西电无线传感器与信息感知实验报告

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1、西安电子科技大学传感器原理及信息感知技术 课程实验报告实验名称 高精温湿度采集实验 计算机 学院 班姓名 学号 同作者 实验日期 201 年 月 日指导教师评语：指导教师：年 月 日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成 绩实验一、高精温湿度采集实验【实验目的】1. 掌握温湿度传感器的操作方法；2. 掌握温湿度传感器采集程序的编程方法。【实验内容】1. 在 IAR 集成开发环境中编写温湿度传感器采集程序。2. 设定一定的时间间隔

2、，循环采集温湿度传感器的温度和湿度，在液晶显示屏上显示，并通过串口在串口调试助手中显示。【预备知识】1. 了解 C 语言的基本知识；2. 了解 IAR 中编写和调试程序的方法。【实验设备】1. 硬件：教学实验箱、PC 机；2. 软件：PC 机操作系统 Windows 7（XP） IAR 开发环境。【基础知识】1. 温度传感器介绍SHTxx 系列单芯片传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专利的工业 COMS 过程微加工技术（CMOSensR） ，确保产品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式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个 14 位的 A/D

3、转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。 2. 温湿度传感器的接口电路温湿度传感器的接口电路如下图所示。通过 CC2530 的 I/O 口仿真 SHT10 要求的串行接口时序，以读出 SHT10 温湿度传感器采集的当前的温度和湿度值。此案选择 SHT10型号，SHT10 的接口定义如下表所示：SHT10 的供电电压范围为 2.4-5.5V, 建议供电电压为 3.3V。在电源引脚（VDD，GND）之间须加一个 100nF的电容，用以去耦滤波。SHT10 的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器

4、不能按照 I2C协议编址，但是，如果I2C 总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到 I2C 总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作。综上所述，进行了如下图示的电路设计。其中用 CC2530的 P14引脚作为数据引脚，P15 作为时钟引脚。【实验步骤】1. 连接好仿真器，及带传感器的通用调试母板；2. 新建一个工程 SHT10，添加相应的文件，并修改 SHT10 的工程设置；3. 创建 SHT10.c并加入到工程 SHT10中；4. 编写 SHT10相关函数，在设置的间隔时间循环显示温度和湿度的值，在液晶屏上显示并通过串口发送出来；5. 编译 SHT10，成功后，下载并运行，通过串口调试助手

5、观察温湿度值，如下图所示。【仿真及软件设计】关键代码void main(void)uint16 sht;float sht11;intClock();InitIO();P2DIR |= 0x01; /打开电源P2 |= 0x01; SHT1X_INT();ugOled9616int(); /初始化 OLed配置 delay(10); initUARTtest();while(1) char tempBuf4; sht = Read_SHT1X(3);sht&=0x3fff;sht11 = (float)(sht*0.01) - 39.60;sprintf( (void *)tempBuf,%f

6、,sht11);LcdPutString16_8(0,0,(uint8*)tempBuf,5,1);UartTX_Send_String(tempBuf,5);UartTX_Send_String( ,1);delay(10);char humBuf6;sht = Read_SHT1X(5);sht&=0x0fff;sht11 = (float)(sht*0.0405) - 4 - (sht * sht * 0.000028);sprintf( (void *)humBuf,%f,sht11);humBuf5 = 37;/%LcdPutString16_8(48,0,(uint8*)humBu

7、f,6,1);UartTX_Send_String(humBuf,6);UartTX_Send_String(n,1);delay(10);西安电子科技大学传感器原理及信息感知技术 课程实验报告实验名称 红外人体检测传感器实验 计算机 学院 班姓名 学号 同作者 实验日期 201 年 月 日指导教师评语：指导教师：年 月 日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成 绩实验二、红外人体检测传感器实验【实验目的】1. 掌握人体感应传感

8、器的操作方法；2. 掌握人体感应传感器采集程序的编程方法。【实验内容】1在 IAR 集成开发环境中编写人体感应传感器采集程序。2. 实现如下功能：当有人靠近时，指示灯点亮，离开时指示灯熄灭。设置计数显示器，每检测到一次显示数字加 1。【预备知识】1. 了解 C 语言的基本知识；2. 了解 IAR 中编写和调试程序的方法。【实验设备】1. 硬件：教学实验箱、PC 机；2. 软件：PC 机操作系统 Windows XP IAR 开发环境。【基础知识】1. 人体感应传感器介绍采用基于人体热释传感原理的人体感应传感器模块。开关信号输出，当有人靠近时，输出高电平，无人靠近时输出低电平。2. 人体感应传感

