无线传感器网络实验
无线传感器网络实验报告

一、实验背景随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)作为一种重要的信息获取和传输手段,在军事、环境监测、智能交通、智能家居等领域得到了广泛应用。
为了深入了解无线传感器网络的工作原理和关键技术,我们进行了本次实验。
二、实验目的1. 熟悉无线传感器网络的基本概念和组成;2. 掌握无线传感器网络的通信协议和拓扑结构;3. 熟悉无线传感器网络的编程与调试方法;4. 通过实验,提高动手能力和实践能力。
三、实验内容1. 无线传感器网络概述无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点和终端节点组成。
传感器节点负责感知环境信息,汇聚节点负责收集和转发数据,终端节点负责处理和显示数据。
传感器节点通常由微控制器、传感器、无线通信模块和电源模块组成。
2. 无线传感器网络通信协议无线传感器网络的通信协议主要包括物理层、数据链路层和网络层。
物理层负责无线信号的传输,数据链路层负责数据的可靠传输,网络层负责数据路由和传输。
3. 无线传感器网络拓扑结构无线传感器网络的拓扑结构主要有星形、树形、网状和混合形等。
星形拓扑结构简单,但易受中心节点故障影响;树形拓扑结构具有较高的路由效率,但节点间距离较长;网状拓扑结构具有较高的可靠性和路由效率,但节点间距离较远。
4. 无线传感器网络编程与调试本实验采用ZigBee模块作为无线通信模块,利用IAR Embedded WorkBench开发环境进行编程。
实验内容如下:(1)编写传感器节点程序,实现数据的采集和发送;(2)编写汇聚节点程序,实现数据的收集、处理和转发;(3)编写终端节点程序,实现数据的接收和显示。
5. 实验步骤(1)搭建实验平台,包括传感器节点、汇聚节点和终端节点;(2)编写传感器节点程序,实现数据的采集和发送;(3)编写汇聚节点程序,实现数据的收集、处理和转发;(4)编写终端节点程序,实现数据的接收和显示;(5)调试程序,确保各节点间通信正常;(6)观察实验结果,分析实验现象。
无线传感网实验报告

Cent ral SouthUniversity无线传感器网络实验报告学院:班级:学号:姓名:时间:指导老师:第一章基础实验1了解环境1.1实验目的安装 IAR开发环境。
CC2530 工程文件创建及配置。
源代码创建,编译及下载。
1.2 实验设备及工具硬件:ZX2530A 型底板及CC2530 节点板一块,USB 接口仿真器,PC 机软件:PC 机操作系统 WinXP,IAR集成开发环境,TI 公司的烧写软件。
1.3实验内容1、安装IAR 集成开发环境IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录:物联网光盘\工具\C D-EW8051-76012、ZIBGEE 硬件连接安装完IAR 和 Smartrf Flash Programmer 之后,按照图所示方式连接各种硬件,将仿真器的20 芯 JTAG口连接到ZX2530A 型 CC2530 节点板上,USB 连接到PC 机上,RS-232串口线一端连接ZX2530A 型 CC2530节点板,另一端连接 P C机串口。
3、创建并配置 CC2530 的工程文件IAR是一个强大的嵌入式开发平台,支持非常多种类的芯片。
IAR 中的每一个 Project,都可以拥有自己的配置,具体包括Device 类型、堆/栈、Linker、Debugger 等。
(1)新建Workspace 和Project首先新建文件夹ledtest。
打开 IAR,选择主菜单File ->New -> Workspace 建立新的工作区域。
选择Project ->Create New Project -> Empty Project,点击 OK,把此工程文件保存到文件夹ledtest 中,命名为:ledtest.ewp(如下图)。
