物聯(lián)網(wǎng)實習報告

物聯(lián)網(wǎng)實習報告一、物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)“IOT：Internet

Of

Things”的概念最早是由美國麻省理工大學于1999年提出的。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別（RFID）技術(shù)等的物流網(wǎng)絡(luò)，是指將各種信息傳感設(shè)備，如RFID裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識別和管理。2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施實時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。二：物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)劃分與特征

1、感知層：全面感知、利用RFID、傳感器和二維碼等隨機地獲取物體的信息，包含物理層PHY和MAC層。

2、網(wǎng)絡(luò)層：可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。

3、應用層：智能處理，利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。三：物聯(lián)網(wǎng)的應用場合與典型案例

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領(lǐng)域。

例如：1、城市租賃自行車

在北京、上海、南京等地有不少“城市租賃車”網(wǎng)點，憑一張用戶ID卡，不到30秒就可以完成刷卡取車的全部過程，而還車也同樣簡單，這就是運用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在城市交通領(lǐng)域除交通卡之外的又一個應用創(chuàng)新。

2、與移動互聯(lián)結(jié)合的智能家居

智能家居使得物聯(lián)網(wǎng)的應用更加生活化，智能家居控制系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)遠程控制、搖控器控制、觸摸開關(guān)控制、自動報警和自動定時等功能，普通電工即可安裝，變更擴展和維護非常容易，個性化與智能化的家居環(huán)境帶給每個家庭不一樣的便捷體驗。

3、參與式城市建設(shè)息由傳感器產(chǎn)生、搜集，然后自動（可以是主動的也可以是被動的）上傳至某個區(qū)域節(jié)點或中心節(jié)點。而“參與式感知”則更加注重“人”的參與，數(shù)據(jù)由用戶創(chuàng)建、篩選或者控制，然后上傳。也就是說“參與式感知”以人為主，用戶出于個人或經(jīng)濟興趣，有意識的響應感知需求，用戶既是數(shù)據(jù)的提供者又是數(shù)據(jù)的消費者。五：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。物聯(lián)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應用。物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟的復蘇提供技術(shù)動力。作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命，物聯(lián)網(wǎng)涉及的領(lǐng)域越來越廣，其理念也日趨成熟，可尋址、可通信、可控制、泛在化與開放模式正逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的演進目標。而對于"

