shù)據(jù)發(fā)回給計算機串口實驗二：

實現(xiàn)單片機與計算機之間的串口通信臺式機也有串口29

思考：為什么這里Serial.write沒有打印出ASCII碼值？voidsetup(){Serial.begin(57600);}voidloop(){while(Serial.available())Serial.write(Serial.read());delay(1000);}

思考：為什么這里Serial.write沒有打印出ASCI30ADCADC，英文解釋為Analog-DigitConvert（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換），簡單意思是單片機可以讀取外部的模擬電壓值轉(zhuǎn)化成數(shù)字值。ADCADC，英文解釋為Analog-DigitConve31Zigduino一共有6個AD管腳即模擬輸入管腳為了實現(xiàn)Zigduino管腳的模擬輸入，我們需要了解最基本的AD采樣。所謂AD采樣就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在轉(zhuǎn)化的過程中需要關(guān)注采樣精度、采樣頻率和采樣范圍，對于Zigduino使用的Atmega128RFA1來說，它內(nèi)置的是10位的AD采樣精度，即采集出來的數(shù)值范圍是0-1023，采樣頻率則和應(yīng)用程序相關(guān)，但最快不能超過MCU的限制，采樣范圍表示的是允許的模擬信號的幅度。對于Atmega128RFA1來說，用戶可以選擇1.5V,1.6V,1.8V或任意外部輸入的在0-1.8V之間的電壓作為參考電壓，也是采樣的最高電壓,iDuino默認的采樣范圍是0-1.8V，用戶可以通過下面的函數(shù)來改變參考電壓：voidanalogReference(uint8_tmode)其中mode可選列表如下：INTERNAL1V5：1.5V內(nèi)部參考電壓；INTERNAL1V6：1.6V內(nèi)部參考電壓；DEFAULT：默認內(nèi)部1.8V參考電壓；EXTERNAL：通過AREF管腳輸入的外部參考電壓。Zigduino一共有6個AD管腳即模擬輸入管腳為了實現(xiàn)Zi32intanalogRead(uint8_tpin)：返回管腳的模擬電平,即AD采樣的結(jié)果，只能用在模擬管腳上，pin表示管腳的序號,返回值的范圍是0-1023，如下面的代碼將返回管腳A0的采樣結(jié)果：val=analogRead(A0);intanalogRead(uint8_tpin)：返回33在實際應(yīng)用中，對于某些溫敏、光敏、壓敏、熱敏傳感器來說，為了測出它們的電阻變化，必要的分壓電路也是必須的，下面是一個簡單的光敏測量電路:IO口D1拉高，相當于電源。為了使信號的輸入符合Zigduino的電壓采樣范圍，對信號進行必要的分壓是必須的。在實際應(yīng)用中，對于某些溫敏、光敏、壓敏、熱敏傳感器來說，為了34ADC實驗一：自動光感l(wèi)ed燈用到的元器件：電阻470歐姆一個，（左）用于限流。電阻2K歐姆一個，（右）用于分壓。10k光敏電阻一個Led一個導(dǎo)線5根ADC實驗一：自動光感l(wèi)ed燈用到的元器件：35程序intsensevalue=0;voidsetup(){pinMode(0,OUTPUT);pinMode(1,OUTPUT);Serial.begin(38400);}voidloop(){digitalWrite(0,HIGH);//供電sensevalue=analogRead(A1);//讀取ADC0口模擬值if(sensevalue>500)digitalWrite(1,HIGH);//當光線暗時，點亮led燈elsedigitalWrite(1,LOW);Serial.print(sensevalue);delay(1000);}串口可以調(diào)試你的程序，很方便程序intsensevalue=0;串口可以調(diào)試你的程序，36中斷Interrupt(INT)什么是中斷中斷的類型中斷三要素中斷作用中斷Interrupt(INT)什么是中斷37什么是中斷單片機暫停正在運行的程序，保存現(xiàn)場，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的程序，執(zhí)行完以后再返回斷點繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。