9、器的接口电路人体感应传感器的接口电路如下图所示。通过 CC2530的 IO口，采集人体感应传感器的开关输出状态，从而感知是否有人靠近。人体感应传感器接口电路 R12和 R15组成分压电路，将人体感应传感器输出的 5V高电平信号分压到 CC2530可接受的 3.3V电平标准。【器件介绍】为了降低设计难度，本案直接采用人体红外检测开关型模块 HC-SR501。HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口 LHI778 探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。1、全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离

10、开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2、光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3、温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至 3032，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。4、两种触发方式：（可跳线选择）a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平； b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点

11、)。 5(默认设置:2.5S 封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平） ，可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒 几十秒钟)。6、工作电压范围宽：默认工作电压 DC4.5V-20V。7、微功耗:静态电流:%d ,count);LcdPutString16_8(0, 0, (void*)buf, 12 , 1);elseLcdPutString16_8(0, 0, (void*) , 12 ,

12、1);P0_0 = 0;delay(200); 西安电子科技大学传感器原理及信息感知技术 课程实验报告实验名称 ZigBee 组网实验 计算机 学院 班姓名 学号 同作者 实验日期 201 年 月 日指导教师评语：指导教师：年 月 日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成 绩实验三、ZigBee 组网实验【实验目的】学会配置 ZigBee网络参数，入网络 PANID、网络通道、路由深度、网络结构（星状、串状、网状）等，同时学会如

13、何判断设备是否成功建立或者加入网络。【实验内容】1学会配置网络参数2学会配置网络模式3. 学会监测网络状态【实验设备】仿真器 2台感知节点 3套或以上网关 1套【基础知识】1. ZigBee网络结构ZigBee 网络层（NWK）支持星型、树型和网状网络拓扑，如下图。星状网络星型拓扑中网络由 ZigBee 协调器的设备控制。ZigBee 协调器负责发起和维护网络中的设备,其它设备，称为终端设备直接与 ZigBee 协调器通信。网状网络在网状和树型拓扑中，ZigBee 协调器负责启动网络，选择某些关键的网络参数，但是网络可以通过使用 ZigBee 路由器进行范围扩展，该网络还具备自动路由功能。 树

14、状网络在树型网络中，路由器使用一个分级路由策略在网络中传送数据和控制信息。树型网络可以使用 IEEE 802.15.4-2003 规范中描述的以信标为导向的通信。网状网络允许完全的点对点通信。ZigBee设备种类在 ZigBee中有三类设备：协调器、路由器和终端节点设备。设备功能及在网络中的角色如下图所示。上述的三种设备根据功能完整性可分为全功能(FFD)和半功能(RFD)设备。其中全功能设备可作为协调器、路由器和终端设备，而半功能设备只能用于终端设备。一个全功能设备可与多个 RFD设备或多个其它 FFD设备通信，而一个半功能设备只能与一个FFD通信。ZigBee网络地址网络地址在一个新设备加

15、入网络之后协调器会主动为他分配一个 16位的网络地址，以方便在网络中的身分确认。理论地址范围：0-65535物理地址 按照国际标准每一个 ZigBee设备必需有全球唯一的 64位物理地址，由于这些地址都获得 ZigBee联盟认证，因此通过每一个物理地址可以追朔到相应的生产厂商。PANID为了识别不同网络而派生的标志。每一个网络拥有唯一的网络号；在同一通道上允许存在多个网络但必需通过网络号进行区分。ZigBee频率,通道网络通道范围： (0-26)频率 868MHZ（ 1） 902-928MHZ（10） 2405MHZ 2480MHZ（16）ZigBee几个重要过程 扫描通道进行通道能量评估协调器设备在初始化一个网络之前，在用户给定的通道列表中进行能量评估，选择适合的信道或者 PanId生成一个网络路由器设务备在初始化一个网络之前，在用户给定的通道列表中进行能量评估，选择适合的信道或者 PanId加入一个网络 初始化一个网络或者加入一个网络 ZigBee路由器节点加入一个网络 ZigBee数据收发过程【实