物聯(lián)網(wǎng)工程與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告（理工類(lèi)）課程名稱(chēng)： 物聯(lián)網(wǎng)工程與應(yīng)用 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：15物聯(lián)網(wǎng)工程2班 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 所屬院部： 智控學(xué)院 指導(dǎo)教師： 2017 2018學(xué)年 第 一 學(xué)期 科技學(xué)院教務(wù)處制實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告原則上要求學(xué)生手寫(xiě)，要求書(shū)寫(xiě)工整。若因課程特點(diǎn)需打印的，要遵照以下字體、字號(hào)、間距等的具體要求。紙張一律采用A4的紙張。實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一至四項(xiàng)內(nèi)容為必填項(xiàng)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?；?shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過(guò)程；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。各院部可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)具體要求增加項(xiàng)目。填寫(xiě)注意事項(xiàng)（1）細(xì)致觀察，及時(shí)、準(zhǔn)確、如實(shí)記錄。（2）準(zhǔn)確說(shuō)明，層次清晰。（3）盡量采用

2、專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明事物。（4）外文、符號(hào)、公式要準(zhǔn)確，應(yīng)使用統(tǒng)一規(guī)定的名詞和符號(hào)。（5）應(yīng)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，嚴(yán)禁抄襲、復(fù)印，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分論處。實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改說(shuō)明實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改要及時(shí)、認(rèn)真、仔細(xì)，一律用紅色筆批改。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改成績(jī)采用百分制，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由各院部自行制定。實(shí)驗(yàn)報(bào)告裝訂要求實(shí)驗(yàn)批改完畢后，任課老師將每門(mén)課程的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以自然班為單位、按學(xué)號(hào)升序排列，裝訂成冊(cè)，并附上一份該門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)大綱。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)：多溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： x 實(shí)驗(yàn)日期： x 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私鈫慰偩€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(shí)驗(yàn)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(jī)一臺(tái) CC-DEBUG仿真器一臺(tái)（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序 串口調(diào)試軟件4.5三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟一、打開(kāi)工程文件1、 首先打開(kāi)D物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱zigbee傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)zigbee傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)源碼及其學(xué)生實(shí)驗(yàn)代碼學(xué)生傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)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(xué)生傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)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(xué)生傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)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(kāi)“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱zigbee傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)zigbee傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)源碼及其學(xué)生實(shí)驗(yàn)代碼學(xué)生傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)源碼學(xué)生傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)源碼ZStack-CC2

5、530-2.5.1a ProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步驟二、配置箱子號(hào)、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和信道號(hào)在工程中的TOOL/f8wConfig.cfg文件中修改箱子號(hào)、信道號(hào)和網(wǎng)絡(luò)號(hào)。我用的是37號(hào)箱，箱子號(hào)為37，信道號(hào)為15，網(wǎng)絡(luò)號(hào)為0x0037步驟三、添加底層ADC采集硬件驅(qū)動(dòng) 底層ADC驅(qū)動(dòng)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(yīng)用層任務(wù)處理函數(shù)（是實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)、也是zigbee的核心部分）在應(yīng)

6、用層任務(wù)處理函數(shù)的流程圖和解釋如下：圖1-2 應(yīng)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(yīng)用層添加zigbee無(wú)線接收數(shù)據(jù)的處理通過(guò)串口上傳數(shù)據(jù)步驟六、在傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)中添加熱電阻采集的信號(hào)處理傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)為Sensor_Perform(uint8 Choose)。在本實(shí)驗(yàn)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(yù)編譯定義中添加節(jié)點(diǎn)地址CHGQ=0x01，表示選中的終端設(shè)備是熱電阻采集節(jié)點(diǎn)（如下圖所示）。傳感器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)采集數(shù)據(jù)處理函數(shù)流程圖實(shí)驗(yàn)代碼如下：void Sensor_Perform(uint8 Choose)#if (defined CHGQ) float Temp; /臨時(shí)浮點(diǎn)變量 uint16 CaiJi;/臨時(shí)采集的16位變量 uint8 cnt; /計(jì)數(shù)變量 /無(wú)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(jiàn)1.3.1介紹 uint8 tep22;/無(wú)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(wú)線發(fā)送的幀頭 tep1=0xFD; /數(shù)據(jù)幀幀頭 tep2=0x0B; /數(shù)據(jù)長(zhǎng)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(diǎn)地址0x01：熱電阻 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x02：光照度 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x03：光電 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x04：加速度 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x05：天然氣 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x06：多溫度 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x07：位移 終端 /節(jié)點(diǎn)地址0x08：濕度 終端 memset(tep+6), 0xAA, 10 ); /未用字節(jié)默認(rèn)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(gè)#endif出現(xiàn)之前，對(duì)本實(shí)驗(yàn)中所有含有ADC采集的節(jié)點(diǎn)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(gè)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(hào)位，實(shí)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(gè)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(guò)平滑濾波后，保存在變量CaiJi中。 /以下程序在下邊