這個過程就叫中斷。什么是中斷單片機暫停正在運行的程序，保存現(xiàn)場，自動38中斷的類型可分為：內(nèi)部中斷和外部中斷內(nèi)部中斷有：內(nèi)部定時器中斷、串口中斷、AD中斷、SPI中斷等。這些設(shè)備或者接口都集成在單片機內(nèi)部。外部中斷有：外部信號引起的中斷中斷的類型可分為：內(nèi)部中斷和外部中斷39中斷三要素中斷源：中斷產(chǎn)生的來源。中斷方式（外部中斷）：高電平、低電平、上升沿、下降沿等。中斷服務(wù)程序：中斷產(chǎn)生以后，單片機去執(zhí)行的程序。中斷三要素中斷源：中斷產(chǎn)生的來源。40中斷如何使用三個步驟：1.設(shè)置需要開啟的中斷源。2.設(shè)置中斷方式。3.編寫中斷服務(wù)程序。中斷如何使用三個步驟：41中斷的作用中斷使得單片機實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度，實時響應(yīng)。使用中斷，可以實現(xiàn)定時報警、外部中斷報警等功能。中斷的作用中斷使得單片機實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度，實時響應(yīng)。42中斷庫函數(shù)voidattachInterrupt(uint8_tinterruptNum,void(*userFunc)(void),intmode)其中的第一個參數(shù)表示Arduino中的中斷號，第二個參數(shù)是中斷處理函數(shù)名稱（需要用戶定義），第三個參數(shù)是中斷模式，就是什么情況下觸發(fā)中斷，一共有四種模式：LOW表示低電平觸發(fā)，CHANGE表示電平改變時觸發(fā)，RISING表示電平由低變高時觸發(fā)，F(xiàn)ALLING表示電平由高變低時觸發(fā)。voiddetachInterrupt(uint8_tinterruptNum)有些中斷是會持續(xù)產(chǎn)生的，如低電平產(chǎn)生的中斷，此時如果不加以控制，系統(tǒng)會陷入持續(xù)的中斷處理中，為此在處理中斷函數(shù)時首先需要把中斷禁止掉，detachInterrupt就是用于完成此目標，后面的唯一參數(shù)就是中斷號。中斷庫函數(shù)voidattachInterrupt(uint43外部中斷的中斷號與管腳號對照表中斷號INT0INT1INT2INT3INT4INT5INT6管腳號632122012外部中斷的中斷號與管腳號對照表中斷號INT0INT1INT244中斷實驗用一個按鍵開關(guān)連接到一個外部中斷口，當中斷觸發(fā)時就改變一次led燈的狀態(tài)中斷實驗用一個按鍵開關(guān)連接到一個外部中斷口，當中斷觸發(fā)時就改45代碼voidmyhanlder()//中斷服務(wù)程序{detachInterrupt(1);//關(guān)中斷digitalWrite(0,!digitalRead(0));//將led燈的狀態(tài)改變一次}voidsetup(){pinMode(0,OUTPUT);pinMode(3,INPUT_PULLUP);//將中斷口上拉}voidloop(){attachInterrupt(1,myhanlder,FALLING);//開中斷，設(shè)置中斷觸發(fā)方式為下降沿方式delay(1000);}attachInterrupt(1,myhanlder,FALLING)表示的是當由下降沿觸發(fā)的中斷1產(chǎn)生時系統(tǒng)會自動去執(zhí)行myhanlder函數(shù)，從而讓綠燈的狀態(tài)發(fā)生變化。代碼voidmyhanlder()//中斷服務(wù)程序att46擴展實驗將INT1的中斷觸發(fā)方式設(shè)置成低電平觸發(fā)，并實現(xiàn)當觸發(fā)中斷時打印出“interrupttriggered！”擴展實驗將INT1的中斷觸發(fā)方式設(shè)置成低電平觸發(fā)，并實現(xiàn)當觸47總計外部中斷總共有8個，它們可以組合起來使用。總計外部中斷總共有8個，它們可以組合起來使用。48定時/計數(shù)器定時器/計數(shù)器（Timer/Counter,TC）是一種計數(shù)裝置，若計數(shù)內(nèi)部的時鐘脈沖，可視為定時器；若計數(shù)外部的脈沖，可視為計數(shù)器。實質(zhì)都是計數(shù)。