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传感网系统实验模块

(1)无线传感网络实验-LED 流水灯
【功能】1.掌握IAR开发环境的安装和基本功能;2.了解“工程选择的设置方法”;3.掌握创建工程和管理工程的方法;4.了解基本的编译和调试功能;5.学习使用观察窗口;6.了解Zigbee开发设备基础知识。
【效果】IAR Embedded Workbench(简称EW)的C/C++交叉编译器和调试器是目前最完整的和最容易使用专业嵌入式应用集成开发工具:包括从代码编辑器、工程建立到C/C++编译器、连接器和调试器的各类开发工具。它和各种仿真器、调试器紧密结合,使用户在开发和调试过程中,仅仅使用一种开发环境界面,就可以完成多种微控制器的开发工作。EW支持35种以上的8位/16位32位ARM的微处理器结构。通过实验使学生熟悉和掌握熟悉 IAR 集成开发环境的搭建和基本应用。学习使用 CC2530 单片机使I/O 口外接的六个灯轮流闪烁。

图23 IAR EW开发环境安装和配置                                                  图24 流水灯闪烁             
(2)ZigBee星型组网实验
【功能】1.了解ZigBee 星型网络通信原理及相关技术;2.了解ZigBee 星型网络组建的基本过程和方法。
【效果】利用1个ZigBee协调器、多个传感控制节点组建一个简单的星型网络,并观察射频顶板上LED指示灯的变化。利用上位机软件,查看生成的网络拓扑。    ZigBee,又称802.15.4,是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,完整的协议栈只有32 KB,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。以上特点决定ZigBee技术非常适合应用在无线传感器网络中。通过实验可帮助学生理解和掌握Zigbee网络通信原理和相关技术。

图25 ZigBee网络拓扑和网络节点图
 
(3)RFID的读、写实验
【功能】1.了解RFID读写器工作原理;2.了解RFID 读写器主板支持的几种通信方式;3.熟悉和学习ISO/IEC 18000-3,ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容中的读取和写入标签数据操作部分内容。
【效果】通过实验发送不同的基本指令,观察返回的数据,了解指令的作用。加深学生对RFID读写器工作原理的学习和理解;掌握RFID的通信方式和存储内容的读写操作。射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频(125k~134.2K)、高频(13.56MHz)、超高频(902MHz~928MHz),微波(2.45GHz)等技术。

图26 UID读取

图27单个BLOCK数据写入


 
(4)智慧农业管理系统综合实验
【功能】通过计算机与无线传感器网络的配合,模拟实现智能农业,对农产品生长的环境进行监控。增强学生对物联网相关技术的掌握和综合运用能力。
【效果】利用模拟智慧农业应用平台实现采用无线传感网络技术,定时采集空气温度、空气湿度、CO2 浓度、光照强度,土壤温度和水分等,来获得作物生长的最佳条件,通过自动调节温室环境、实现温室集约化、网络化远程管理。视频系统利用温室内安装的高清变焦智能球机,对温室内作物进行全方位视频采集和监测,实现利用温室内视频图像根据温室大棚内作物生长情况。通过实验强化学生所学物联网相关知识和技术的理解和掌握,提升学生对所学知识和技能的综合实践设计和应用能力。
     
图28目标板及相关模块连接                           图29智慧农业虚拟应用平台

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