(2)配置Ledtest工程选择菜单Project->Options...打开如下工程配置对话框选择项 General Options,配置 Target 如下Device:CC2530;(3)Stack/Heap设置:XDATA stack size:0x1FF(4)Debugger 设置:Driver:Texas Instruments (本实验为真机调试,所以选择TI;若其他程序要使用IAR仿真器,可选 Simulator)至此,针对本实验的IAR 配置基本结束.4、编写程序代码并添加至工程选择菜单 File->New->File创建一个文件,选择File->Save 保存为main.c将 main.c 加入到 ledtest 工程,将实验代码输入然后选择 Project->Rebuild All 编译工程编译好后,选择Project->Download and debug 下载并调试程序下载完后,如果不想调试程序,可点工具栏上的按钮终止调试。
无线传感实验报告

无线传感实验报告无线传感实验报告引言无线传感技术是一种基于无线通信的传感器网络技术,它可以实时地感知、采集和传输环境中的各种信息。
本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络,探索其在实际应用中的潜力和限制。
实验目的1.了解无线传感技术的基本原理和应用领域。
2.学习搭建无线传感网络的基本步骤和方法。
3.研究无线传感网络在环境监测、智能家居等方面的实际应用。
实验步骤1.硬件准备:准备一台主控节点和多个从属节点,主控节点负责接收和处理从属节点发送的数据。
2.网络搭建:通过无线通信模块将主控节点和从属节点连接起来,形成一个无线传感网络。
3.传感器连接:将各个从属节点上的传感器与主控节点相连接,实现数据的采集和传输。
4.数据采集:设置从属节点的采样频率和采样范围,开始采集环境中的各种数据。
5.数据传输:从属节点将采集到的数据通过无线通信模块发送给主控节点。
6.数据处理:主控节点接收到数据后,进行数据处理和分析,得出有用的信息。
实验结果通过本实验,我们成功搭建了一个简单的无线传感网络,并实现了环境数据的采集和传输。
在实际应用中,无线传感技术可以广泛应用于环境监测、智能家居、农业等领域。
例如,在环境监测方面,我们可以通过无线传感网络实时监测空气质量、温湿度等参数,并及时采取相应措施保障人们的健康。
在智能家居方面,无线传感技术可以实现家庭设备的自动控制和远程监控,提高生活的便利性和舒适度。
在农业方面,无线传感技术可以监测土壤湿度、光照强度等参数,帮助农民科学种植,提高农作物的产量和质量。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了无线传感技术的原理和应用。
无线传感网络可以实现分布式的数据采集和传输,具有灵活性和可扩展性。
然而,在实际应用中,我们也发现了一些问题和挑战。
首先,无线传感网络的能耗问题仍然存在,如何延长节点的电池寿命是一个需要解决的关键问题。
其次,无线传感网络的安全性也需要重视,如何保护数据的隐私和防止网络攻击是一个亟待解决的问题。
无限传感网络实验报告

一、实验目的1. 了解无线传感网络的基本概念、组成和结构。
2. 掌握无线传感网络的基本操作和实验方法。
3. 通过实验,验证无线传感网络在实际应用中的可靠性和有效性。
二、实验内容1. 无线传感网络基本概念及组成无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种由大量传感器节点组成的分布式网络系统,用于感知、采集和处理环境信息。
传感器节点负责采集环境信息,并通过无线通信方式将信息传输给其他节点或中心节点。
无线传感网络主要由以下几部分组成:(1)传感器节点:负责感知环境信息,如温度、湿度、光照等。
