传感器与无线传感网络 2.1-获取温度传感器数据任务3-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。
温度传感器实验报告
温度传感器实验报告温度传感器实验报告引言：温度传感器是一种常见的传感器，广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。
本实验旨在通过对温度传感器的实际应用和实验验证，探索其原理和性能。
一、温度传感器的原理温度传感器是一种能够感知周围环境温度并将其转换为电信号的器件。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
热电偶是利用两种不同金属的导线通过热电效应产生的电势差来测量温度的传感器。
当两种导线的接触点温度不同，就会产生一个电势差，通过测量这个电势差可以得到温度值。
热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的传感器。
常见的热敏电阻有铂电阻和镍电阻等。
当温度升高时，电阻值会增加；反之，温度降低时，电阻值会减小。
半导体温度传感器是一种基于半导体材料电阻随温度变化的原理进行温度测量的传感器。
半导体材料的电阻值与温度呈线性关系，通过测量电阻值的变化可以得到温度值。
二、实验目的本实验旨在通过实际操作和数据记录，验证温度传感器的性能和准确度，并了解不同类型温度传感器的特点和适用范围。
三、实验材料和方法材料：温度传感器、温度计、数字万用表、电源、导线等。
方法：1. 将温度传感器连接到电源和数字万用表上，确保电路连接正确。
2. 使用温度计测量环境温度，并记录下来作为参考值。
3. 打开电源，观察数字万用表上的温度显示，并记录下来。
4. 在不同温度下重复步骤3，记录不同温度下的温度传感器输出值。
四、实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到不同温度下温度传感器的输出值。
将这些数据绘制成图表，可以清晰地观察到温度传感器的响应特性和准确度。
根据实验结果，我们可以发现温度传感器的输出值与实际温度存在一定的误差。
这是由于温度传感器本身的精度和环境条件等因素所导致的。
在实际应用中，我们可以通过校准和修正来提高温度传感器的准确度。
此外，不同类型的温度传感器在不同温度范围内具有不同的优势和适用性。
热电偶适用于高温环境的测量，而半导体温度传感器则更适合于低温环境的测量。
无线传感网络实验报告
无线传感网络实验报告无线传感网络实验报告引言：无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式的传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境信息。
WSN具有低成本、低功耗、自组织等特点，广泛应用于环境监测、智能交通、农业等领域。
本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其工作原理和性能特点。
一、实验环境搭建1. 硬件准备：选用多个传感器节点和一个基站节点。
传感器节点包括传感器、微处理器、无线通信模块等；基站节点负责接收和处理传感器节点发送的数据。
2. 软件准备：选择适合的操作系统和开发工具，例如TinyOS、Contiki等。
编写传感器节点和基站节点的程序代码。
二、传感器节点部署1. 部署传感器节点：根据实验需求，在待监测区域内合理布置传感器节点。
节点之间的距离和布置密度需根据具体应用场景进行调整。
2. 传感器节点初始化：节点启动后，进行初始化工作，包括自身身份注册、与周围节点建立通信连接等。
三、无线传感网络通信1. 数据采集：传感器节点根据预设的采样频率，采集环境信息，并将数据存储到本地缓存中。
2. 数据传输：传感器节点通过无线通信模块将采集到的数据传输给基站节点。
传输方式可以是单跳或多跳，根据节点之间的距离和网络拓扑结构进行选择。
3. 数据处理：基站节点接收到传感器节点发送的数据后，进行数据处理和分析。
可以根据具体需求，对数据进行滤波、聚合等操作，提取有用信息。
四、无线传感网络能耗管理1. 能耗模型：根据传感器节点的工作状态和通信负载，建立能耗模型，评估节点的能耗情况。
2. 能耗优化：通过调整传感器节点的工作模式、通信协议等方式，降低节点的能耗。
例如，采用睡眠唤醒机制、自适应调整通信距离等。
五、实验结果与分析1. 数据传输性能：通过实验测试，评估无线传感网络的数据传输性能，包括数据传输延迟、传输成功率等指标。
2. 能耗分析：根据实验结果，分析传感器节点的能耗情况，探讨能耗优化策略的有效性和可行性。
无线传感网实验报告
无线传感网实验报告一、实验目的本实验的主要目的是了解无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理和特点，以及进行一些简单的WSN实验，掌握其基本应用方法。
