第一篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗報告

物聯(lián)網(wǎng)實驗

實驗一 基礎(chǔ)實驗 1.1 串口調(diào)試組件實驗

1.1.1 實驗?zāi)康?/p>

在程序開發(fā)過程中，往往需要對編寫的代碼進(jìn)行調(diào)試，前面介紹了通過LED進(jìn)行調(diào)試的方法，該實驗主要是介紹串口調(diào)試的方式。本實驗通過一個簡單的例子讓讀者學(xué)會串口調(diào)試編寫的代碼。1.1.2 實驗原理

串口調(diào)試的語句格式為，ADBG(x, args?), 其中x為調(diào)試級別。我們在Makefile中定義一個默認(rèn)級別，在寫代碼的時候只有x不小于Makefile中定義的默認(rèn)級別時，該語句才能被輸出到串口，args?為打印的內(nèi)容，具體的格式和c語言中printf相同。ADBG(?.)語句實際上是通過CC2430的串口Uart0輸出打印語句的。1.1.3 實驗步驟

1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān)，同時將基站的燒錄開關(guān)撥上去

2.用串口線將基站和PC機器連接起來

3.打開串口助手（串口助手在光盤中的目錄為 $（光盤目錄）輔助工具串口助手），波特率設(shè)置為9600，其中串口號要根據(jù)自己的情況選擇，點擊【打開串口】。

4.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境

5.在Cygwin界面中執(zhí)行cd apps/Demos/Basic/ SerialDebug，進(jìn)入到串口調(diào)試實驗?zāi)夸浵隆?/p>

6.在串口調(diào)試代碼目錄下執(zhí)行make antc3 install，進(jìn)行編譯和燒錄。7.燒錄成功后，實驗現(xiàn)象為串口有內(nèi)容輸出，輸出內(nèi)容如下圖。

1.1.4 繼續(xù)實驗

通過級別控制，使得某些調(diào)試語句沒有被輸出到串口 修改方案：

如實驗原理說講ADBG(x, args?)，x是調(diào)試級別，當(dāng)x小于makefile文件定義的默認(rèn)級別時，此ADBG語句將不被執(zhí)行。所以可以做如下修改： ????

#define DBG_LEV 3000 #define RPG_LEV 2000 ????

ADBG(DBG_LEV, “rnrnDEMO of Serial Debugrn”, 'x');ADBG(DBG_LEV, “1.This is a string, and this is char '%c'rn”, 'x');ADBG(DBG_LEV, “2.NUM1: HEX=0x%x, DEC=%drn”,(int)(num1),(int)(num1));ADBG(RPG_LEV, “2.NUM2: HEX=0x%lx, DEC=%ldrn”,(uint32_t)(num2),(uint32_t)(num2));ADBG(RPG_LEV, “3.FLOAT: %frn”, float1);????

這樣，第4句和第5句就不會輸出。輸出內(nèi)容如下圖所示：

1.1.5 碰到的問題 第一次將基站同電腦用燒錄線連接起來時，電腦會無法識別此USB設(shè)備。這樣就不能把程序燒錄到基站和節(jié)點當(dāng)中。需要先在PC機上安裝此USB設(shè)備的驅(qū)動程序。具體操作是在設(shè)備管理器當(dāng)中，雙擊圖標(biāo)有感嘆號的設(shè)備，點擊更新驅(qū)動程序，路徑為：F:實驗室軟件物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動程序。1.1.6 心得體會 本實驗屬于驗證性實驗，比較簡單，代碼也淺顯易懂。主要通過此實驗學(xué)習(xí)了如何通過串口對程序進(jìn)行調(diào)試，這個調(diào)試功能是分級別調(diào)試的，只有調(diào)用處的調(diào)試級別不小于makefile中定義的調(diào)試級別的時候才會被輸出到串口。

1.2 串口組件通信實驗

1.2.1 實驗?zāi)康?/p>

能夠掌握CC2530中的串口的通訊功能，包括串口的發(fā)送功能和接受功能以及串口波特率設(shè)置功能。為今后的綜合實驗打下基礎(chǔ)。1.2.2 實驗原理

平臺提供了串口通信模塊組件PlatformSerialC，該組件提供了三個接口：StdControl、UartStream以及CC2530UartControl，其中，StdControl用于控制串口通信模塊的開關(guān)，UartStream提供了串口收發(fā)功能；CC2530UartControl接口用于設(shè)置串口通信得到波特率。其中UartStream的實現(xiàn)，實際上是在串口層做了一個緩沖，每次將發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)一個字節(jié)一個字節(jié)地往串口發(fā)送，最終達(dá)到串口的連續(xù)傳輸。1.2.3 實驗步驟

1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān) 2.用串口線將基站和PC機器連接起來

3.打開串口助手（串口助手在光盤中的目錄為 $（光盤目錄）輔助工具串口助手），波特率設(shè)置為9600，其中串口號要根據(jù)自己的情況選擇，點擊【打開串口】。

