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1、 无线传感器网络实验报告指导教师：卫琳娜班级：物联网131班实验箱序号：3,13等组员姓名学号：程少锋（注：报告中有部分实验截图）实验日期：2016年4月28日3,4节实验一、软硬件平台使用1感知 RF2 实验箱-WSN 系统结构该系统根据不同的情况可以由一台计算机，一套网关，一个或多个网络节点组成。系统大小只受 PC 软件观测数量，路由深度，网络最大负载量限制。感知 RF2 实验箱无线传感器实验平台内配置 ZigBee2007/PRO 协议栈在没有进行网络拓补修改之前支持 5 级路由，31101 个网络节点。传感器网络系统结构图如下图所示。2感知 RF2 实验箱-WSN 系统工作流程基于Zi
2、gBee2007/PRO 协议栈无线网络，在网络设备安装过程，架设过程中自动完成。完成网络的架设后用户便可以由 PC 机发出命令读取网络中任何设备上挂接的传感器的数据，以及测试其电压。3感知 RF2 实验箱-WSN 硬件介绍 感知 RF2 物联网实验箱的无线传感器网络开发平台主要硬件包括：C51RF-CC2530-WSN 仿真器、ZigBee 无线高频模块、节点底板、传感器模块以及其它配套线缆等。 网关节点由节点底板+ZigBee 无线高频模块组成。 传感器节点由节点底板+ZigBee 无线高频模块组成+传感器模块组成。 路由节点硬件组成与传感器节点相同，软件实现功能不同。4实验目的：熟悉实验
3、平台前期架构，便于后面程序的烧写。5实验步骤：1安装必要软件（实际实验室中软件已经下载安装完毕，只要通过仿真器C51RF-3进行程序在线下载、调试、仿真即可）1)在实验室机器E盘的无线龙实验箱相关资料/无线传感器实验资料201604中安装 ZigBee 开发集成环境 IAR7.51A，详细请参考“C51RF-CC2530-WSN 使用说明书”目录下的“IAR 安装与使用”。2)安装传感器网络 PC 显示软件环境，软件位于“C51RF-CC2530-WSN 开发软件C51RF-CC2530-WSN 监控软件”目录下的“Framework Version 2.0.exe”3)安装网关与计算机 US
4、B 连接驱动，驱动位于“C51RF-CC2530-WSN 开发软件”目录下的“CP2102”。4)安装 ZigBee 开发辅助软件，软件位于“C51RF-CC2530-WSN 开发软件”目录下的(程序 下 载 软 件 ) “ Setup_SmartRF04Progr_1.3.0.exe ” 与 ( 物 理 地 址 读 写 工 具 软 件 )“Setup_IEEE_Address_Prog_1.0.0.exe”。5)安装其它辅助开发软件，如位于“C51RF-CC2530-WSN 开发软件”目录下的“串口调试助手.exe”。或且其它用户以为对开发有帮助的软件。（这里串口调试助手已经在桌面创建了快捷
5、方式）2安装 CP2102 驱动为方便无线传感网络与计算机进行通信，网关使用 USB 转换芯片CP2101，因此需要安装 CP2102 驱动。安装网关与计算机连接驱动 CP2102，在配套光盘“CP2102”目录下点击“Setup.exe”安装。3物理地址修改/程序下载软件（在Zigbee加入网络实验中需要）4IAR 软件安装5Framework Version 2.0 安装程序下载（重要）1)按上述(硬件平台组装及设置)步骤 1-3 连接硬件。2)按上述(安装必要软件)步骤安装软件。3)把“C51RF-CC2530-WSN 演示程序C51RF-CC2530-WSN 无线传感器网络演示程序”内
6、文件夹“Texas Instruments”复制至 IAR 安装盘根目录(如 C：)下，或者在E盘中直接打开。4) 使 用 IAR 7.51A 在 如 下 路 径 打 开 工 程 文 件 。“ C:Texas InstrumentsZStack-CC2530-2.2.0-1.3.0ProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB”打开工程文件节点测试确定各程序成功下载至各节点，并修改物理地址使其各不相同。把下载CoordinatorEB-Pro 程序的ZigBee模块安插到节点底板上当作网关使用，网关通过 USB 连接线把计算机与网关连接起来。一会儿，网关节点即建立
7、 ZigBee 无线传感网，液晶显示为“COORD”，等待传感节点的加入。把下载 RouterEB-Pro 或 EndDeviceEB-Pro 程序的 ZigBee 模块安插到节点底板，并把 1个传感器模块安插到节点底上。【6】实验中遇到的困难和解决办法：开始实验时程序不能运行是因为没有通过仿真器将电脑与实验箱相连接。【7】实验总结：做实验前要仔细观察实验指导书的步骤，实验平台前期准备必须要精准，这样可以节约后期实验时间，避免原理上的不熟悉，比如后期实验中修改物理地址等。实验二、GPIO输入输出实验1控制 LED 灯闪烁【实验目的】了解CC2530的GPIO结构和配置原理及如何通过程序控制CC