定時/計數(shù)器定時器/計數(shù)器（Timer/Counter,TC49定時器（Timer）定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的。不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部。每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每個機器周期計數(shù)器加1。定時器（Timer）定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的。不50定時器中斷定時器的應(yīng)用之一：設(shè)置內(nèi)部定時器中斷原理：專門有一個寄存器（8位或12位或16位）存放計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，加滿就產(chǎn)生計數(shù)溢出中斷。定時器中斷定時器的應(yīng)用之一：設(shè)置內(nèi)部定時器中斷51設(shè)置一個一秒一次的定時器中斷，改變一次led的狀態(tài)。定時器中斷設(shè)置一個一秒一次的定時器中斷，改變一次led的狀態(tài)。定時器中52TimerOne實例#include"TimerOne.h"voidcallback(){digitalWrite(3,!digitalRead(3));}voidsetup(){pinMode(3,OUTPUT);Timer1.initialize(500000);//初始化定時器1，設(shè)置中斷周期為半秒Timer1.attachInterrupt(callback);//設(shè)置一個定時器溢出中斷服務(wù)程序}voidloop(){//yourprogramhere...}TimerOne實例#include"TimerOne.h53對比用delay()對比用delay()54LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個55引腳1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：GND為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。引腳1602采用標準的16腳接口，其中：56字符集1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。字符集1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)57寫0x38設(shè)置為8-bit接口...寫0x06輸入方式設(shè)定寫0x0E開啟顯示屏寫0x01屏幕清空寫0x80設(shè)置顯示位置寫0x01屏幕清空寫0x8x或0xCx寫數(shù)據(jù)寫0x01或0x02屏幕清空，光標位置歸零或者新文字替換老文字寫數(shù)據(jù)寫0x38寫0x06寫0x0E寫0x01寫0x80寫0x0158無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件59ZIGBEE無線通信原理短距離、低功耗、低速率的無線組網(wǎng)通信技術(shù)可使用2.4~2.485G之間的16個頻段通信zigbeewifi頻段2.4G、900M等2.4G、5G等距離（最遠）300m20m數(shù)據(jù)通信速率250k10M/100MZIGBEE無線通信原理短距離、低功耗、低速率的無線組網(wǎng)通信60無線通信數(shù)據(jù)包格式包頭包類型目的地址源地址有效數(shù)據(jù)包結(jié)束1字節(jié)1字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)1-116字節(jié)1字節(jié)只有在同一頻段的無線節(jié)點之間才能進行數(shù)據(jù)收發(fā)。無線通信數(shù)據(jù)包格式包頭包類型目的地址源地址有效數(shù)據(jù)包結(jié)束1字61ZigduinoRadio庫使用說明1.初始化ZigduinoRadio庫voidbegin(intchan);以上函數(shù)必須在使用ZigduinoRadio之前調(diào)用。chan表示通訊頻段，取值范圍是11-26ZigduinoRadio庫使用說明1.初始化Zigdui62ZigduinoRadio庫使用說明2.發(fā)送數(shù)據(jù)包