智慧城市"的建設(shè)而言，物聯(lián)網(wǎng)將信息交換延伸到物與物的范疇，價值信息極大豐富和無處不在的智能處理將成為城市管理者解決問題的重要手段。本次課程設(shè)計的zigbee技術(shù)具有短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率、低成本的特點。并且具有強大的組網(wǎng)功能，可以組成星型網(wǎng)、簇新網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)?？梢宰鳛閰f(xié)調(diào)節(jié)點、路由節(jié)點、終端節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。=1\*GB3①中斷方式控制LED外設(shè)實驗實驗目的了解CC2530的中斷系統(tǒng)工作原理，掌握CC2530相關(guān)中斷寄存器參數(shù)設(shè)置方法。掌握基于直接寄存器操作方式的中斷程序控制流程和處理步驟，并實現(xiàn)對外設(shè)的中斷控制。實驗設(shè)備硬件：計算機；ZT-EVB開發(fā)板套件；ZT-DEBUGGER仿真器；USB數(shù)據(jù)線；軟件：IAREmbeddedWorkbenchforMC-S51開發(fā)環(huán)境。實驗要求基于CC2530中斷系統(tǒng)工作原理I/O口寄存器配制方法，編寫I/O狀態(tài)控制的中斷處理程序。通過直接寄存器的中斷方式控制外設(shè)狀態(tài)改變，實現(xiàn)ZT-EVB開發(fā)板上LED外設(shè)的亮滅變化過程?；A(chǔ)知識實驗硬件接口電路；實驗所需寄存器配置；片內(nèi)寄存器PxSEl（x=1,2,0）用來設(shè)置I/O口為8位通用I/O口模式或者外設(shè)特殊功能I/O口模式。若要改變I/o口方向，需要設(shè)置寄存器PxDIR（x=0,1,2），當PxDIR的指定為設(shè)置為1時，對于引腳I/O口模式為“輸出”，設(shè)置為0時，I/O口模式設(shè)置為“輸出”。該實驗所用到的寄存器為P0IFG，用來監(jiān)測P0端口中斷狀態(tài)的標志寄存器；P00:1位端口0，通用I/0端口?？蓮腟FR位尋址。全功能模式電壓調(diào)節(jié)器數(shù)字核心處于工作狀態(tài)空閑模式出CPU核停止運行，其他與全功能相同PM1調(diào)節(jié)器數(shù)字核心工作，32KHZRCOSC運行PM2穩(wěn)壓器關(guān)閉，32KHZRCOSC運行PM3穩(wěn)壓器關(guān)閉，所以振蕩器都不運行SLEEPCMD和SLEEPSTA功能寄存器OSC32K_CALDIS0:使能32KHZRC振蕩器校準1：禁用32KHZRC振蕩器校準MODE[1:0]供電模式設(shè)置00：主動/空閑模式01：供電模式102：供電模式203：供電模式3PCON（0x87）-——供電模式寄存器7:1位未使用?？倢懽?0000000位供電模式控制。寫1到該位來，強制設(shè)備進入Sleepmode設(shè)置的供電模式。該位讀出來一直是0.注意：mode=0x00且IDLE=1將停止CPU內(nèi)核活動當CPU活動時，所有的使能中斷將清除這位，設(shè)備重新進入主動模式。實驗步驟實驗準備，完成ZT-EVB開發(fā)板硬件接口及相關(guān)配置。2、設(shè)計中斷方式流程圖，中斷開始中斷開始開始LEDLED初始化開中斷，燈D13亮在休眠在休眠模式下喚醒燈D14燈D14閃爍5次，掃描檢測KEY7是否按下，并做相應處理喚醒喚醒L燈D13L燈D13亮中斷結(jié)束進入PM3休眠中斷結(jié)束進入PM3休眠模式，熄滅燈D13，等待喚醒結(jié)束結(jié)束建立工程文件。啟動IAR，調(diào)試，下載并運行程序。調(diào)試過程：發(fā)現(xiàn)D13和D14總是同時亮滅，進過檢查發(fā)現(xiàn)D13和D14短路。故從別組借一塊開發(fā)板。六、實驗結(jié)果及思考1、ZT-EVB開發(fā)板上電后，燈D13亮，燈D14閃爍5次后，燈D13和燈D14都熄滅，當按下KEY0鍵后，燈D13亮，燈D14閃爍5次后，燈D13和燈D14都熄滅。2、在燈D14閃爍期間按下KEY7鍵，則燈D7狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，燈D14不閃爍，再按Key7，則燈dD7狀態(tài)不發(fā)生任何變化。3、當前運行效果與預期一致，程序正確。實驗成功。4、通過本實驗了解到zigbee的5種工作模式，并學會利用中斷功能完成體統(tǒng)低功耗休眠喚醒。=3\*GB3③RSSI無線通信實驗（路由器）一、實驗目的1、學習在協(xié)議棧中修改硬件驅(qū)動，并成功設(shè)置好串口的方法；2、學習協(xié)議棧的事件處理機制，創(chuàng)建并處理自己的事件；3、掌握協(xié)議棧中無線收發(fā)數(shù)據(jù)的處理機制。4、了解ZigBee無線信道的頻段分布特點及信道號與載波頻率間的關(guān)系。5、熟悉無線射頻寄存器（RF）的設(shè)置方法，了解射頻數(shù)據(jù)收發(fā)過程與信道設(shè)置的內(nèi)在聯(lián)系。6、了解通過直接寄存器操作方式實現(xiàn)無線信道設(shè)置的方法。二、實驗設(shè)備硬件：計算機；ZT-EVB開發(fā)板套件；ZT-DEBUGGER仿真器；USB數(shù)據(jù)線；軟件：IAREmbeddedWorkbenchforMC-S51開發(fā)環(huán)境；Z—Stack協(xié)議開發(fā)包；串口調(diào)試程序。三、實驗要求1、根據(jù)協(xié)議棧棧函數(shù)調(diào)用機制和寄存器操作方式實現(xiàn)RSSI無線通信實驗。2、屏蔽幀過濾功能。終端模塊B向中心節(jié)點協(xié)調(diào)器A透明傳輸數(shù)據(jù)包，協(xié)調(diào)器A接收終端B的數(shù)據(jù)后，讀取并處理RSSI值，將16進制的RSSI值運算結(jié)果轉(zhuǎn)換成字符形式，通過串口轉(zhuǎn)發(fā)至計算機并顯示。