(2)汇聚节点:负责将多个传感器节点的信息进行融合、压缩,然后传输给中心节点。
(3)中心节点:负责收集各个汇聚节点的信息,进行处理和分析,并将结果传输给用户。
2. 无线传感网络实验(1)实验环境硬件平台:ZigBee模块、ZB-LINK调试器、USB3.0数据线、USB方口线两根、RJ11连接线;软件平台:WinXP/Win7、IAR开发环境、SmartRFFlashProgrammer、ZigBeeSensorMonitor。
(2)实验步骤① 连接硬件设备,搭建无线传感网络实验平台;② 编写传感器节点程序,实现环境信息的采集;③ 编写汇聚节点程序,实现信息融合和压缩;④ 编写中心节点程序,实现信息收集和处理;⑤ 测试无线传感网络性能,包括数据采集、传输、处理等。
(3)实验结果分析① 数据采集:传感器节点能够准确采集环境信息,如温度、湿度等;② 传输:汇聚节点将多个传感器节点的信息进行融合和压缩,传输给中心节点;③ 处理:中心节点对采集到的信息进行处理和分析,生成用户所需的结果;④ 性能:无线传感网络在实际应用中表现出较高的可靠性和有效性。
三、实验总结1. 无线传感网络是一种新型的网络技术,具有广泛的应用前景;2. 通过实验,我们掌握了无线传感网络的基本操作和实验方法;3. 无线传感网络在实际应用中具有较高的可靠性和有效性,能够满足各种环境监测需求。
井下无线传感器实验报告

井下无线传感器实验报告一、实验目的本实验旨在探究井下无线传感器网络的性能和应用,了解无线传感器在井下环境中的工作原理及特点,提高对无线传感器网络的认知和实践能力。
二、实验原理井下无线传感器网络由部署在矿井下的多个无线传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个自组织的网络系统,用于监测井下的各种环境参数,如温度、湿度、瓦斯浓度等,并将监测数据传输至地面控制中心。
实验中,我们将使用具有无线通信功能的传感器节点,通过编程控制节点间的通信协议和数据传输方式,实现对井下环境的实时监测。
三、实验步骤实验准备:准备所需的无线传感器节点、井下环境模拟装置、数据采集和分析软件等。
节点部署:将无线传感器节点部署在模拟装置中,确保节点能够正常工作并采集到有效数据。
编程控制:使用编程语言对无线传感器节点进行控制,实现节点间的通信和数据传输。
数据采集:通过数据采集软件实时采集无线传感器节点发送的数据,并对数据进行处理和分析。
结果分析:根据采集到的数据,分析无线传感器网络在井下环境中的性能表现和应用前景。
四、实验结果及分析以下是实验中采集到的部分数据表格和图形:时间温度(℃)湿度(%)瓦斯浓度(%)0:00 23.5 65 0.51:00 24.2 68 0.62:00 24.7 70 0.7... ... ... ...12:00 23.3 62 0.4以下是温度数据的图形表示:(请在此处插入温度随时间变化的图表)以下是湿度数据的图形表示:(请在此处插入湿度随时间变化的图表)以下是瓦斯浓度的图形表示:(请在此处插入瓦斯浓度随时间变化的图表)根据采集到的数据,我们可以得出以下结论:在实验过程中,无线传感器网络能够实时监测井下的温度、湿度和瓦斯浓度等环境参数,数据准确可靠。
在不同的时间段内,环境参数的变化趋势明显。
例如,温度逐渐升高后趋于平稳;湿度先升高后降低;瓦斯浓度逐渐升高。
这些变化趋势符合实际情况。
在实验过程中,无线传感器网络表现出了良好的稳定性和可靠性,没有出现数据传输错误或丢失的情况。
无线传感网实训报告万能

一、实训背景随着物联网技术的飞速发展,无线传感网作为物联网的核心技术之一,在环境监测、智能家居、工业控制等领域扮演着越来越重要的角色。
为了提高我们对无线传感网技术的理解和应用能力,我们开展了为期两周的无线传感网实训。
二、实训目标1. 理解无线传感网的基本原理和组成。
2. 掌握无线传感网的搭建和配置方法。