發(fā)送數(shù)據(jù)有一般模式和精簡模式兩種，不管在何種模式下，都是以數(shù)據(jù)包為最小傳輸單位。在復(fù)雜模式下，發(fā)送數(shù)據(jù)需要三步：

開始發(fā)送voidbeginTransmission()；voidbeginTransmission(uint16_tdestaddress)；

寫入數(shù)據(jù)前，用戶必須調(diào)用beginTransmission方法，傳入?yún)?shù)表示目標地址，如果沒有參數(shù)，則表示發(fā)送廣播數(shù)據(jù)。寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)voidwrite(uint8_tc)；voidwrite(char*str)；voidwrite(uint8_t*arr,uint8_tlen)；

在一個數(shù)據(jù)包內(nèi)，用戶可以寫入多種數(shù)據(jù)，但802.15.4/c標準規(guī)定一個數(shù)據(jù)包的最大長度為128，再加上包頭9個字節(jié)和包尾2個字節(jié)的數(shù)據(jù)，實際的有效數(shù)據(jù)最大為128-9-2=116。結(jié)束發(fā)送voidendTransmission()；voidcancelTransmission()；用戶可以調(diào)用endTransmission真正發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以通過cancelTransmission取消數(shù)據(jù)發(fā)送。在精簡模式下，用戶只需調(diào)用以下方法即可：VoidsendFrame(uint16_tdestaddress,boolneedack,uint8_t*frm,uint8_tlen);其參數(shù)含義為目標地址，是否要求ack，數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)長度。ZigduinoRadio庫使用說明2.發(fā)送數(shù)據(jù)包633.接收數(shù)據(jù)包ZigduinoRadio自帶的接收處理方式和串口是一樣的，用緩沖區(qū)先把數(shù)據(jù)保存下來，等待用戶處理，此時，用戶可以使用的函數(shù)如下：int8_tavailable();返回緩沖區(qū)中有多少有效數(shù)據(jù)，不包括包頭包尾。int16_tread();讀取當前數(shù)據(jù)，并從緩沖區(qū)中刪除此數(shù)據(jù)，同樣，它實際的數(shù)據(jù)類型是uint8_t，如果返回值是-1則表示緩沖區(qū)中已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)。3.接收數(shù)據(jù)包64廣播發(fā)送方發(fā)出的數(shù)據(jù)包，目的地址為0xFFFF。接收方只要接收到廣播數(shù)據(jù)包，都將收下來。廣播發(fā)送方發(fā)出的數(shù)據(jù)包，目的地址為0xFFFF。65點對點收發(fā)實驗一一方發(fā)送：每秒發(fā)送一次字符'a'一次一方接收：接收發(fā)送過來的'a'，并通過串口打印出來。點對點收發(fā)實驗一一方發(fā)送：每秒發(fā)送一次字符'a'一次66廣播收發(fā)實驗二一方發(fā)送，發(fā)送的內(nèi)容是串口收到的數(shù)據(jù)一方接收，將發(fā)送的數(shù)據(jù)通過串口打印出來廣播收發(fā)實驗二一方發(fā)送，發(fā)送的內(nèi)容是串口收到的數(shù)據(jù)67廣播收發(fā)實驗三一方發(fā)送DHT11采集到的溫濕度數(shù)據(jù)，5秒一次。一方接收，并通過串口打印出來，并在LCD1602或者四位數(shù)碼管上顯示。廣播收發(fā)實驗三一方發(fā)送DHT11采集到的溫濕度數(shù)據(jù)，5秒一次68廣播收發(fā)實驗四一方采集模擬光敏電阻，當光線暗時將無線發(fā)命令給另一方使其亮燈。廣播收發(fā)實驗四一方采集模擬光敏電阻，當光線暗時將無線發(fā)命令給69無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)70無線傳感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵詞英文：WirelessSensorsNetworking傳感無線網(wǎng)絡(luò)無線傳感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵詞英文：WirelessSensorsN71概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和72無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件73課程內(nèi)容傳感技術(shù)應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用課程內(nèi)容傳感技術(shù)應(yīng)用74考核辦法平時成績：20%期末大作業(yè)：80%考核辦法平時成績：20%75Zigduino開發(fā)平臺Arduino體系優(yōu)點：易上手，可實現(xiàn)快速應(yīng)用單片機開發(fā)實質(zhì)：配置寄存器Zigduino開發(fā)平臺Arduino體系76硬件平臺硬件平臺77無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件78無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件79軟件平臺Eclipse，相比ArduinoIDE、KEIL、IARArduino程序特點軟件平臺Eclipse，相比ArduinoIDE、KEIL80Arduino核心庫函數(shù)和系統(tǒng)庫函數(shù)voidsetup()//初始化配置函數(shù)，在main函數(shù)中首先被執(zhí)行，只執(zhí)行一次voidloop()//無限循環(huán)函數(shù)delay()//延遲函數(shù)……Arduino核心庫函數(shù)和系統(tǒng)庫函數(shù)voidsetup()81Zigduino基礎(chǔ)實驗通用數(shù)字IO口點亮LED串口的使用ADC口光敏傳感器控制外部中斷點亮LED定時器的使用1602型LCD的應(yīng)用Zigduino基礎(chǔ)實驗通用數(shù)字IO口點亮LED82備料led電阻若干：150Ohm、10KOhm、2KOhm光敏電阻面包線按鍵開關(guān)備料led83常用傳感器驅(qū)動開發(fā)和應(yīng)用DHT11：溫濕度傳感器ADXL345：三軸加速度傳感器BH1750FVI：光照傳感器DS18B20：溫度傳感器常用傳感器驅(qū)動開發(fā)和應(yīng)用DHT11：溫濕度傳感器84單片機IO接口I/O口是輸入/輸出的簡寫，I/O口分數(shù)字I/O口和外設(shè)I/O口兩種。外設(shè)I/O口有ADC接口，TIMER接口（時鐘），中斷接口，I2C接口，串口等等。一個芯片的I/O口引腳是用于數(shù)字I/O口還是外設(shè)I/O口，可以通過寄存器配置進行選擇。單片機IO接口I/O口是輸入/輸出的簡寫，I/O口分數(shù)字I/85IO口實驗一第一步：