12、第一個(gè)#endif出現(xiàn)之前，只對(duì)熱電阻節(jié)點(diǎn)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(shí)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(diǎn)數(shù)據(jù)處理結(jié)束 SrcSaddr = NLME_GetCoordShortAddr();/讀取本地節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)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(diǎn)為路由器 #endif #ifdef DT_RFD tep20= 'E' /節(jié)點(diǎn)為終端 #endif for(cnt=0;cnt<20;cnt+) tep21=tepcnt; /校驗(yàn) /zigbee無(wú)線發(fā)送函數(shù)可參考“zigbee通信實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)” SendData(0x0000,

14、tep, 22);/通過(guò)zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將節(jié)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)： 看門(mén)狗實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 1518 實(shí)驗(yàn)日期： 2017/11/24 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆誄C2530單片機(jī)看門(mén)狗使用方法。測(cè)試看門(mén)狗在單片機(jī)系統(tǒng)中的作用。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備（1）硬件設(shè)備 光照度節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)板； CC2530模塊； CC2530仿

15、真器； PC機(jī)一臺(tái)。（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench for 8051 8.10三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)主要掌握CC2530 的看門(mén)狗定時(shí)器的使用方法。看門(mén)狗,又叫 watchdog timer,是一個(gè)定時(shí)器，看門(mén)狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說(shuō)程序跑飛。當(dāng)軟件在選定的時(shí)間間隔內(nèi)不能置位看門(mén)狗定時(shí)器(WDT)，WDT就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。這樣可以保證單片機(jī)在惡劣應(yīng)用環(huán)境中可靠工作。 WDT可以配置成一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器或一個(gè)通用定時(shí)器，WDT 包括一個(gè) 15 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它的頻率由 32.768KHz 的晶振決定。實(shí)驗(yàn)相關(guān)寄存器WDCTL(詳細(xì)情況可以參考 CC2530

16、Datasheet.PDF)。寄存器功能說(shuō)明WDCTL(0xC9)看門(mén)狗定時(shí)器控制寄存器Bit7:Bit4 清除計(jì)數(shù)器值。在看門(mén)狗模式下，如果此四位在一個(gè)看門(mén)狗周期內(nèi)先后寫(xiě)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(mén)狗模式 11 定時(shí)器模式 Bit1:Bit0 看門(mén)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(shí)驗(yàn)代碼實(shí)現(xiàn)在不喂狗的狀態(tài)下，系統(tǒng)不斷復(fù)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(shí)驗(yàn)過(guò)程1、硬件連接本實(shí)驗(yàn)需使用CC2530模塊、光照度節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)板、CC2530仿真器、PC機(jī)一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將CC2530仿真器插入PC機(jī)的任何一個(gè)USB口；CC2530模塊插在光照度節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)板上。實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接如下圖所示：2、下載驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)代碼如下：#include<iocc2530.h>#define uint unsigned int#define RLED P1_0#define GLED P1_1/看門(mén)狗函數(shù)void Init_WatchDog(void)WDCTL = 0x00; / 看門(mén)狗模式，復(fù)位時(shí)間1S，WDCTL |= 0x08; / 啟動(dòng)看門(mén)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(chēng): 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(mén)狗 GLED=0; / 開(kāi)機(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)：步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 4 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 1518 實(shí)驗(yàn)日期： 2017/12/1 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、熟練掌握無(wú)線數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用2、掌握步進(jìn)電機(jī)的硬件驅(qū)動(dòng)原理3、在zigbee協(xié)議棧中添加步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序4、掌握串口在zigb

20、ee協(xié)議棧中的底層驅(qū)動(dòng)二、實(shí)驗(yàn)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(tái)（2）軟件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版 PL2303-USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序 串口調(diào)試軟件4.5三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的功能框圖如圖5-1所示。圖5-1 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)功能框圖四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、首先打開(kāi)“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱模擬量仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M量仿真實(shí)驗(yàn)代碼步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)”文件夾。2、將“步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)箱模擬量仿真實(shí)驗(yàn)

21、模擬量仿真實(shí)驗(yàn)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(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)”文件夾下的SampleApp.c文件拷貝到D物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱模擬量仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M量仿真實(shí)驗(yàn)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(kāi)“D物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱模擬量仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M量仿真實(shí)驗(yàn)代碼ZStack-CC2530-2.5.1aProjectszstackSa

22、mplesSampleAppCC2530DB”中的SampleApp.eww工程。步驟二、配置箱子號(hào)、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和信道號(hào)我們組是37號(hào)箱，箱子號(hào)為37，信道號(hào)為15，網(wǎng)絡(luò)號(hào)為0x0037。步驟三、添加底層ADC采集硬件驅(qū)動(dòng)底層ADC驅(qū)動(dòng)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(yīng)用層任務(wù)處理函數(shù)在應(yīng)用層任務(wù)處理函數(shù)的流程圖和解釋如下：1. 無(wú)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(jī)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(diǎn)發(fā)送控制命令4. 通過(guò)串口將網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送到PC機(jī)或網(wǎng)關(guān)HalUARTWrite( 0, tep,21 );步驟五、在應(yīng)用層添加zigbee無(wú)線接收數(shù)據(jù)的處理ZigBee無(wú)線接收函數(shù)的原理可以參照“zigbee通信實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”，這里只在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用層任務(wù)處理函數(shù)添加無(wú)線接收數(shù)據(jù)處理函數(shù)Sample