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1、郑州航空工业管理学院无线传感器网络实验报告（第1版）20 14 2015 第2学期赵成 编著院系：电子通信工程姓名： 专业：物联网工程 学号： 电子通信工程系2015年6月制为提高统计人员的工作效率，专门为统计人员配备计算机，实行报账、学籍、学校国有固定资产联网，为确保数据的准确性，我们为统计人员配备U盘，对原始数据进行保存，减少和杜绝虚报、瞒报、漏报、错报等现象的发生。实验一WSNs开发环境的建立一、实验目的了解基于TI CC2431/CC2530的WSNs基础知识，熟悉WSNs的开发环境，掌握Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7等软件的安装方法。二、实验内
2、容1认识并观察WSNs节点模块的电路板；2WSNs开发环境的建立：（1）Cygwin仿真软件的安装；（2）TinyOS 2.x操作系统的安装；（3）SDCC小型设备C编译器的安装；（4）SmartRF Studio 7编程软件的安装；三、预备知识了解无线传感器网络的基本概念；熟悉无线传感器网络的结构及开发环境的建立。四、实验设备1. 硬件环境配置计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上；内存：1GB及以上；实验设备：CC2431无线传感器网络节点模块；2. 软件环境配置操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1；WSN
3、s开发环境：Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7。五、实验分析1安装的Cygwin仿真软件时选择Install from Internet还是Install from Local Directory。（在正确的前面打勾）2在安装Cygwin时，需要选择安装包，如下图所示，在箭头所指向的位置，表示对所有（All）包的操作，点击循环按钮，观察四种安装方式格式什么？写在下面。图1 Cygwin Setup Select Package安装方式：Default、Install、Reinstall、Uninstall。 3安装TinyOS 2.x操作系统时采用了shel
4、l脚本自动安装，请在下面写出执行shell脚本的指令。运行指令：./Install_TinyOS2.x.sh 4在下面写出SDCC默认指定安装在Windows系统中的路径，安装在其它路径编译时会出现错误提示。 默认指定安装路径：C：Progarm FilesSDCC 5安装TI Flash编程软件SmartRFProgr之后，系统成功安装设备的驱动程序，接着，打开编程软件，发现无法找到CC2431芯片，也就无法下载程序。请问，出现这样情况的原因是什么？你是怎么解决的？首先检查接口是否拨到对应位置，进行正确连接。无检查无误，需要检查cc2431芯片供电是够正常，不正常需要更换节点电池或者连接电源
5、，如还是不可以使用，检查SmartRFProgr软件版本是否太低，升级至高版本。我当时是因为SmartRFProgr版本太低，后来在网上下载了最新的版本，问题自动消失。 6写出删除Cygwin程序的步骤。（1）找到setup-x86.exe安装包,双击运行,到安装界面.默认选项,下一步.（2） 到Select Packages界面,Category 选择Uninstall点击下一步. （3）等卸载完成.点击确定即可 六、遇到的问题及解决方法 找不到指定路径，需要建立指定路径的文件夹。安装TI Flash编程软件SmartRFProgr之后，系统成功安装设备的驱动程序，接着，打开编程软件，发现无
6、法找到CC2431芯片，也就无法下载程序。首先检查接口是否拨到对应位置，进行正确连接。无检查无误，需要检查cc2431芯片供电是够正常，不正常需要更换节点电池或者连接电源，如还是不可以使用，检查SmartRFProgr软件版本是否太低，升级至高版本。我当时是因为SmartRFProgr版本太低，后来在网上下载了最新的版本，问题自动消失。 实验二WSNs节点模块LED灯的控制操作一、实验目的应用LED控制组件和Timer组件，掌握对节点模块上LED进行开关控制。LED的通断时间采用摩尔斯编码，使用灯光输出“hello, world”信息。二、实验内容1使用cd指令将路径切换到opttinyos-
7、2.xcontribcc2431Helloworld下，查看其中的HelloWorld.nc源码和HelloWorldM.nc源码；2切换到/opt/tinyos-2.x/contrib/cc2431/Helloworld路径下，编译HelloWorld工程；3下载app.hex到节点模块；4观察并记录运行效果。三、预备知识了解WSNs开发软件的相关知识；了解TinyOS操作系统的编程及工程基本的编译方法。四、实验设备1. 硬件环境配置计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上；内存：1GB及以上；实验设备：CC2431无线传感器网络节点模块；2. 软件环境配置操作系统：Micro
