物联网技术应用实验报告

物联网技术应用实验报告

学生姓名学院(系)

班级学号

专 业

实验名称 无线传感器网络构成及实践 实验类型 验证 实验学时 4 指导教师 实验时间 一、 实验目的和要求 实验要求：1）以无线传感器技术为研究对象，实现远程无线信息采集 2）基于无线传感器网络的感知端设计与实践 3）基于无线传感器网络的通信端设计与实践 4）基于无线传感器网络的应用端设计与实践 实验目的：1）无线传感器技术实现自习室节能控制系统 2）学习物联网技术在远程监测系统中的简单应用 二、实验环境 IRA开发环境的PC机一台，物联网试验箱，CCDebugger（以及USB A-B延长线） 三、实验原理及内容 原理：自习室节能控制系统针对自习室的灯进行控制，光照检测部分周期性检测自习室内光照强度，人员检测部分周期性判断自习室内是否有人，数据处理部分得出开灯关灯控制命令，灯光控制系统接受命令完成灯光控制。 内容： 一、1.CC2530的射频接受器分别根据SRXON和SREFOFF命令进行开启和关闭，或使用RXENABLE寄存器。接收命令提供一个硬开启/关闭机制，而RXENABL操作提供一个软开启/关闭机制。 2.接收时序在使能接收192us后可以进入接收操作。从接收一帧再次进入接收模式同样需要192us的延迟。 3.CC2530射频集成了IEEE802.15.4-2003和-2006中rx硬件方面的关键部分。降低了CPU干预，简化了处理帧接收的软件。且以最小的延时给出结果。Cc2530在接收一个帧期间，执行帧处理步骤。 4.帧校验序列在接收模式，如果使能FPMCTRL0.AUTOCRC位位，fcs有硬件验证。用户一般只关心fcs的正确性，而不关心fcs序列本身。因此接收期间fcs序列本身不写入FIFO。相反，当设置FRMCTRL0.AUTOCRC，两个fcs字节被其他更有用的值替代。取代FCS序列的值可在寄存器FRMCTRL0中配置。 5.接收可以保存一个或者多个收到的帧，只要字节数是128或更少。有两种方式确定接收FIFO中的字节数。 6.接收强度指示RSSI 7.链接质量指示LQI 二、通信实施采用物联网试验箱，实现cc2530网关节点与温度，光照，超声波测距，气体，温湿度节点的点对点多对通信（每组至少组网两种传感器节点），实现传感器数据的采集并显示。上位机软件观察无线组网的结果。使用Packet Sniffer软件捕获数据包并进行分析。设置传感器节点的不同发射功率，并在网关节点测试其发射功率。 四、实验小结 过程&感受 本次实验我们进行的是无线传感器网络综合实验。在实验中，我们小组成员学习了无线传输的基本原理，合作完成实验系统的安装、调试与数据分析，在这一过程中我受益良多。 无线传感器网络系统是基于ZigBee技术。ZigBee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 现在无线传感网络技术广泛用于很多方面，如农业物联网、工业自动化以及智能家居等。无线传感的使用使传感器和自动化技术得到了空前的发展，并给人们的生活带来了很大的便利。 我们平时的实验课更多注重对理论的验证，但是没有创新性和自主研发性，虽然这次的实验我们大部分也是照着实验说明书进行连接、烧录程序、演示等，但是此次的实验增加了我对电子设计的浓厚兴趣。只要有兴趣，我相信化兴趣为动力，我肯定能更加努力加强电子专业的学习，努力提高专业素养。 最后，通过这次的传感器技术实验我不但对理论知识有了更加深的理解，对于实际的操作和也有了质的飞跃。经过这次的实验，我们整体对各个方面都得到了不少的提高,希望以后学校和系里能够开设更多类似的实验，能够让我们得到更好的锻炼。 3

实验名称 实验类型 定位技术研究及实践 验证 实验学时 4 指导教师 实验时间 二、 实验目的和要求 实验要求：1）以物联网应用中定位技术为研究对象，实现远程无线定位 2）基于蓝牙的定位技术研究 3）基于Zigbee的定位技术研究 实验目的：1）了解物联网应用中定位算法实现的基本原理 2）学习物联网技术在定位应用中的具体实现 二、实验环境 1.装有IAR和物联网综合演示系统（WSNPlatform）的PC机一台； 2.装有物联网中间件（IOTService）的PC机一台； 3.物联网创新实验系统（OURS-IOTV2-2530）1套。ZIGBEE节点2个，UART转接板与转接线，ZIGBEE仿真器一个12V电源2个串口延长线一根 三、实验原理及内容 原理：接收信号强度RSSI是传输功率和传输距离(发送节点与接收节点之间的距离)的函数。RSSI 的理论值可以有下式表示: RSSI= -（10nlog10（d）+A） 其中n为信号传播常数，与信号的传输环境有关; d为接收节点与发送节点之间的距离; A为距离发送节点1米时的信号强度，A和n的取值不同，对测量的误差影响会很大，为了尽可能提高基于RSSI测距定位的精度，参数A和n的取值预先由工作人员在实际定位区域进行测量计算。理论上A的值在各个方向上应该是--致的，但由于发射节点和接收节点天线的各向性，使它的值并不一-定相同，因此需要进行多次测量并取平均值。因为n与信号传播环境有关，它的值是不断变化的，工作人员需要先在定位区域通过测量得到- -组n值, .然后在参考节点布置好以后，尝试使用不同的值以寻找-一个最适合该区域环境的值。 内容： 启动IAR Embedded Workbench, 打开对应配套实验源码中的IHF. eww工程编译链接程序代码。点击工具栏中的Project下面的Rebuild All连接ZigBee节点与仿真器，点击工具栏上的DEBUG按钮将协调器程序下载到节点中。如有出错，请检查硬件连接或拔掉仿真器USB再重接通过上诉步骤，已经将汇聚点程序下载到节点中(协调器)，点击按钮，退出仿真状态，断开Debug仿真器与目标节点。在左侧的导航框中，选择工程为“终端”工程，如下图。修改完成，重新编译链接程序代码。将终端程序下载到ZigBee节点中。复位协调器节点以及终端节点，使终端节点加入网络，并且向协调器发送数据。协调器硬件节点通过转接板的串口与PC机相连，2个节点同上电源。打开串口调试助手，4