連接電路

數(shù)字IO口實驗一IO口實驗一第一步：數(shù)字IO口實驗一86IO口實驗一第二步：寫程序，新建名字叫IO1的工程項目；在setup()函數(shù)里面寫入：在loop()函數(shù)里面寫入：pinMode(3,OUTPUT);digitalWrite(3,HIGH);delay(1000);//延時1000msdigitalWrite(3,LOW);delay(1000);怎么理解delay()函數(shù)？就好像一個要走路的人在原地踏步！MCU一旦上電，根本停不下來IO口實驗一第二步：寫程序，新建名字叫IO1的工程項目；pi87Arduino包含的以下數(shù)字IO口庫函數(shù)voidpinMode(uint8_tpin,uint8_tmode)：設(shè)置管腳的方向，pin表示管腳的序號,mode表示方向，只能取INPUT，OUTPUT兩個值,如下面的代碼把管腳10設(shè)成輸入：pinMode(10,INPUT);voiddigitalWrite(uint8_tpin,uint8_tval)：設(shè)置管腳的數(shù)字電平,pin表示管腳的序號,value表示電平，只能取HIGH，LOW兩個值，如下面的代碼把管腳5設(shè)成高電平：digitalWrite(5,HIGH);intdigitalRead(uint8_tpin)：返回管腳的數(shù)字電平,pin表示管腳的序號,返回值只能是HIGH或LOW，如下面的代碼將返回管腳7的數(shù)字電平：val=digitalRead(7);Arduino包含的以下數(shù)字IO口庫函數(shù)voidpinMo88IO口實驗二電路連接IO口實驗二電路連接89新建IO2工程項目下載程序后，LED紅燈亮了。然后你用黑色導(dǎo)線的另外一端插入到GND即地，此時就可以發(fā)現(xiàn)燈滅了，因為3號引腳讀取的電平是低電平。（默認情況下管腳輸入的讀取值是高電平）#include"io2.h"voidsetup(){pinMode(3,OUTPUT);//配置3號數(shù)字引腳為輸出模式pinMode(1,INPUT);//配置1號數(shù)字引腳為輸入模式}voidloop(){if(digitalRead(1))//讀取1號引腳的電平判斷是否為高電平digitalWrite(3,HIGH);//將3號引腳的電平設(shè)置為高電平else//否則digitalWrite(3,LOW);//將3號引腳的電平設(shè)置為低電平}新建IO2工程項目下載程序后，LED紅燈亮了。然后你用黑色導(dǎo)90總結(jié)數(shù)字IO口既可以是輸入，也可以是輸出。但是無論是輸入還是輸出，它是都是數(shù)字型的，要么是0（零電壓LOW），要么是1（電源電壓HIGH）。當它為高電平即電源電壓，它相當于電源正極，但是它的輸出電流受限于單片機IO口。為低電平時，相當于GND即地?？偨Y(jié)數(shù)字IO口既可以是輸入，也可以是輸出。但是無論是輸入還是91(UART)串口：串行通信接口(UART)串口：串行通信接口92無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件93無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件94Zigduino里面