二、实验器材1.电脑2. 无线传感器节点（如Arduino）3. 无线通信模块（如XBee）4.传感器（如温度传感器、光照传感器等）三、实验步骤和内容1.了解无线传感网的基本概念和特点。
2.搭建无线传感网实验平台。
将无线传感器节点和无线通信模块进行连接。
3.编程控制无线传感器节点，收集传感器数据并通过无线通信模块进行传输。
4.在电脑上设置接收数据的接口，并接收传感器数据。
5.对传感器数据进行分析和处理。
四、实验结果和讨论在实验中，我们成功搭建了一个简单的无线传感网实验平台，并通过无线通信模块进行数据传输。
通过编程控制，我们能够收集到传感器节点上的温度数据，并通过无线通信模块将数据传输到电脑上进行接收。
在实验过程中，我们发现无线传感网的优点是具有灵活性和扩展性。
通过无线通信模块，传感器节点之间可以进行无线通信，灵活地传输数据。
同时，我们还可以通过添加更多的传感器节点来扩展整个无线传感网的功能和覆盖范围。
然而，无线传感网也存在一些限制和挑战。
首先，无线通信模块的传输距离和传输速率有限，可能会受到环境因素的影响。
其次，无线传感器节点的能耗问题需要考虑，因为它们通常是使用电池供电的，而且在实际应用中通常需要长时间连续工作。
五、结论通过本次实验，我们对无线传感网的基本原理和特点有了一定的了解，并掌握了一些简单的无线传感网应用方法。
我们成功搭建了一个实验平台，并通过无线通信模块和传感器节点进行数据传输和接收。
实验结果表明，无线传感网具有一定的灵活性和扩展性，但同时也面临着一些挑战。
对于以后的无线传感网应用和研究，我们需要进一步探索和解决这些挑战。
传感器与无线传感网络 2.1-获取温度传感器数据任务3-实验
。
② 阀值与温度感应的关系情况分
析
。
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谢观 谢
看
将实验硬件平台通电并与电脑连接。 将温度传感模块、继电器模块、灯泡模 块、风扇模块这四个模块连接好线路， 各个模块的连线情况参考图2-1-13。
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第二章
2.1.4 任务实施
2.1获取温度传感器数据任务
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按下电源开关，启动实验设备，使温度传感模块开始工作。基准温度可通过调节温
度传感器模块上的电位器改变，如果感应温度比基准温度低，则灯泡灯亮，进加热模式； 如果感应温度比基准温度高，则风扇旋转，进入排热模式。
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传感器和无线传感网络
第二章 目录
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01 获取温度传感器数据任务 02 获取红外传感器数据任务 03 获取霍尔传感器数据任务 04 获取压电传感器数据任务 05 获取声音传感器数据任务
第二章
2.1.3 必备知识
2.1获取温度传感器数据任务
6. 温度传感模块认识
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（1）温度传感模块的电路板认识 温度传感模块的电路板包括4个电路板，分别是温度/ 光照传感模块电路板、继电器模块电路板、指示灯模 块电路板、风扇模块电路板。
表笔接入将GND接口，测量比较器正端输入电压，即温敏电阻两端的采集电压UA为 。 ② 将数字万用表的档位和黑表笔位置保持不变，红色表笔接入J7数字量输出接口，测量比
无线传感器网络实验报告
无线传感器网络实验报告实验报告：无线传感器网络的应用与优化探究一、实验目的本次实验旨在探究无线传感器网络的应用与优化，具体包括传感器网络的组网方式、数据传输协议的选择与优化等。
二、实验原理及工具1.传感器网络组网方式传感器网络通常采用星型、树型、网状三种组网方式。
星型组网结构简单，但单点故障时整个系统会瘫痪；树型组网结构便于数据的传输与管理，但在拓扑结构发生变化时需要重新组网；网状组网结构形式多样，具有较强的灵活性，但网络维护复杂。
本实验将分别对比三种组网方式的性能差异。
2.数据传输协议的选择与优化实验将分别采用无线传感器网络中常用的LEACH、BCP、SPIN协议进行数据传输。
并通过测试比较它们在不同条件下的性能表现，优化协议选择与参数设置，提高网络的传输效率和能耗。
3.实验工具实验中将使用Contiki操作系统，该操作系统是专门为无线传感器网络设计的，支持多种协议，并提供了实验所需的模拟环境。
三、实验内容及步骤1.组网方式的测试(1)搭建星型、树型、网状三种不同的传感器网络拓扑结构。
(2)分别记录每种网络结构在传输运行时的稳定性、延迟、能耗等性能指标，并进行对比分析。