8、2530的GPIO驱动外部设备如：LED灯。【实验设备】实验设备数量备注CC2530多传感器节点底板1支持CC2530工作的底板CC2530 节点模块1无线 SOCUSB 线1连接仿真器C51RF-3 仿真器1程序下载调试用【实验内容】本例以LED灯为外设，用CC2530控制简单外设，将I/O设置为输出，实验现象LED闪烁。实验中操作了的寄存器有 P1，P1DIR，没有设置而是取默认值的寄存器有：P1SEL，P1INP。GPIO输出控制对象为CC2530模块上的红色和蓝色 LED，分别接在 CC2530芯片的 P1.0 和 P1.1 脚上。输出置位为 0 时 LED 灯点亮，置位为 1 时 L
9、ED 灯熄灭。【实验步骤】（在实验一中有详细介绍）1.打开E盘里“演示及开发例子程序”内文件夹“CC2530单片机基础程序”，使用IAR7.51打开“1.1GPIO输入输出实验CC2530-1”中工程文件“forJ1.eww”。2.打开工程后选择Debug或Release模式。3.编译工程并下载到目标板。4.下载完成后点击全速运行（GO 按钮，见下图）或直接按F5 键查看程序运行效果。【实验结果】CC2530模块板载的蓝色LED灯（左边）闪烁。【实验相关代码】程序的初始化和处理流程：【实验拓展研究】利用延时子函数void Delay(uint n)/*/延时*/void Delay(uint
10、n)uint tt;for(tt = 0;ttn;tt+);for(tt = 0;ttn;tt+);for(tt = 0;ttn;tt+);for(tt = 0;ttn;tt+);for(tt = 0;ttn;tt+);执行 5 次 0 到 n 的空循环来实现软件延时。延时时间约为 5*n/32s。（关联LED灭）并且可以修改程序实现LED红灯闪烁。2 按键控制LED灯开关【 实验目的】 1.了解 CC2530 的 GPIO 结构和配置原理 2.学习配置按键的 GPIO 口为输入模式，并采集有效按键 3.如何通过程序控制由按键触发控制 LED 灯 【 实验设备】实验设备数量备注CC2530多传
11、感器节点底板1支持CC2530工作的底板CC2530 节点模块1无线 SOCUSB 线1连接仿真器C51RF-3 仿真器1程序下载调试用【实验内容】1.本例中让用户掌握按键应用这一常用人机交互方法，本次使用按键 LED 灯的开关。按下“SW2”键切换 ZigBee 模块左边 LED 灯开关，实验中操作了的寄存器有 P0，P0DIR，没有设置而是取默认值的寄存器有：P0SEL，P0INP。2.按键采用五向摇杆按键 Joystick，这里只使用按下这个键。无按键按下时 P06的状态为上拉，高电平。中间键按下时（Cneter），P06 与 GND 连通，P06 采集到低电平。【实验步骤】 1.打开E
12、盘里“ 演示及开发例子程序”内文件夹“ CC2530 单片机基础程序”。使用 IAR7.51 打开“ 1.1GPIO 输入输出实验CC2530-2”中工程文件“ switchLED.eww”。2.打开工程后选择 Debug 或 Release 模式。3.编译工程并下载到目标板。4.运行和查看效果。【实验现象】 按下 SW2摇杆按键的中间键CC2530 模块板载的红色 LED 灯（右边）点亮，再次按下熄灭。【实验相关流程及代码】按键初始化函数 void InitKey (void)/*/按键初始化*/void InitKey(void)P0SEL &= 0X40;P0INP |= 0x40; /
13、上拉（设置位置）P0DIR &= (0x01(6); /按键在 P06 ADC 采集主要是配置采集输入采集的 GPIO P06 为输入模式。延时子函数 uchar KeyScan(void)监测 P0.6（K1）上的电平变化，如有高电平变低即有按键产生，返回按键扫描结果为有按键发生。之后对应相关的LED灯位置。3按键控制LED灯闪烁【 实验目的】 1.了解 CC2530 的 GPIO 结构和配置原理 2.学习配置按键的 GPIO 口为输入模式，并采集有效按键 3.如何通过程序控制由按键触发控制 LED 灯闪烁 【 实验设备】实验设备数量备注CC2530多传感器节点底板1支持CC2530工作的底
14、板CC2530 节点模块1无线 SOCUSB 线1连接仿真器C51RF-3 仿真器1程序下载调试用【实验内容】1. 使用按键 LED 灯的开关。按下“SW2”键切换 ZigBee 模块左边 LED 灯开关，实验中操作了的寄存器有 P0，P0DIR，没有设置而是取默认值的寄存器有：P0SEL，P0INP。2. 按键采用五向摇杆按键 Joystick，这里只使用按下这个键。无按键按下时 P06的状态为上拉，高电平。中间键按下时（Cneter），P06 与 GND 连通，P06 采集到低电平。3.【实验步骤】第一步： 打开E盘“ 演示及开发例子程序”内文件夹“ CC2530 单片机基础程序”。使用 IAR7.51 打开“ 1.1GPIO输入输出实验CC2530-3”中工程文件“ switchGLINT.eww”。第二步：打开工程后选择 Debug 或 Release 模式。第三步：编译工程并下载到目标板。第四步： 运行和查看效果。【实验现象】 按下 SW2 摇杆按键的中间键CC2530 模块板载的蓝色 LED 灯（左 边）闪烁，再次按下停止。