串口的英文單詞用Serial串口通信有兩個方向：發(fā)送和接收串口有一個參數(shù)：波特率，(單位是bps)即數(shù)據(jù)通信的傳輸速率。常用波特率數(shù)值有（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200bps）。通信的接收方需要設(shè)置與發(fā)送方一致的波特率才可以正確接收到數(shù)據(jù)。假定我們自己是單片機，單片機讀，是輸入；寫則是輸出。Zigduino里面

串口的英文單詞用Serial串口通信有95串口庫函數(shù)voidbegin(unsignedlongbaud):串口使能，并工作在數(shù)值為baud的波特率下，如下面的代碼啟動了UART，并工作在57600的波特率下：Serial.begin(57600);intavailable(void):返回串口緩沖區(qū)中有多少字節(jié)沒有讀取的數(shù)據(jù)；intread(void)：返回串口讀取到的當前數(shù)據(jù)，同時從緩沖區(qū)中刪除此數(shù)據(jù)；size_twrite(uint8_t)：往串口寫入一個字節(jié)；size_twrite(constchar*str)：往串口寫入一個字符串；size_twrite(constuint8_t*buffer,size_tsize)：往串口寫入一個字節(jié)數(shù)組的前面的大小為size的部分；print(data)：往串口寫入數(shù)據(jù)，可以是數(shù)字型的也可以是字符串；print(data,encoding)：往串口寫入格式化數(shù)值數(shù)據(jù)，encoding可以是十進制(DEC)，十六進制（HEX），八進制（OCT），二進制（BIN），字符（BYTE），如下面的輸出；Serial.print(75);//輸出"75"Serial.print(75,DEC);//輸出"75"Serial.print(75,HEX);//輸出"4B"Serial.print(75,OCT);//輸出"113"Serial.print(75,BIN);//輸出"1001011"Serial.print(75,BYTE);//輸出"K"，75代表的字符println(data)：和print(data)基本相同，不過在最后加上了回車換行。串口庫函數(shù)voidbegin(unsignedlong96串口實驗一：

Serial.print和Serial.write的區(qū)別inti=52;voidsetup(){Serial.begin(57600);}voidloop(){Serial.print(i);Serial.println();Serial.write(i);Serial.println();delay(1000);}Serial.print()打印的是原來的內(nèi)容；而Serial.write()打印出來的是ASCII碼值串口實驗一：

Serial.print和Serial.wri97串口實驗二：

實現(xiàn)單片機與計算機之間的串口通信臺式機也有串口，所以可以與單片機通信只需要usb線連接臺式機和單片機開發(fā)板就可以了用到AcessPort串口軟件這里程序的功能是將計算機發(fā)給單片機的數(shù)據(jù)發(fā)回給計算機串口實驗二：

實現(xiàn)單片機與計算機之間的串口通信臺式機也有串口98

思考：為什么這里Serial.write沒有打印出ASCII碼值？voidsetup(){Serial.begin(57600);}voidloop(){while(Serial.available())Serial.write(Serial.read());delay(1000);}