3. 学习无线传感网的数据采集、传输和处理技术。
4. 熟悉无线传感网在实际应用中的案例。
三、实训内容1. 无线传感网基本原理无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的传感器节点组成,通过无线通信方式相互连接,协同工作,实现对特定区域进行感知、监测和控制的一种网络系统。
传感器节点通常由传感模块、处理模块、通信模块和能量供应模块组成。
2. 无线传感网搭建与配置实训中,我们使用ZigBee模块搭建了一个简单的无线传感网。
首先,我们需要准备ZigBee模块、无线模块、传感器、电源等硬件设备。
然后,通过编程实现对传感器数据的采集、处理和传输。
在搭建过程中,我们学习了以下内容:- ZigBee模块的硬件连接和编程;- 传感器数据的采集和处理;- 无线通信协议的配置;- 网络拓扑结构的构建。
3. 无线传感网数据采集与传输在实训中,我们使用了温度传感器和湿度传感器进行数据采集。
通过编程,我们将采集到的数据发送到上位机进行显示和分析。
我们学习了以下内容:- 传感器数据的实时采集;- 数据的格式化和压缩;- 无线通信协议的数据传输;- 数据的加密和安全传输。
4. 无线传感网应用案例为了更好地理解无线传感网在实际应用中的价值,我们分析了以下几个案例:- 环境监测:通过无线传感网对空气质量、水质等进行实时监测;- 智能家居:利用无线传感网实现对家庭设备的远程控制和能源管理;- 工业控制:利用无线传感网对生产线进行实时监控和故障预警。
四、实训成果通过本次实训,我们取得了以下成果:1. 掌握了无线传感网的基本原理和组成;2. 熟悉了无线传感网的搭建和配置方法;3. 学会了无线传感网的数据采集、传输和处理技术;4. 深入了解了无线传感网在实际应用中的案例。
无线传感网络实验报告

-------无线传感网络实验报告学院:信息工程学院专业:网络工程学号:201216213姓名:张新龙LEACH协议LEACH协议简介分簇算法LEACH 协议是Wendi B. Heinzelman , AnanthaP. Chandrakasan , Hari Balakrishnan (MIT ,电子与计算机系) 2000 年提出的分层的传感器网络协议, 它采用分层的网络结构. LEACH,协议是通过基于簇的操作使WSN减少功耗,LEACH,协议的目的是在网络中动态地选择传感器节点作为簇头并形成簇。
在LEACH 算法中, 节点自组织成不同的簇, 每个簇只有一个簇首.各节点独立地按照一定概率决定自己是否做簇首,周期性的进行簇首选举和网络重组过程, 避免了簇首节点能耗过多, 影响网络寿命. LEACH 算法建立在所有节点都是平等且无线电信号在各个方向上能耗相同的假设上。
LEACH协议有时候也会动态地改变簇的活跃动态,如果采用高功率的方式使网络中的所有传感器节点与汇聚节点进行通信。
LEACH协议原理LEACH 协议分为两个阶段操作, 即簇准备阶段(set - up phase)和就绪阶段(ready phase). 为了使能耗最小化, 就绪阶段持续的时间比簇准备阶段长簇准备阶段和就绪阶段所持续的时间总和称为一轮(round). [ 7-8]在簇准备阶段, 随机选择一个传感器节点作为簇首节点(cluster head node), 随机性确保簇首与Sink 节点之间数据传输的高能耗成本均匀地分摊到所有传感器节点. 簇首节点选定后, 该簇首节点对网络中所有节点进行广播, 广播数据包含有该节点成为簇首节点的信息. 一旦传感器节点收到广播数据包, 根据接收到的各个簇首节点广播信号强度, 选择信号强度最大的簇首节点加入, 向其发送成为其成员的数据包.以便节省能量.簇头建立阶段:初始阶段,每个节点从0和1中随机产生一个数,如果这个数小于阀值T(n),该节点就成为当前轮的簇头。
《无线传感器网络》实验指导书