3、利用RSSI值衰減與距離的關(guān)系，計算通信節(jié)點的距離，通過改變終端B與協(xié)調(diào)器A的間距，觀察RSSI值的變化規(guī)律。4、根據(jù)RSSI值判斷空間干擾的強弱程度和數(shù)據(jù)執(zhí)行有效的條件。四、基礎(chǔ)知識1、串口通信與數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的基本知識UART串口通信模式提供全雙工傳送，接收器中的位同步不影響發(fā)送功能。傳送的一個UART字節(jié)中包含一個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個作為可選項第9位數(shù)據(jù)或奇偶校驗位再加1個或者2個停止位。雖然真實數(shù)據(jù)包含8位或9位，但是數(shù)據(jù)傳送只涉及一個字節(jié)。CC2530內(nèi)部集成兩個UART，每個UART有兩組可選的接口位置。2、依據(jù)協(xié)議棧任務事件處理機制建立通訊功能I、端點、簇、屬性及配置文件屬性是設(shè)備之間通訊數(shù)據(jù)的狀態(tài)描述，是反映物理特征或狀態(tài)的一個數(shù)據(jù)實體，多個屬性匯聚成簇，包含一個或者多個簇的代碼功能稱為端點。II、Z—Stack協(xié)議中，設(shè)備節(jié)點接收到Zigbee數(shù)據(jù)幀后，將根據(jù)該幀的目的端點去尋找該幀的任務，并調(diào)用相應的處理函數(shù)。RSSI的概念及信號的產(chǎn)生RSSI接收信號指示強度，是無線通訊中用來判斷鏈接質(zhì)量的重要參數(shù)，在無線電定位和無線電測距方便具有廣泛應用。實驗中，當接收無線數(shù)據(jù)包后，接收信號強度由硬件獲得，ZIGBEE芯片中的協(xié)處理器將RSSI值寫入CC2530的RSSI寄存器中，使之在接收完一幀數(shù)據(jù)后添加到接受幀中。自由空間模型假定無線信號的傳播環(huán)境為理想情況，在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間有一條沒有障礙的直線路徑。在發(fā)射機距離為D的情況下，接收機的信號強度RSSI測距采用簡化的Shadowing模型。Log（D）=（A-【RSSI】dbm）/10N利用該公式可以實現(xiàn)在組網(wǎng)中一終端設(shè)備的位置，實現(xiàn)定位追蹤等功能，還能用來檢測信號。路由路由五、實驗步驟實驗準備，完成ZT-EVB開發(fā)板硬件接口及相關(guān)配置。完成上電。設(shè)計AD采樣無線收發(fā)實驗流程圖開始（開始（路由器）開始（路由）初始化無線模塊等待其他初始化無線模塊等待其他模塊設(shè)備加入網(wǎng)路成功發(fā)送數(shù)據(jù)包發(fā)送數(shù)據(jù)包發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)包定時再次觸發(fā)發(fā)送定時再次觸發(fā)發(fā)送事件結(jié)束基于寄存器操作方式結(jié)束結(jié)束基于事件處理機制建立工程文件。啟動IAR，調(diào)試，下載并運行程序。I：修改IP地址；II：調(diào)用程序；III：打開工程文件，安裝TI的Z-Stack協(xié)議；VI：修改協(xié)議棧中串口4、觀測串口助手，并分析串口調(diào)試助手接收緩存區(qū)數(shù)據(jù)信息。六、實驗調(diào)試與實驗結(jié)果執(zhí)行上述過程后步驟后，在協(xié)調(diào)器串口助手上看到RSSi數(shù)據(jù)。增大路由器B板與協(xié)調(diào)器A板的距離觀察到RSSI值明顯變小，反之減小AB板距離發(fā)現(xiàn)RSSI值變大，與預期一致。關(guān)閉路由器電源，發(fā)現(xiàn)B板串口助手數(shù)據(jù)停止變化，說明信號中斷，實驗成功七、實驗總結(jié)本次RSSI無線通信實驗（路由器），我們組的開發(fā)板作為路由器進行數(shù)據(jù)發(fā)送，根據(jù)老師提供的程序，進行調(diào)試，完成了本次實驗。對無線信號傳輸?shù)墓ぷ鬟^程有了一定認識，雖然程序代碼看不明白，但大體上知道工程文件的組成，為以后完成項目的開發(fā)打下基礎(chǔ)。明白了在無線信號傳輸過程中的信道占用，分配，組網(wǎng)連接等過程。利用時序傳輸?shù)葘崿F(xiàn)多個路由一個協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸。物聯(lián)網(wǎng)實驗總結(jié)及個人體會：通過本次物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計，更深入了解了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及其廣泛的應用。不知不覺間，我們已經(jīng)享受了物聯(lián)網(wǎng)帶來的便利，待物聯(lián)網(wǎng)與個人移動通信系統(tǒng)完美結(jié)合并廣泛應用后，我們的生活將發(fā)生翻天覆地的變化，這極大地挑戰(zhàn)了人們的認知觀和世界觀。它被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。它與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合不僅擴展了互聯(lián)網(wǎng)的容量，增加了它的應用，更是為自己找到了一個良好的發(fā)展平臺，互聯(lián)網(wǎng)為物聯(lián)網(wǎng)將來的發(fā)展提供了廣闊的空間。

在本周進行的三個實驗使我對ZIGBEE的功能得到一定認識。我們學習利用IAR

Embedded

Wordbench軟件，建立工程，編寫、調(diào)試和下載程序，通過CC2530開發(fā)板的現(xiàn)象來分析程序的