btl210感知层基础数据采集实训

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1、感知层组建综合实训 BTL210感知层基础数据采集实训 合肥博焱智能科技有限公司,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.1 温湿度传感器数据采集实训 1.1.1实训目的 1.1.2实训器材 1.1.3实训内容 1.1.4实训步骤 1.1.5实训知识 1.2 霍尔传感器开关量采集实训 1.2.1实训目的 1.2.2实训器材 1.2.3实训内容 1.2.4实训步骤 1.2.5实训知识,1.3 震动传感器开关量采集实训 1.3.1实训目的 1.3.2实训器材 1.3.3实训内容 1.3.4实训步骤 1.3.5实训知识 1.4 声音传感器开关量采集实训 1.4.1实训目的 1.4.2实训器材 1.

2、4.3实训内容 1.4.4实训步骤 1.4.5实训知识,本章主要内容,1.5 触摸传感器开关量采集实训 1.5.1实训目的 1.5.2实训器材 1.5.3实训内容 1.5.4实训步骤 1.5.5实训知识 1.6红外感应传感器开关量采集实训 1.6.1实训目的 1.6.2实训器材 1.6.3实训内容 1.6.4实训步骤 1.6.5实训知识,1.7 光敏传感器数据采集实训 1.7.1实训目的 1.7.2实训器材 1.7.3实训内容 1.7.4实训步骤 1.7.5实训知识 1.8气敏传感器数据采集实训 1.8.1实训目的 1.8.2实训器材 1.8.3实训内容 1.8.4实训步骤 1.8.5实训知识

3、,本章主要内容,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.9灰尘传感器数据采集实训 1.9.1实训目的 1.9.2实训器材 1.9.3实训内容 1.9.4实训步骤 1.9.5实训知识 1.10三轴加速度传感器数据采集实训 1.10.1实训目的 1.10.2实训器材 1.10.3实训内容 1.10.4实训步骤 1.10.5实训知识,本章主要内容,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.11超声波传感器数据采集实训 1.11.1实训目的 1.11.2实训器材 1.11.3实训内容 1.11.4实训步骤 1.11.5实训知识,物联网英文名称是IOT（Internet of Thing），是物物相连

4、的网络。物联网可以简单地描述为由传感网络获取环境物理信息，通过通信网络进行传输，通过云计算平台进行信息处理的复杂系统。物联网可以分为三层架构：感知层、网络层和应用层。 感知层包括数据采集子层和传感器网络组网和协同信息处理子层。数据采集子层包括MEMS传感器、二维码、RFID、多媒体信息等信息采集设备及系统。多媒体信息采集技术及应用已经比较成熟，以平安城市为代表的监控系统为代表；二维码（包括传统条码）主要优点是成本低，读写器简单（可以利用普通手机摄像头），主要缺点是信息一旦写入不可更改（但是配合Server端技术可以克服这一点），目前主要应用在防伪、物流、食品溯源、消费者信息采集等领域。RFID

5、是感知层最有代表性的技术，存储量大，可以多次读写，在低频、高频、超高频、微波频段都有重要的应用，技术应用最为成熟，产业处于成长期，非常具有投资价值，尤其值得关注的是在13.56MHz频段，可以开展移动支付业务。但是与二维码技术相比，RFID技术的成本偏高。RFID的频率：低频125134KHz，如TI的芯片为134.2KHz，优点是穿透力强且耐用，缺点是价格贵，数据传输速度慢，读取范围为50厘米，主要用于门禁控制、生物识别、车辆门锁。,BTL210 感知层基础数据综合实训,高频13.56MHz，读取范围1米，广泛用于电子标签应用，可以防冲撞，同时读多个标签，支持写入，传输较快，价格不高，主要应

6、用于门禁控制、智能卡、单品级标签、图书馆、资产管理。值得注意的是，我国移动支付就是采用该频段。超高频866956MHz，读取范围为3米至10米，数据传输速度快，无金属干扰，传输距离长，主要用于物流、行李处理、收费系统、零售和资产管理。微波为2.4G或5.8G，读取范围3米到10米，主要用于物品追踪、收费系统。传感器网络组网和协同信息处理子层包括：低速及中高速近距离传输技术、自组织技术、协同信息处理技术、传感器中间件技术。感知层的核心技术是无线传感网（WSN：Wireless Sensor Network）及NFC技术。 感知层数据采集主要是指从感知层的传感器和其他待测设备等模拟和数字被测单元中

7、自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析和处理。基础数据的采集包括温度、湿度、烟雾、可燃性气体、人体红外感应等基础信息的采集。,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.1温湿度传感器数据采集实训,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.1.1实训目的 了解数据采集的工作原理，了解SHT10温湿度传感器工作原理。 学习和掌握通过ZigBee网络通信，利用上位机软件读取SHT10温湿度传感数据。 1.1.2实训器材 ZigBee套件：传感控制节点 传感器：SHT10温湿度传感器 操作台：提供电源、PC、USB口 软件：上位机软件ZigBee基础实验平台 1.1.3实训内容 利用ZigB

8、ee基础实验平台软件读取外接SHT10温湿度传感器数据，并对采集结果进行分析。 1.1.4实训步骤 采用SHT10温湿度传感器，采集环境温度和湿度。,BTL210 感知层基础数据采集实训,BTL210 感知层基础数据采集实训,将下载有接收端程序的主模块与BTL210平台上的COM3口连接。连接顺序如下： COM3.1 JP1_11（P0_2） COM3.2 JP1_9（P0_3） COM3.3 JP1_21（DVCC_3.3） COM3.4 JP1_19（GND）,注：COM3.1口已做好标记。 COM3.1、 COM3.2的连接由程序设定。,BTL210 感知层基础数据采集实训,BTL210