《无线传感器网络》 实验指导书机械与电气工程学院郑晖编广州大学 2011年目录1实验一、处理器基础实验 (4)1.1 实验目的 (4)1.2 参考资料 (4)1.3 实验内容及步骤 (4)1.3.1开发环境搭建 (4)1.3.2了解开发环境的使用 (4)1.3.3基本I/O读写 (6)1.3.4简单A/D转换 (7)1.3.5基本定时 (8)1.3.6PWM输出 (8)2实验二、点到点无线通信实验 (9)2.1 实验目的 (9)2.2 参考资料 (9)2.3 实验内容及步骤 (9)2.3.1发送模块代码分析 (9)2.3.2接收模块代码分析 (9)2.3.3运行示例项目 (9)2.3.4应用设计 (10)3实验三、无线传感器组网实验 (11)3.1 实验目的 (11)3.2 参考资料 (11)3.3 实验内容及步骤 (11)3.3.1协调器模块代码分析 (11)3.3.2路由器模块代码分析 (12)3.3.3终端模块代码分析 (12)3.3.4运行示例项目 (14)3.3.5修改示例项目 (14)4大作业 (15)4.1 目的 (15)4.2 任务 (15)4.2.1题目1:LED跑马灯控制 (15)4.2.2题目2:超声波测距 (15)4.2.3题目3:语音通信 (15)4.2.4题目4:其它经老师同意的题目 (15)实验课时安排建议实验名称 课时实验一处理器基础实验 2实验二点到点无线通信实验 24实验三无线传感器组网实验1 实验一、处理器基础实验实验目的1.11. 掌握开发环境的搭建方法;2. 掌握基本调试步骤及方法;3. 掌握基本I/O、定时器、A/D的编程方法;1.2 参考资料1. IAR安装步骤说明:“C51RF-CC2530系统使用说明书\ IAR安装与使用.pdf”;2. 无线龙CC2530模块说明书:“C51RF-CC2530-PK使用说明书\C51RF-CC2530-PK使用说明书V1.01.pdf”;3. IAR开发环境使用方法:“C51RF-CC2530系统使用说明书\ IAR IDE用户手册.pdf”;4. CC2530芯片说明书:“C51RF-CC2530数据手册\CC253x.pdf”;5. 本实验指导书所附例程;“C51RF-CC2530-PK使用说明书\CC25306. 无线龙CC2530模块基础实验说明:基础实验V1.00.pdf”;7. 无线龙CC2530模块基础实验例程:“C51RF-CC2530演示程序\CC2530单片机基础实验”;1.3 实验内容及步骤1.3.1 开发环境搭建按照参考资料[1]、[2]的指导,安装IAR软件,安装仿真器驱动程序。
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李洋
实验类型
综合
实验学时
4
实验时间
2016.10.24
一、实验目的和要求
掌握Z-stack协议栈的运行过程,掌握单播、组播、广播的方法及原理。
要求:1、成功运行CC2530广播实验;
2、掌握Z-Stack协议栈每部分功能;
3、小组完成组播实验,实现LED灯的分组闪烁;
二、实验环境(实验设备)
(void)sentEP;
(void)sentTransID;
// Action taken when confirmation is received.
if ( sentStatus != ZSuccess )
{
// The data wasn't delivered -- Do something
uartConfig.baudRate= HAL_UART_BR_9600;
uartConfig.flowControl= FALSE;
uartConfig.flowControlThreshold = 64; // 2x30 don't care - see uart driver.
uartConfig.rx.maxBufSize= 128; // 2x30 don't care - see uart driver.