2.数据传输协议的测试及优化(1) 安装Contiki操作系统，选择LEACH、BCP、SPIN协议，并设置相应的参数进行数据传输实验。
(2)改变实验条件（如节点密度、网络负载等），测试和比较三种协议在不同条件下的性能表现。
(3)根据实验结果，优化协议的参数设置，并比较优化后的协议和原始协议的性能差异。
四、实验结果及讨论1.组网方式的测试实验结果显示，星型组网方式具有简单易实现、维护成本低的特点，但存在单点故障的风险，一旦发生节点故障，整个系统将瘫痪。
树型组网方式在数据传输和管理方面具有一定的优势，但拓扑结构变化时需要重新组网。
网状组网方式相对灵活，但也增加了网络维护的复杂性。
根据实验结果，可以根据具体应用场景的要求选择最适合的组网方式。
无线温度检测_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉无线温度检测系统的基本原理和组成；2. 掌握无线温度传感器的使用方法和数据传输流程；3. 了解ZigBee协议栈在无线温度检测中的应用；4. 分析无线温度检测系统的性能指标和影响因素。
二、实验原理无线温度检测系统主要由温度传感器、无线通信模块、数据处理单元和上位机软件组成。
温度传感器用于检测环境温度，无线通信模块负责将温度数据传输到数据处理单元，数据处理单元对温度数据进行处理和分析，上位机软件负责数据显示、存储和报警等功能。
三、实验设备1. 无线温度传感器：型号为DHT11，用于检测环境温度；2. ZigBee模块：型号为XBee，用于无线通信；3. 单片机：型号为Arduino Uno，用于数据处理；4. 上位机软件：采用Python编程语言，利用matplotlib库进行数据显示；5. 连接线、电源等辅助设备。
四、实验步骤1. 连接设备：将温度传感器、ZigBee模块和单片机连接在一起，确保连接正确；2. 编写程序：在单片机上编写程序，实现温度数据的读取、无线传输和数据处理；3. 配置ZigBee模块：设置ZigBee模块的参数，如频道、数据速率等；4. 编写上位机程序：编写Python程序，实现数据显示、存储和报警等功能；5. 进行实验：将实验设备放置在待测环境中，启动实验，观察数据变化。
五、实验数据与分析1. 温度数据采集：在实验过程中，温度传感器实时采集环境温度数据，并通过无线通信模块传输到单片机；2. 数据处理：单片机对温度数据进行处理，包括滤波、转换等操作；3. 上位机显示：上位机软件将处理后的温度数据显示在图形界面上，方便观察和分析；4. 性能分析：通过实验数据，分析无线温度检测系统的性能指标，如响应时间、传输距离、抗干扰能力等。
六、实验结果与讨论1. 实验结果表明，无线温度检测系统能够稳定地采集和传输环境温度数据，满足实际应用需求；2. ZigBee模块在无线通信中表现出良好的性能，具有较远的传输距离和较强的抗干扰能力；3. 实验过程中，发现温度传感器在低功耗模式下响应时间较长，需要优化程序以提高响应速度；4. 在实际应用中，可根据需求选择合适的温度传感器和无线通信模块，以降低系统功耗和提高性能。
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2. 测量数值
1）设置基准温度的基准电压阀值 温度传感模块，需要设置有温度采集灵敏度的阈值，调零设置的方式如下：
① 调节电位器，改变比较器负端输入基准电压，从而改变基准温度，使得热敏电阻感应环
境的温度比基准温度低，指示灯模块的灯点亮，工作在加热模式，注意：后续测试不可
再调节电位器。
② 将数字万用表的档位调节至电压档（直流V档），将万用表的红表笔接入J10基准电压测
压，设置温度感应灵敏度，即阈值电压。
当温度较低时，热敏电阻的阻值较高，采
集热敏电阻两端的输出电压高于于阀值电 压，比较器1脚输出为高电平电压；当温度
上升，热敏电阻的阻值下降，当采集热敏 电阻两端的电压低于阀值电压时，比较器1 脚输出低电平电压。
6. 温度传感模块认识
第4页
第二章
2.1.3 必备知识
表笔接入将GND接口，测量比较器正端输入电压，即温敏电阻两端的采集电压UA为 。 ② 将数字万用表的档位和黑表笔位置保持不变，红色表笔接入J7数字量输出接口，测量比
较器输出电压UD为
。
3）加热升温时的参数
① 利用加热设备让温度传感器受热，模拟温度上升的状态，电路进入排热模式。观察电路
的变化情况，比较器输出指示灯的工作状态为
试接口，黑表笔接入J2GND接口，测量比较器负端的基准电压US为 接口位置要相同，如果位置相反，则检测结果数字应为负数。
。注意：表笔与
第二章
2.1.4 任务实施
2.1获取温度传感器数据任务
第9页
2）正常温度时的参数：
① 将数字万用表的档位调节至电压档（直流V档），红色表笔接入J6模拟量输出接口，黑
1）温度/光照传感模块电路板认识 如图所示，LM393是由两个独立的、高精度电压比较 器组成的集成电路，失调电压低，它专为获得宽电压 范围、单电源供电而设计，也可以以双电源供电，而 且无论电源电压大小，电源消耗的电流都很低。