4.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境

5.在Cygwin界面中執(zhí)行cd apps/Demos/Basic/ SerialIO，進(jìn)入到串口通訊實驗?zāi)夸浵隆?/p>

6.在串口通訊代碼目錄下執(zhí)行make antc3 install，進(jìn)行編譯和燒錄。7.燒錄成功后，實驗現(xiàn)象為串口有內(nèi)容輸出。

8.根據(jù)串口輸出的提示進(jìn)行操作，串口提示為按下鍵盤【1】，基站的藍(lán)燈會閃爍一下，按下鍵盤【2】，基站的黃燈會閃爍一下。如果是其它按鍵，串口會提示“Error key”，如下圖。

1.2.4 繼續(xù)實驗

實現(xiàn)一個串口實驗，在串口助手中實現(xiàn)回顯的功能。修改方案：

在task void lightLED()函數(shù)當(dāng)中，當(dāng) m_echo_buf==’1’ 和

m_echo_buf==’2’ 時其各自的ADBG語句后面都多加一句 post showMenuTask();

task void lightLED()

{

if(m_echo_buf=='1'){

} else if(m_echo_buf == '2'){

} else { ADBG(DBG_LEV, “Error Key %crn”, m_echo_buf);LED_YELLOW_TOGGLE;/* 切換黃色LED燈 */ ADBG(DBG_LEV, “You choose to toggle YELLOW LEDrn”);post showMenuTask();LED_BLUE_TOGGLE;/* 切換藍(lán)色LED燈 */ ADBG(DBG_LEV, “You choose to toggle BLUE LEDrn”);post showMenuTask();

} } post showMenuTask();調(diào)試結(jié)果：

1.2.5 碰到的問題 此實驗相對比較容易，基本無碰上什么問題。

1.2.6 心得體會 此實驗的代碼看起來是挺容易讀懂的，但是在編程實現(xiàn)上缺沒有那么容易。TinyOS系統(tǒng)事先已經(jīng)將串口的發(fā)送和接受功能封裝成接口來讓我們調(diào)用，為我們使用串口的功能提供的極大的便利。這是nesC的一大優(yōu)勢。提供各式各樣的內(nèi)部組件也為我們做物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)應(yīng)用節(jié)省了許多編程上的時間。

1.3 Flash組件讀寫實驗

1.3.1 實驗?zāi)康?/p>

掌握CC2530芯片F(xiàn)lash的讀寫操作，同時為后面的綜合實驗做準(zhǔn)備。1.3.2 實驗原理

Flash存儲器具有非易失的特點，即其存儲的數(shù)據(jù)掉電后不會丟失。因此常用來存儲一些設(shè)備參數(shù)等。

Flash存儲器的組織結(jié)構(gòu)為：每頁2KB，共64頁（CC2530-F128）。Flash存儲器的寫入有別于RAM、EEPROM等其他存儲介質(zhì)，寫Flash時，每bit可以由1變?yōu)?而不能由0變?yōu)?，必須分頁擦除后才能恢復(fù)全“1”。因此，需要修改某頁中的部分字節(jié)時，需要將本頁中用到的所有數(shù)據(jù)讀出到RAM空間中修改，然后擦除本頁，再將RAM中的數(shù)據(jù)寫入。

CC2530中使用Flash控制器來處理Flash讀寫和擦除。使用DMA傳輸和CPU直接訪問SFR都可以配合Flash控制器完成寫Flash等操作。

DMA寫Flash：需要寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)存于XDATA空間，其首地址作為DMA的源地址，目的地址固定為FWDATA，觸發(fā)事件為FLASH。當(dāng)FCTL.WRITE置“1”時觸發(fā)DMA，傳輸長度應(yīng)為4的整數(shù)倍，否則需要補充；選擇字節(jié)傳輸，傳輸模式為單次模式，選擇高優(yōu)先級。1.3.3 實驗步驟

1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān) 2.用串口線將基站和PC機器連接起來 3.打開串口助手 4.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境

5.在Cygwin開發(fā)環(huán)境中執(zhí)行cd apps/Demos/Basic/Flash 6.在Flash目錄下執(zhí)行make antc3 install，進(jìn)行軟件的編譯和燒錄 7.燒錄成功后，串口有內(nèi)容輸出，具體如下圖

1.3.4 繼續(xù)實驗

自己定義一個結(jié)構(gòu)體，并且將結(jié)構(gòu)體的內(nèi)容寫入到0x1fff8，并且在寫完后將結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)讀取出來通原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

修改方案：

將數(shù)組ieee2 改為結(jié)構(gòu)體，在結(jié)構(gòu)體里面定義一個數(shù)組。

struct Super{

};uint8_t ieee[8] = {0};uint8_t ieee1[8] = {7,2,4,11,21,3,92,1};task void initTask(){

uint8_t i;struct Super super;for(i=0;i<8;i++){ } ADBG(DBG_LEV, “read now n”);

call HalFlash.erase((uint8_t*)0x1fff8);for(i=0;i < 8;i+=4){ } call HalFlash.write((uint8_t*)(0x1FFF8+i),(&super.num+i), 4);super.num[i] = ieee1[i];uint8_t num[8];