ZDO(The ZigBee Device Objects,即ZigBee设备对象)层提供了ZigBee设备管理功能,包括:网络建立,发现网络、加入网络、应用端点的绑定和安全管理服务。ZDP(ZigBee Device Profile,即ZigBee设备规范)描述了ZDO内部一般性的ZigBee设备功能是如何实现的。其定义了相关的命令和相应的函数。ZDP为ZDO和应用程序提供如下功能:设备网络启动、设备和服务发现、终端设备绑定、绑定和取消绑定服务、网络管理服务。
// return unprocessed events
return (events ^ BROADCAST_RTO
// Discard unknown events
return 0;
}
修改部分:
修改f8wConfig.cfg文件中的-DZDAPP_CONFIG_PAN_ID属性为自定义PANID。
ZDO_RegisterForZDOMsg( Broadcast_TaskID, Match_Desc_rsp );
#if defined( IAR_ARMCM3_LM )
// Register this task with RTOS task initiator
RTOS_RegisterApp( task_id, BROADCAST_RTOS_MSG_EVT );
{
//当接收的消息有事件发生时,判断事件的类型
switch ( MSGpkt->hdr.event )
{
case ZDO_CB_MSG:
Broadcast_ProcessZDOMsgs( (zdoIncomingMsg_t *)MSGpkt );
break;
case KEY_CHANGE:
Broadcast_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );
uartConfig.tx.maxBufSize= 128; // 2x30 don't care - see uart driver.
uartConfig.idleTimeout= 6; // 2x30 don't care - see uart driver.
uartConfig.intEnable= TRUE; // 2x30 don't care - see uart driver.
{
osal_start_timerEx(Broadcast_TaskID,BROADCAST_SEND_MSG_EVT,BROADCAST_SEND_MSG_TIMEOUT );
}
break;
default:
break;
}
osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );//释放消息占据的存储空间
break;
case AF_DATA_CONFIRM_CMD:
afDataConfirm = (afDataConfirm_t *)MSGpkt;
sentEP = afDataConfirm->endpoint;
sentStatus = afDataConfirm->hdr.status;
sentTransID = afDataConfirm->transID;
初始化函数:
voidBroadcast_Init( uint8 task_id )//任务初始化函数
{
//任务ID号赋值
SampleApp_TaskID = task_id;
//网络状态为初始化状态
SampleApp_NwkState = DEV_INIT;
//传输序列号赋值
SampleApp_TransID = 0;
SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;
SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;
Broadcast_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000;
uartConfig.callBackFunc= NULL;
HalUARTOpen (0, &uartConfig);
}
#if defined ( LCD_SUPPORTED )
HalLcdWriteString( "Broadcast", HAL_LCD_LINE_1 );
#endif
ZDO_RegisterForZDOMsg( Broadcast_TaskID, End_Device_Bind_rsp );
SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
//设置任务ID
SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;
SampleApp_epDesc.simpleDesc=(SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;
// Next
MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( Broadcast_TaskID );//轮循查找消息队列里的消息知道消息队列为空
}
return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
}
if ( events & BROADCAST_SEND_MSG_EVT )//判断发送超时
实验报告
(2016 / 2017学年第1学期)
课程名称
计算机通信与网络实验
实验名称
无线传感器网络单播、组播和广播实验
实验时间
2016年10月24日
指导单位
计算机学院实验教学中心
指导教师
李洋
学生姓名
高明珠
班级学号
B13040907
学院(系)
计算机学院
专业
软件工程
实验报告
实验名称
无线传感器网络单播、组播和广播实验
}
break;
case AF_INCOMING_MSG_CMD:
Broadcast_MessageMSGCB( MSGpkt );
break;
case ZDO_STATE_CHANGE:
Broadcast_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
if (Broadcast_NwkState == DEV_ZB_COORD)
SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = SAMPLEAPP_FLASH_GROUP;
并在注册按键事件RegisterForKeys( SampleApp_TaskID )后加上代码:
//设置组寻址的组ID号
SampleApp_Group.ID = 0x0001;
osal_memcpy( SampleApp_, "Group 1", 7 );
//在APS层添加组
aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );
2、掌握Z-Stack协议栈每部分功能;
ZigBee协议栈结构包括物理层、MAC层、NWK(网络层)、APL(应用层)、应用支持子层APS、应用程序框架AF、设备对象ZDO层。
SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;
上面这部分代码改为下方的代码:
//设置寻址方式为组寻址方式
SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup;
SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
#endif
}
任务处理函数:
uint16Broadcast_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )//消息处理函数
{
//定义接收到的消息
afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;