8、soft Windows 7 Professional Service Pack 1；WSNs开发环境：Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7。五、实验分析1HelloWorld.nc是（ ）；HelloWorldM.nc是（ ）。(A) 模块文件，实现LED程序的运行部分代码。 (B) 配置文件，用于声明使用的各个组件及相互之间的连接关系。 2HelloWorld.nc源码中声明使用了四个模块，分别是：（1）MainC（2）HelloWorldM（3）LedsC（4）new TimerMilliC()其中，HelloWorldM模块是本工程自定义的程序模块。3
9、从HelloWorldM.nc源码可知，LED闪烁的基本时长是1000ms，其中:（1） 保持2000ms;（2）.常亮1000ms，长闭1000ms;（3）-常亮3000ms，长闭1000ms。4观察程序的运行效果，对比HelloWorldM.nc源码，试分析：（1）Timer.startOneShot()函数与Timer.fired()函数是事件驱动的么？ 是（2） Timer.startOneShot()函数触发Timer.fired()函数的执行么？ 是 （3）Timer.startOneShot()函数与Timer.fired()函数是顺序执行的，还是并发执行的？ 是顺序执行的 六、
10、遇到的问题及解决办法 基本没出现什么问题，就是在下载hex文件的时候 节点的开关位置得适当调整 实验三 节点模块的串行通信一、实验目的熟悉TinyOS操作系统；熟悉message_t结构体，并解析实际传输的串行数据；掌握上位机与节点间的串行通信，尝试测试传输数据的获取。二、实验内容1. 理解TinyOS中的串行通信格式-message_t结构体；2. 区分串行通信使用的message_t结构体和无线通信使用的message_t结构体的差异；3. 尝试通过实际的串行通信，分析message_t结构体传输数据的意义。三、预备知识了解TinyOS操作系统的基本结构；了解基于TinyOS操作系统基本的
11、程序开发方法。四、实验设备1. 硬件环境配置计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上；内存：1GB及以上；实验设备：CC2431无线传感器网络节点模块；2. 软件环境配置操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1；WSNs开发环境：Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7、GCC。五、实验步骤1编译节点模块程序在Cygwin环境下，切换至/opt/tinyos-2.x/contrib/cc2431/Serial_Echo_Test路径，运行make cc2431指令，得到hex文件，将其下
12、载到节点模块。2在/opt/tinyos-2.x/contrib/cc2431/Serial_Echo_Test路径下，按实际使用的串口号调整Serial_Echo_PC_Program.h源代码中的ttySX值（X用实际数字替代）后，编译上位机的串行通信源代码“Serial_Echo_PC_Program.c”，可以得到可执行的run程序。输入的编译指令为：gcc o run Serial_Echo_PC_Program.c./run3 将节点模块连接至计算机，同时，在计算机上运行run可执行程序，观察并记录一批串行通信数据（23组即可），解释这些数据的意义。(1)在TinyOS中想要串行发
13、送的数据: FF FF 20 27 0A xx 7E xx实际被传送的数据: 7E 45 00 FF FF 20 27 0A xx 7D 5E xx CRC1 CRC2 7E(2)在TinyOS中想要串行发送的数据: FF FF 20 27 0A xx 7D xx实际被传送的数据: 7E 45 00 FF FF 20 27 0A xx 7D 5D xx CRC1 CRC2 7E(3)在TinyOS中想要串行发送的数据: FF FF 20 27 0A xx 7E 7D xx实际传送的数据: 7E 45 00 FF FF 20 27 0A xx 7D 5E 7D 5D xx CRC1 CRC2 7
14、E在TinyOS中，通过串行通信向PC传送数据时，在数据的开始部分，总是0x7E值先被输入，其后没有ACK的数据类型 0x45值被输入。(在TinyOS 1.X中，0x42值是没有ACK的数据类型。)接下来，表示串行消息的DispatchID 0x00被输入。接着，对应TinyOS定义的串行消息格式的数据和2bytes CRC字段被输入。最后， 作为完成通信的意义，0x7E被输入4. 在opttinyos-2.xtostypes路径下的message.h源代码中定义了message_t结构体，在下面列出该结构体的定义。typedef nx_struct serial_header nx_am_addr_t dest; nx_am_addr_t src; nx_uint8_t length; nx_am_group_t group; nx_am_id_t type;serial_header_t;第一字段dest字段表示收到串行消息的硬件的地址，一般使用0xFFFF。Src字段写入发送数据包的节点的地址。Leng