思考：為什么這里Serial.write沒有打印出ASCI99ADCADC，英文解釋為Analog-DigitConvert（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換），簡單意思是單片機可以讀取外部的模擬電壓值轉(zhuǎn)化成數(shù)字值。ADCADC，英文解釋為Analog-DigitConve100Zigduino一共有6個AD管腳即模擬輸入管腳為了實現(xiàn)Zigduino管腳的模擬輸入，我們需要了解最基本的AD采樣。所謂AD采樣就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在轉(zhuǎn)化的過程中需要關(guān)注采樣精度、采樣頻率和采樣范圍，對于Zigduino使用的Atmega128RFA1來說，它內(nèi)置的是10位的AD采樣精度，即采集出來的數(shù)值范圍是0-1023，采樣頻率則和應(yīng)用程序相關(guān)，但最快不能超過MCU的限制，采樣范圍表示的是允許的模擬信號的幅度。對于Atmega128RFA1來說，用戶可以選擇1.5V,1.6V,1.8V或任意外部輸入的在0-1.8V之間的電壓作為參考電壓，也是采樣的最高電壓,iDuino默認的采樣范圍是0-1.8V，用戶可以通過下面的函數(shù)來改變參考電壓：voidanalogReference(uint8_tmode)其中mode可選列表如下：INTERNAL1V5：1.5V內(nèi)部參考電壓；INTERNAL1V6：1.6V內(nèi)部參考電壓；DEFAULT：默認內(nèi)部1.8V參考電壓；EXTERNAL：通過AREF管腳輸入的外部參考電壓。Zigduino一共有6個AD管腳即模擬輸入管腳為了實現(xiàn)Zi101intanalogRead(uint8_tpin)：返回管腳的模擬電平,即AD采樣的結(jié)果，只能用在模擬管腳上，pin表示管腳的序號,返回值的范圍是0-1023，如下面的代碼將返回管腳A0的采樣結(jié)果：val=analogRead(A0);intanalogRead(uint8_tpin)：返回102在實際應(yīng)用中，對于某些溫敏、光敏、壓敏、熱敏傳感器來說，為了測出它們的電阻變化，必要的分壓電路也是必須的，下面是一個簡單的光敏測量電路:IO口D1拉高，相當于電源。為了使信號的輸入符合Zigduino的電壓采樣范圍，對信號進行必要的分壓是必須的。在實際應(yīng)用中，對于某些溫敏、光敏、壓敏、熱敏傳感器來說，為了103ADC實驗一：自動光感l(wèi)ed燈用到的元器件：電阻470歐姆一個，（左）用于限流。電阻2K歐姆一個，（右）用于分壓。10k光敏電阻一個Led一個導(dǎo)線5根ADC實驗一：自動光感l(wèi)ed燈用到的元器件：104程序intsensevalue=0;voidsetup(){pinMode(0,OUTPUT);pinMode(1,OUTPUT);Serial.begin(38400);}voidloop(){digitalWrite(0,HIGH);//供電sensevalue=analogRead(A1);//讀取ADC0口模擬值if(sensevalue>500)digitalWrite(1,HIGH);//當光線暗時，點亮led燈elsedigitalWrite(1,LOW);Serial.print(sensevalue);delay(1000);}串口可以調(diào)試你的程序，很方便程序intsensevalue=0;串口可以調(diào)試你的程序，105中斷Interrupt(INT)什么是中斷中斷的類型中斷三要素中斷作用中斷Interrupt(INT)什么是中斷106什么是中斷單片機暫停正在運行的程序，保存現(xiàn)場，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的程序，執(zhí)行完以后再返回斷點繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。這個過程就叫中斷。什么是中斷單片機暫停正在運行的程序，保存現(xiàn)場，自動107中斷的類型可分為：內(nèi)部中斷和外部中斷內(nèi)部中斷有：內(nèi)部定時器中斷、串口中斷、AD中斷、SPI中斷等。這些設(shè)備或者接口都集成在單片機內(nèi)部。外部中斷有：外部信號引起的中斷中斷的類型可分為：內(nèi)部中斷和外部中斷108中斷三要素中斷源：中斷產(chǎn)生的來源。中斷方式（外部中斷）：高電平、低電平、上升沿、下降沿等。中斷服務(wù)程序：中斷產(chǎn)生以后，單片機去執(zhí)行的程序。中斷三要素中斷源：中斷產(chǎn)生的來源。109中斷如何使用三個步驟：1.設(shè)置需要開啟的中斷源。2.設(shè)置中斷方式。3.編寫中斷服務(wù)程序。中斷如何使用三個步驟：110中斷的作用中斷使得單片機實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度，實時響應(yīng)。使用中斷，可以實現(xiàn)定時報警、外部中斷報警等功能。中斷的作用中斷使得單片機實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度，實時響應(yīng)。