选择正确的串口号，波特率为38400移动协调器与终端节点之间的距离，看串口调试助手打印的信息。 四、实验小结 过程&感受 经过这次实验，我更加深刻的理解了课堂上所学习的关于RSSI 的理论知识，与此同时，结合RSSI, 熟悉了LFDB过滤的有关内容:LFDB 技术是通过两次连续过滤，渐进地缩小搜索空间。有的时候这些知识在课堂上学起来有些似懂非懂，但一结合实际动手操作，便变得简单易懂了。以后的学习过程中，也应该如此，不仅仅知道它的理论含义，更应该动手实践，从中找出规律，这样才能更好的理解它的定义及所涵盖的内容，也能更深刻的理解所学知识，而非死板认识汉字，却不了解这个知识真正要传达的是什么。通过本次实验，我了解到了我对知识的部分欠缺以及在动手能力方面还有所匮乏，在日后的实验中愿能有所改进。 RFID有源实验在操作上较为简单，但是其中所包含的原理也需要我们仔细学习才能弄懂一一二。通过本实验，我了解到了RFID有源定位的原理:参考标签不断对外发射射频信号:移动标签接受到该射频信号，通过检测获取自身与参考标签之间的感知范围，并将检测信息包传送给读卡器，读卡器与上位机(PC电脑或工控机)进行连接，并在上位机上运行定位演示软件，即可显示移动标签相对于参考标签的感知范围以及相对位置，从而实现定位的功能。 5

实验名称 实验类型 物联网的综合应用实践 设计 实验学时 4 指导教师 实验时间 一、 实验目的和要求 实验要求：应用所学的物联网技术应用知识设计物联网应用系统并实践 实验目的：掌握物联网技术综合应用方法 二、实验环境 装有Uuntn虚拟机的PC机一台，实验箱一台，USB A-B延长线一根，网线一根，SIM卡两张，手机一部，打火机一个。 三、实验原理及内容 智能医疗工业系统包含了智能安防、智能家居，当安防传感器检测到(包括有人闯入、燃气泄露、下雨) 时，发送短信，并发出打开窗户的命令光照强度检测部分周期性判断低于最低亮度设定值和大于最高亮度时，传送数据给控制部分控制开关照明灯，检测到下雨时、燃气泄露时传送给控制部分控制关闭窗户和打开窗户。 四、实验小结 本次实验中对物联网中的各项基本智能化设备有了深入的学习和了解，通过实验对于物联网感知识别技术也有了更多的认识，让我获益颇深。在实验的过程当中，对物联网综合试验箱的各项功能也有了更加清晰的认识。在最后的智能医疗工业系统中，通过实验对物联网的智能化有了更多的体会，物联网的发展愈来愈快速，实验的过程中，在各项操作中对照实验步骤逐一进行，学习了很多。 这是本学期物联网定位技术的最后一一个实验， 做得相对顺利，也是因为有了前几次实验作为铺垫，对环境配置的流程有了比较熟悉的了解，对硬件设备的连接也比第一次的时候提速许多 。结束本次试验后，我对RFID有源定位又有了一个更深刻的了解。这只是一个开始，知识的学习出了来源书本，精于实验，更重要的是要懂得如何将所学运用到实践当中去，定位的方法还有很多种，课后，自己应该自主学习，独立思考辅以动手实践，才能更好的掌握所学的知识。 很感谢刘老师这一学 期以来的指导，做实验的时候我经常会犯些小错误，但老师都仍然十分耐心地给我讲解，帮助我从完成简单的试验到理解所学知识，只是现在我在运用知识方面依旧有所欠缺，希望在以后的学习中，不仅体味书本中所蕴含的道理，还能够很好的通过动手去验证乃至去自己实现并且达到想要获得的功能。 6

五、指导教师评语 成 绩 批阅人 日 期 7