第二章
2.1.3 必备知识
2.1获取温度传感器数据任务
该电路由LM393构成的双电压比较运放 电路，两个电压信号分别通过2、3脚输入 比较运放器，1脚根据两脚的电源情况，输 出相应的高电平或低电平。其中2脚输入电 压为比较基准电压，可以通过调节VR1可以 改变基准电压。3脚输入电压受热敏电阻影 响。调节VR1，调节比较器1正端的输入电
2.1获取温度传感器数据任务
6. 温度传感模块认识
第5页
2）继电器模块电路 继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式 变化，使被控制的输出电路导通或断开的自动控制器件。可分为电气量(如电流、电压、频 率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作 稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和 通信等装置中。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称 输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一 种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一 定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作 用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。 当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使 动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、 切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时 处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
将实验硬件平台通电并与电脑连接。 将温度传感模块、继电器模块、灯泡模 块、风扇模块这四个模块连接好线路， 各个模块的连线情况参考图2-1-13。
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第二章
2.1.4 任务实施
2.1获取温度传感器数据任务
第8页
按下电源开关，启动实验设备，使温度传感模块开始工作。基准温度可通过调节温
度传感器模块上的电位器改变，如果感应温度比基准温度低，则灯泡灯亮，进加热模式； 如果感应温度比基准温度高，则风扇旋转，进入排热模式。
第二章
2.1.3 必备知识
2.1获取温度传感器数据任务
6. 温度传感模块认识
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此温度测量模块中继电器模块电路图，如图所示。当4脚出现高电平时，继电器线圈1、4间得电， 这时施
2.1获取温度传感器数据任务
1. 启动温度传感模块
温度传感模块工作时需要有四个模 块，分别是温度/光照传感模块、继电器 模块、指示灯模块、风扇模块，如图21-13所示。指示灯模块用来模拟加热设 备，当温度过低时，指示灯亮，加热设 备开始工作，使电路工作在加热模式。 风扇模块用来模拟排热设备，当温度过 高时，风扇旋转，排热设备开始工作， 使电路工作在排热模式。
。
② 阀值与温度感应的关系情况分
析
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传感器和无线传感网络
第二章 目录
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01 获取温度传感器数据任务 02 获取红外传感器数据任务 03 获取霍尔传感器数据任务 04 获取压电传感器数据任务 05 获取声音传感器数据任务
第二章
2.1.3 必备知识
2.1获取温度传感器数据任务
6. 温度传感模块认识
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（1）温度传感模块的电路板认识 温度传感模块的电路板包括4个电路板，分别是温度/ 光照传感模块电路板、继电器模块电路板、指示灯模 块电路板、风扇模块电路板。
，风扇的工作状态为
。
② 测量此时的比较器的采集电压UA、输出电压UD分别为 、 。 4）停止受热后，观察电路的变化的情况，并记录。
第二章
2.1.4 任务实施
2.1获取温度传感器数据任务
3. 任务数据分析 1）将上述测试结果填入表2-1-1中。
2）表2-1-1获得的数据情况分析。
① 比较器1的作用
是