基于zigbee的物聯(lián)網(wǎng)實訓報告

1、學生實習報告實習類型： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 專業(yè)班級： 院（部）： 2016年12月31日填寫說明1.該實習報告適用于本校全日制本科生的各類實習教學活動。2.實習類型應嚴格按照教學任務規(guī)定的名稱填寫。3.實習報告裝訂順序為：封面、填寫說明、實習成績評定表、實習報告正文。4.實習報告正文應包含以下內(nèi)容：實習目的實習單位概況實習內(nèi)容及過程實習總結(jié)及體會要求實習報告內(nèi)容詳實、條理清楚、重點突出、邏輯性強，著重寫出對實習內(nèi)容的分析與總結(jié)、體會和感受，特別是自己所學的專業(yè)理論與實踐的結(jié)合與對照。實習成績評定表學生姓名： 學號： 專業(yè)班級： 指導教師評語：成績： 指導教師： 年 月 日實訓報

2、告正文一、實訓目的:1.了解物聯(lián)網(wǎng)的概念及應用；2.了解無線傳感網(wǎng)絡的概念及應用；3.掌握基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡的設計；4.學習并使用CC2530核心板；5.通過進一步學習掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識；二、實訓原理簡述:1.物聯(lián)網(wǎng)的概念:物聯(lián)網(wǎng)的概念最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）(RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。簡而言之，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備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互

3、動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、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)五個層級的支撐層、感知層、傳輸層、平臺層，以及應用層分別占物聯(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)中競爭最為激烈的領域。2.CC2530簡介:CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應用的一個真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡節(jié)點

4、。CC2530 結(jié)合了領先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其它強大的功能。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 具有不同的運行模式，使得它尤其適應超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。CC2530F256 結(jié)合了德州儀器的業(yè)界領先的黃金單元ZigBee 協(xié)議棧（Z-Stack），提供了一個強大和完整的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、個強大和完整的ZigBee RF4CE 遠程控制解決方案。3. 傳感器介紹：DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵 吸附式，不銹鋼封裝式，主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜 溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各 種非極限溫度場合。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備數(shù) 字測溫和控制領域。三、實訓內(nèi)容：1. CC2530 按鍵控制流水燈：1實驗目的 1)、通過實驗掌握 CC2530芯片 GPIO的配置方法 2)、握 Led驅(qū)動電路及開

6、關(guān) Led的原理 3)、掌握檢測按鍵的方法 2實驗設備 硬件：PC 機一臺 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.實驗相關(guān)電路圖發(fā)光二極管是屬于二極管的一種，具有二級管單向?qū)щ娞匦?，即只有在正向電壓（二極管的 正極接正，負極接負）下才能導通發(fā)光。P1.0引腳接發(fā)光二極管(D1)的負極,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，當按鍵松開時，p0_1通過電阻上拉為高電平，當按鍵 S1按下時，p0_1 為低電平。 2. 溫度傳感器 DS

7、18B20 實驗目的： 1. 掌握溫度傳感器使用 2. 掌握點對點通訊 3. 掌握 DS18B20 移植方法 實現(xiàn)現(xiàn)象： 終端獲得 DS18B20 傳感器的數(shù)據(jù)，無線傳輸給協(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。 實驗詳解： 我們在基礎實驗已能驅(qū)動 DS18B20，現(xiàn)在的工作就是把 DS18B20 移植到協(xié)議棧 Zstack 上。 我們加在點播例子中，實現(xiàn)無線溫度采集。使用點播進終端設備有針對性地發(fā)送數(shù)據(jù)給指定設 備，不像廣播和組播可能會造成數(shù)據(jù)冗余。 3.串口通訊-發(fā)送字符串 1.實驗目的 1）、通過實驗掌握 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，當程序能跑起來后，串口是第一個要跑起來的設備，所有的工作狀態(tài)， 交互信息都會從串口輸出。我們用的是世界上最好的串口芯片 FT232，高級 USB串口線都用該芯 片。 2.實驗設備 硬件：PC 機一臺 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.實驗相關(guān)電路P0_2、P0_3 配置為外設功能時：P0_2 為 RX， P0_3 為 TX. USART0 和 USART1 是串行通信 接口，它們能夠分別運行于異步 UA

