基于zigbee的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)類型： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 專業(yè)班級(jí)： 院（部）： 2016年12月31日填寫說明1.該實(shí)習(xí)報(bào)告適用于本校全日制本科生的各類實(shí)習(xí)教學(xué)活動(dòng)。2.實(shí)習(xí)類型應(yīng)嚴(yán)格按照教學(xué)任務(wù)規(guī)定的名稱填寫。3.實(shí)習(xí)報(bào)告裝訂順序?yàn)椋悍饷?、填寫說明、實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定表、實(shí)習(xí)報(bào)告正文。4.實(shí)習(xí)報(bào)告正文應(yīng)包含以下內(nèi)容：實(shí)習(xí)目的實(shí)習(xí)單位概況實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程實(shí)習(xí)總結(jié)及體會(huì)要求實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)、條理清楚、重點(diǎn)突出、邏輯性強(qiáng)，著重寫出對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容的分析與總結(jié)、體會(huì)和感受，特別是自己所學(xué)的專業(yè)理論與實(shí)踐的結(jié)合與對(duì)照。實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日實(shí)訓(xùn)報(bào)

2、告正文一、實(shí)訓(xùn)目的:1.了解物聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用；2.了解無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的概念及應(yīng)用；3.掌握基于Zigbee的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)；4.學(xué)習(xí)并使用CC2530核心板；5.通過進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)；二、實(shí)訓(xùn)原理簡(jiǎn)述:1.物聯(lián)網(wǎng)的概念:物聯(lián)網(wǎng)的概念最初在1999年提出：即通過射頻識(shí)別（RFID）(RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互

3、動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。其在2011年的產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過2600億元人民幣。構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)五個(gè)層級(jí)的支撐層、感知層、傳輸層、平臺(tái)層，以及應(yīng)用層分別占物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸層參與廠商眾多，成為產(chǎn)業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的領(lǐng)域。2.CC2530簡(jiǎn)介:CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

4、。CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其它強(qiáng)大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。CC2530 具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。CC2530F256 結(jié)合了德州儀器的業(yè)界領(lǐng)先的黃金單元ZigBee 協(xié)議棧（Z-Stack），提供了一個(gè)強(qiáng)大和完整的ZigBee 解決方案。CC2530F64 結(jié)合了德州儀器的黃金單元RemoTI，更好地提供了一

5、個(gè)強(qiáng)大和完整的ZigBee RF4CE 遠(yuǎn)程控制解決方案。3. 傳感器介紹：DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵 吸附式，不銹鋼封裝式，主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜 溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各 種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù) 字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：1. CC2530 按鍵控制流水燈：1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)、通過實(shí)驗(yàn)掌握 CC2530芯片 GPIO的配置方法 2)、握 Led驅(qū)動(dòng)電路及開

6、關(guān) Led的原理 3)、掌握檢測(cè)按鍵的方法 2實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件：PC 機(jī)一臺(tái) ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 線） 一套軟件：2000/XP/win7 系統(tǒng)，IAR 8.10 集成開發(fā)環(huán)境3.實(shí)驗(yàn)相關(guān)電路圖發(fā)光二極管是屬于二極管的一種，具有二級(jí)管單向?qū)щ娞匦?，即只有在正向電壓（二極管的 正極接正，負(fù)極接負(fù)）下才能導(dǎo)通發(fā)光。P1.0引腳接發(fā)光二極管(D1)的負(fù)極,所以 P1.0引腳輸出低 電平 D1亮，P1.0引腳輸出高電平 D1熄滅,D2,D3同理。按鍵 S1接在 P0_1上，當(dāng)按鍵松開時(shí)，p0_1通過電阻上拉為高電平，當(dāng)按鍵 S1按下時(shí)，p0_1 為低電平。 2. 溫度傳感器 DS

7、18B20 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1. 掌握溫度傳感器使用 2. 掌握點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊 3. 掌握 DS18B20 移植方法 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象： 終端獲得 DS18B20 傳感器的數(shù)據(jù)，無(wú)線傳輸給協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器再通過串口發(fā)給電腦串口調(diào)試 助手顯示。協(xié)調(diào)器、終端通過串口輸出，LCD 也同步刷新。 實(shí)驗(yàn)詳解： 我們?cè)诨A(chǔ)實(shí)驗(yàn)已能驅(qū)動(dòng) DS18B20，現(xiàn)在的工作就是把 DS18B20 移植到協(xié)議棧 Zstack 上。 我們加在點(diǎn)播例子中，實(shí)現(xiàn)無(wú)線溫度采集。使用點(diǎn)播進(jìn)終端設(shè)備有針對(duì)性地發(fā)送數(shù)據(jù)給指定設(shè) 備，不像廣播和組播可能會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余。 3.串口通訊-發(fā)送字符串 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1）、通過實(shí)驗(yàn)掌握 CC2530 芯片串口配

8、置與使用2）、觀察 D2 串口發(fā)送指示燈的變化，每發(fā)送一串字符閃一次 注：嵌入式開發(fā)中，當(dāng)程序能跑起來(lái)后，串口是第一個(gè)要跑起來(lái)的設(shè)備，所有的工作狀態(tài)， 交互信息都會(huì)從串口輸出。我們用的是世界上最好的串口芯片 FT232，高級(jí) USB串口線都用該芯 片。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件：PC 機(jī)一臺(tái) ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 線） 一套 軟件：2000/XP/win7 系統(tǒng)，IAR 8.10 集成開發(fā)環(huán)境、串口助手 3.實(shí)驗(yàn)相關(guān)電路P0_2、P0_3 配置為外設(shè)功能時(shí)：P0_2 為 RX， P0_3 為 TX. USART0 和 USART1 是串行通信 接口，它們能夠分別運(yùn)行于異步 UA