111中斷庫函數(shù)voidattachInterrupt(uint8_tinterruptNum,void(*userFunc)(void),intmode)其中的第一個參數(shù)表示Arduino中的中斷號，第二個參數(shù)是中斷處理函數(shù)名稱（需要用戶定義），第三個參數(shù)是中斷模式，就是什么情況下觸發(fā)中斷，一共有四種模式：LOW表示低電平觸發(fā)，CHANGE表示電平改變時觸發(fā)，RISING表示電平由低變高時觸發(fā)，F(xiàn)ALLING表示電平由高變低時觸發(fā)。voiddetachInterrupt(uint8_tinterruptNum)有些中斷是會持續(xù)產(chǎn)生的，如低電平產(chǎn)生的中斷，此時如果不加以控制，系統(tǒng)會陷入持續(xù)的中斷處理中，為此在處理中斷函數(shù)時首先需要把中斷禁止掉，detachInterrupt就是用于完成此目標，后面的唯一參數(shù)就是中斷號。中斷庫函數(shù)voidattachInterrupt(uint112外部中斷的中斷號與管腳號對照表中斷號INT0INT1INT2INT3INT4INT5INT6管腳號632122012外部中斷的中斷號與管腳號對照表中斷號INT0INT1INT2113中斷實驗用一個按鍵開關(guān)連接到一個外部中斷口，當中斷觸發(fā)時就改變一次led燈的狀態(tài)中斷實驗用一個按鍵開關(guān)連接到一個外部中斷口，當中斷觸發(fā)時就改114代碼voidmyhanlder()//中斷服務(wù)程序{detachInterrupt(1);//關(guān)中斷digitalWrite(0,!digitalRead(0));//將led燈的狀態(tài)改變一次}voidsetup(){pinMode(0,OUTPUT);pinMode(3,INPUT_PULLUP);//將中斷口上拉}voidloop(){attachInterrupt(1,myhanlder,FALLING);//開中斷，設(shè)置中斷觸發(fā)方式為下降沿方式delay(1000);}attachInterrupt(1,myhanlder,FALLING)表示的是當由下降沿觸發(fā)的中斷1產(chǎn)生時系統(tǒng)會自動去執(zhí)行myhanlder函數(shù)，從而讓綠燈的狀態(tài)發(fā)生變化。代碼voidmyhanlder()//中斷服務(wù)程序att115擴展實驗將INT1的中斷觸發(fā)方式設(shè)置成低電平觸發(fā)，并實現(xiàn)當觸發(fā)中斷時打印出“interrupttriggered！”擴展實驗將INT1的中斷觸發(fā)方式設(shè)置成低電平觸發(fā)，并實現(xiàn)當觸116總計外部中斷總共有8個，它們可以組合起來使用?？傆嬐獠恐袛嗫偣灿?個，它們可以組合起來使用。117定時/計數(shù)器定時器/計數(shù)器（Timer/Counter,TC）是一種計數(shù)裝置，若計數(shù)內(nèi)部的時鐘脈沖，可視為定時器；若計數(shù)外部的脈沖，可視為計數(shù)器。實質(zhì)都是計數(shù)。定時/計數(shù)器定時器/計數(shù)器（Timer/Counter,TC118定時器（Timer）定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的。不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部。每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每個機器周期計數(shù)器加1。定時器（Timer）定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的。不119定時器中斷定時器的應(yīng)用之一：設(shè)置內(nèi)部定時器中斷原理：專門有一個寄存器（8位或12位或16位）存放計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，加滿就產(chǎn)生計數(shù)溢出中斷。定時器中斷定時器的應(yīng)用之一：設(shè)置內(nèi)部定時器中斷120設(shè)置一個一秒一次的定時器中斷，改變一次led的狀態(tài)。定時器中斷設(shè)置一個一秒一次的定時器中斷，改變一次led的狀態(tài)。定時器中121TimerOne實例#include"TimerOne.h"voidcallback(){digitalWrite(3,!digitalRead(3));}voidsetup(){pinMode(3,OUTPUT);Timer1.initialize(500000);//初始化定時器1，設(shè)置中斷周期為半秒Timer1.attachInterrupt(callback);//設(shè)置一個定時器溢出中斷服務(wù)程序}voidloop(){//yourprogramhere...}TimerOne實例#include"TimerOne.h122對比用delay()對比用delay()123LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個124引腳1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：GND為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。引腳1602采用標準的16腳接口，其中：