9、RT 模式或者同步 SPI 模式。兩個 USART 具有同樣的功能， 可以設置在單獨的 I/O 引腳。此種串口設計是沒有流控功能的。CC2530 配置串口的一般步驟： 1、配置 IO，使用外部設備功能。此處配置 P0_2 和 P0_3 用作串口 UART02、配置相應串口的控制和狀態(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.實驗目的 1)通過實驗掌握 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.實驗設備 硬件：PC 機一臺 ZB2530（底板、核心板、USB 線） 兩套 仿真器一個 光敏傳感器一個 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:接電源負極 3)、DO:TTL 開關(guān)信號輸出 4)、AO:模擬信號輸出(懸空沒有使用) 4實驗相關(guān)寄存器 仔細核對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、酒精傳感器時配置成輸入引腳。5. 無線傳輸質(zhì)量檢測 1.實驗目的 1).誤包率檢測 2).掌握實驗下載、測試的方法 3).串口發(fā)送函數(shù) 此實驗不帶zigbee協(xié)議棧，只是感覺一下無線點對點傳輸過程

11、 2.實驗設備 硬件：PC機一臺、ZIGBEE網(wǎng)關(guān)、ZIGBEE節(jié)點、仿真器一個 軟件：2000/XP/win7系統(tǒng)，IAR8.10集成開發(fā)環(huán)境 3.實驗現(xiàn)象 和無線點燈一樣，一個ZIGBEE網(wǎng)關(guān)A定義為發(fā)射模塊，另一個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機上顯示當前的誤包率、RSSI值和接收到數(shù)據(jù)包的個數(shù)。6.廣播組網(wǎng)-無線數(shù)據(jù)傳輸 實驗內(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 實驗內(nèi)容： 1.實驗多終端通訊 2.實現(xiàn)

12、組播組網(wǎng)通訊，協(xié)調(diào)器不響應其它組發(fā)過來的數(shù)據(jù) 3.掌握 Led 開關(guān) 提示：由于組播組網(wǎng)需要三個節(jié)點才能真正完成此實驗，一個協(xié)調(diào)器，兩個終端。如果只有兩個節(jié)點就只能完成部分內(nèi)容了，但是沒關(guān)系多一個節(jié)點也就是多一個終端而已。其實代碼并不 復雜，看看代碼也就清楚組播組網(wǎng)是怎么回事了。 實現(xiàn)現(xiàn)象： 三個節(jié)點，一個節(jié)點做協(xié)調(diào)器，另外兩個節(jié)點做終端。按終端 S1 鍵時，協(xié)調(diào)器 Led2 狀態(tài)改 變同時終端自身的 Led2 狀態(tài)也改變，提示發(fā)送成功。修改其中一個終端的組編號，編譯下載后， 按此終端 S1 鍵時，此時看協(xié)調(diào)器 Led2 狀態(tài)是否會改變。 四、實訓總結(jié)：時光飛逝，為期十天的物聯(lián)網(wǎng)實訓結(jié)束了。通過這次實訓，我獲得了許多知識，而且這些知識是書本之外的，更難能可貴的是這次實訓鍛煉了我的動手能力，學會了理論要與實際相結(jié)合的方法。在這次實訓中，從最初的迷茫到現(xiàn)在的恍然大悟，我悟出了一個道理，那就是我們對一個新事物的理解需要一個過程，這個過程是曲折艱辛的，道路是迂回上升的，但是只要我們腳踏實地，我們最終會體會其中的真諦。實訓中可能會存在許多的問題，這些問題可能是不小心而導致，也可能是自己不會，我們應當盡量的減少不小心而導致的錯誤，最好是杜絕。有些問題可能真的是我們不會，當遇到這些問題時，我都會去看別人是