9、平台Android界面如下：,BTL210 感知层基础数据采集实训,下图左侧为温湿度传感器模块，USB线供电；右侧为主模块。,1.1.5实训知识 1、SHT10温湿度传感器 SHT10属于 Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用专利的CMOSens. 技术，确保具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接，如图所示。 接口定义：,SHT10温湿度传感器外形及引脚,

10、BTL210 感知层基础数据采集实训,传感器的状态寄存器： 状态寄存器的位描述： 表状态寄存器的位,BTL210 感知层基础数据采集实训,状态寄存器的写： 状态寄存器的读： 整个通讯过程： 测量时序，TS=传输开始，MSB=高有效字节，LSB低有效字节，LSb=低有效位。,BTL210 感知层基础数据采集实训,2、传感器的温湿度测量 发布一组测量命令（00000101表示相对湿度 RH，00000011表示温度 T）后，控制器要等待测量结束。这个过程需要大约20/80/320ms，分别对应8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度，最多可能有-30%的变化。SHT1x 通过下拉 DA

11、TA 至低电平并进入空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次触发SCK 时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先被存储，这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。 接着传输2 个字节的测量数据和1 个字节的CRC 奇偶校验（可选择读取）。uC 需要通过下拉DATA 为低电平，以确认每个字节。所有的数据从MSB 开始，至LSB有效（例如：对于12bit 数据，从第5 个 SCK 时钟起算作 MSB；而对于 8bit 数据，首字节则无意义）。 在收到CRC 的确认位之后，表明通讯结束。如果不使用CRC-8 校验，控制器可以在测量值LSB 后，通过保在测量和通讯结束后，S

12、HT1x 自动转入休眠模式。,BTL210 感知层基础数据采集实训,SHT10采集环境温度命令帧格式_发送指令 发送采集SHT10环境温度数据请求：,串口接收对象：0xCB /表示协调器 网络地址： 0x0001 /表示读取网络地址为0001节点的数据，若需要 采集其它节点的外接温度，则需要将网络地址更改为其它的节点的网络地址。 数据对象：0xD3 /表示读取终端节点信息 命令标识：0x0036 /表示读取终端节点的SHT10温度 数据负荷长度为0 SHT10采集环境温度命令帧格式_返回指令 数据负荷长度：0x02，表示返回的数据负荷长度为2个字节 数据负荷：0x1A4B 温湿度数据格式参考S

13、HT10格式。,BTL210 感知层基础数据采集实训,SHT10采集环境湿度命令帧格式_发送指令 串口接收对象：0xCB /表示协调器 数据对象：0xD3 /表示读取终端节点信息 网络地址：0x0001 /表示读取网络地址为0001节点的数据，若需要采集其它节点的外接湿度，则需要将网络地址更改为其它的节点的网络地址。 命令标识：0x0031 /表示读取终端节点的SHT10湿度 数据负荷长度为0 SHT10采集环境湿度命令帧格式_返回指令 数据负荷长度：0x02，表示返回的数据负荷长度为2个字节 数据负荷：0x064B 温湿度数据格式参考SHT10格式。,BTL210 感知层基础数据采集实训,1

14、.2霍尔传感器开关量采集实训,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.2.1实训目的 了解数据采集的工作原理，了解霍尔传感器工作原理。 学习和掌握通过ZigBee网络通信，利用上位机软件读取霍尔传感器数据。 1.2.2实训器材 ZigBee套件：协调器、传感控制节点 传感器：霍尔传感器 操作台：提供电源、PC、USB口 软件：上位机软件ZigBee基础实验平台 1.2.3实训内容 利用ZigBee基础实验平台软件读取霍尔传感器数据，并对采集结果进行分析。 1.2.4实训步骤 采用霍尔传感器，采集磁场切割情况。 将外接霍尔传感器模块连接在ZigBee终端节点霍尔传感器接口上进行数据采集。,BT

15、L210 感知层基础数据采集实训,BTL210 感知层基础数据采集实训,将下载有接收端程序的主模块与BTL210平台上的COM3口连接。连接顺序如下： COM3.1 JP1_11（P0_2） COM3.2 JP1_9（P0_3） COM3.3 JP1_21（DVCC_3.3） COM3.4 JP1_19（GND）,注：COM3.1口已做好标记。 COM3.1、 COM3.2的连接由程序设定。,BTL210 感知层基础数据采集实训,将编写好的程序下载至Zigbee从模块。 如下图所示，利用杜邦线连接传感器及Zigbee 从模块。 OUT JP1_5（P0_5） VCC JP1_23（VDD_5V

16、） GND JP1_19（GND）,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.2.5实训知识 1、模块说明 尺寸：2.7cm*1.4mm 主要芯片：原装进口NXP74hc04、台产3144霍尔传感器 工作电压：直流5伏 2、模块接口说明（4线制） VCC 外接5V电压 GND 外接GND OUT 小板数字量输出接口（0和1） 3、模块特点 具有电源指示灯和信号输出指示 单路信号输出 模块无触发，输出低电平；模块有触发，输出高电平 有磁场切割就有信号输出 电路板输出开关量，可以直接接单片机或者本店继电器模块等 可用于电机测速/位置检测等场合,1.3 震动传感器开关量采集实训,BTL210 感知层基础数据采集实训,1.3.1实训目的 了解数据采集的工作原理，了解震动传感器工作原理。 学习和掌握通过ZigB