9、RT 模式或者同步 SPI 模式。兩個(gè) USART 具有同樣的功能， 可以設(shè)置在單獨(dú)的 I/O 引腳。此種串口設(shè)計(jì)是沒有流控功能的。CC2530 配置串口的一般步驟： 1、配置 IO，使用外部設(shè)備功能。此處配置 P0_2 和 P0_3 用作串口 UART02、配置相應(yīng)串口的控制和狀態(tài)寄存器。 3、配置串口工作的波特率。4. 光敏和熱敏傳感器 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)通過實(shí)驗(yàn)掌握 CC2530 芯片 GPIO 的配置方法 2)掌握光敏和熱敏傳感器在協(xié)議棧的用法 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件：PC 機(jī)一臺(tái) ZB2530（底板、核心板、USB 線） 兩套 仿真器一個(gè) 光敏傳感器一個(gè) 軟件：2000/XP/win7

10、系統(tǒng)，IAR 8.10 集成開發(fā)環(huán)境 3. 接線方法： 1)、VCC:接電源正極（3V3） 2)、GND:接電源負(fù)極 3)、DO:TTL 開關(guān)信號(hào)輸出 4)、AO:模擬信號(hào)輸出(懸空沒有使用) 4實(shí)驗(yàn)相關(guān)寄存器 仔細(xì)核對(duì)引腳后將傳感器插到 J8光敏傳感器、熱敏傳感器、氣體傳感器、一氧化碳傳感器、 酒精傳感器等共用 P0.5 引腳，不過配置不同，使用光敏傳感器、熱敏傳感器、氣體傳感器、一氧 化碳傳感器、酒精傳感器時(shí)配置成輸入引腳。5. 無(wú)線傳輸質(zhì)量檢測(cè) 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1).誤包率檢測(cè) 2).掌握實(shí)驗(yàn)下載、測(cè)試的方法 3).串口發(fā)送函數(shù) 此實(shí)驗(yàn)不帶zigbee協(xié)議棧，只是感覺一下無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸過程

11、 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件：PC機(jī)一臺(tái)、ZIGBEE網(wǎng)關(guān)、ZIGBEE節(jié)點(diǎn)、仿真器一個(gè) 軟件：2000/XP/win7系統(tǒng)，IAR8.10集成開發(fā)環(huán)境 3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 和無(wú)線點(diǎn)燈一樣，一個(gè)ZIGBEE網(wǎng)關(guān)A定義為發(fā)射模塊，另一個(gè)ZIGBEE終端B定義為接收 模塊。接收模塊通過串口不斷發(fā)數(shù)據(jù)到PC機(jī)上顯示當(dāng)前的誤包率、RSSI值和接收到數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)。6.廣播組網(wǎng)-無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1. 掌握串口的使用 2. 掌握協(xié)調(diào)器和終端通訊過程 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象： 終端發(fā)“”協(xié)調(diào)器收到后通過串口發(fā)給電腦，串口調(diào)試助手顯示接收到的字符串7. 組播組網(wǎng)-多終端控制協(xié)調(diào)器 LED 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1.實(shí)驗(yàn)多終端通訊 2.實(shí)現(xiàn)

12、組播組網(wǎng)通訊，協(xié)調(diào)器不響應(yīng)其它組發(fā)過來(lái)的數(shù)據(jù) 3.掌握 Led 開關(guān) 提示：由于組播組網(wǎng)需要三個(gè)節(jié)點(diǎn)才能真正完成此實(shí)驗(yàn)，一個(gè)協(xié)調(diào)器，兩個(gè)終端。如果只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)就只能完成部分內(nèi)容了，但是沒關(guān)系多一個(gè)節(jié)點(diǎn)也就是多一個(gè)終端而已。其實(shí)代碼并不 復(fù)雜，看看代碼也就清楚組播組網(wǎng)是怎么回事了。 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象： 三個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)做協(xié)調(diào)器，另外兩個(gè)節(jié)點(diǎn)做終端。按終端 S1 鍵時(shí)，協(xié)調(diào)器 Led2 狀態(tài)改 變同時(shí)終端自身的 Led2 狀態(tài)也改變，提示發(fā)送成功。修改其中一個(gè)終端的組編號(hào)，編譯下載后， 按此終端 S1 鍵時(shí)，此時(shí)看協(xié)調(diào)器 Led2 狀態(tài)是否會(huì)改變。 四、實(shí)訓(xùn)總結(jié)：時(shí)光飛逝，為期十天的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)結(jié)束了。通過這次實(shí)訓(xùn)，我獲得了許多知識(shí)，而且這些知識(shí)是書本之外的，更難能可貴的是這次實(shí)訓(xùn)鍛煉了我的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了理論要與實(shí)際相結(jié)合的方法。在這次實(shí)訓(xùn)中，從最初的迷茫到現(xiàn)在的恍然大悟，我悟出了一個(gè)道理，那就是我們對(duì)一個(gè)新事物的理解需要一個(gè)過程，這個(gè)過程是曲折艱辛的，道路是迂回上升的，但是只要我們腳踏實(shí)地，我們最終會(huì)體會(huì)其中的真諦。實(shí)訓(xùn)中可能會(huì)存在許多的問題，這些問題可能是不小心而導(dǎo)致，也可能是自己不會(huì)，我們應(yīng)當(dāng)盡量的減少不小心而導(dǎo)致的錯(cuò)誤，最好是杜絕。有些問題可能真的是我們不會(huì)，當(dāng)遇到這些問題時(shí)，我都會(huì)去看別人是