} call HalFlash.read(ieee,(uint8_t *)0x1FFF8, 8);ADBG(DBG_LEV, “read ok.n”);for(i=0;i < sizeof(ieee);++i){ } ADBG(DBG_LEV, “super.num[%d]=%dn”,(int)i,(int)ieee[i]);

調(diào)試結(jié)果：

1.3.5 碰到的問題 在做繼續(xù)實驗的時候，原本想，像對數(shù)組初始化那樣直接給結(jié)構(gòu)體里面的數(shù)組賦初值，但是如果這樣做了，在編譯的時候就會出現(xiàn)錯誤。在定義結(jié)構(gòu)體類型的時候不能給結(jié)構(gòu)體內(nèi)定義的數(shù)組賦初值，在定義好結(jié)構(gòu)體變量后，也不能直接給該結(jié)構(gòu)體變量的數(shù)組變量賦初值。最保險的方法就是對機構(gòu)體變量的數(shù)組變量挨個賦值。1.3.6 心得體會

這次實驗學(xué)習(xí)了Flash存儲器讀寫的基本原理，并通過了實驗來驗證對Flash存儲器的基本操作實現(xiàn)。這次實驗相對比較容易，就是在做繼續(xù)實驗的時候?qū)esC的結(jié)構(gòu)體的基礎(chǔ)知識了解不夠深而卡了一小會兒。這些基礎(chǔ)實驗雖然比較簡單，但是在之后的綜合實驗上會經(jīng)常使用到，為后面的綜合實驗做準(zhǔn)備。實驗二 點對點通信實驗

2.1 實驗?zāi)康?/p>

1.了解節(jié)點對點通信過程

2.學(xué)會ATOS平臺通訊模塊（ActiveMessage）的使用 2.2 實驗原理

本實驗使用TinyOS中的活動消息（ActiveMessage）模型實現(xiàn)點對點通信，活動模型組件ActiveMessageC包含了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中路由層以下的部分。在ATOS平臺下，ActiveMessageC包含的主要功能有：CSMA/CA、鏈路層重發(fā)、重復(fù)包判斷等機制。其中，CSMA/CA機制使節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先去偵聽信道狀況，只有在信道空閑的情況下才發(fā)送數(shù)據(jù)，從而避免了數(shù)據(jù)碰撞，保證了節(jié)點間數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸；鏈路層重發(fā)機制是當(dāng)節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送失敗時，鏈路層會重發(fā)，直到發(fā)送成功或重發(fā)次數(shù)到達(dá)設(shè)定的閾值為止，提高了數(shù)據(jù)成功到達(dá)率；重復(fù)包判斷機制是節(jié)點根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)包的源節(jié)點地址及數(shù)據(jù)包中的dsn域判斷該包是不是重復(fù)包，如果是重復(fù)包，則不處理，防止節(jié)點收到同一個數(shù)據(jù)包的多個拷貝。

ActiveMessageC向上層提供的接口有AMSend、Receive、AMPacket、Packet、Snoop等。AMSend接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送，Receive接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，Snoop是接收發(fā)往其它節(jié)點的數(shù)據(jù)，AMPacket接口用于設(shè)置和提取數(shù)據(jù)包的源節(jié)點地址、目的地址等信息，Packet接口主要是得到數(shù)據(jù)包的有效數(shù)據(jù)長度（payload length）、最大有數(shù)據(jù)長度、有效數(shù)據(jù)的起始地址等。AMSend、Receive、Snoop都是參數(shù)化接口，參數(shù)為一個8位的id號，類似于TCP/IP協(xié)議中的端口號。兩個節(jié)點通信時，發(fā)送節(jié)點使用的AMSend接口的參數(shù)id必須與接收節(jié)點的Receive接口的參數(shù)id一致。

在TinyOS操作系統(tǒng)下，所有的數(shù)據(jù)包都封裝到一個叫message_t的結(jié)構(gòu)體中。message_t結(jié)構(gòu)體包含四個部分：header、data、footer、metadata四個部分。其中header中包含了數(shù)據(jù)包長度、fcf、dsn、源地址、目的地址等信息；metadata包含了rssi等信息，詳見cc2420.h、Message.h、platform_message.h。其中，metadata部分不需要通過射頻發(fā)送出去，只是在發(fā)送前和接收后提取或?qū)懭胂鄳?yīng)的域。2.3 實驗步驟 1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān)，將基站的燒錄開關(guān)撥上去 2.用串口線將基站和PC機器連接起來 3.打開串口助手 4.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境

5.在Cygwin開發(fā)環(huán)境中執(zhí)行/opt/atos/apps/Demos/RFDemos/1_P2P 6.在點對點通訊目錄下執(zhí)行make antc3 install GRP=01 NID=01，進(jìn)行軟件的編譯和燒錄,(GRP=01 NID=01 的意思是將當(dāng)前的點燒錄為第一組，第一號)7.燒錄成功后，將基站的燒錄開關(guān)撥下去，將節(jié)點對應(yīng)的燒錄開關(guān)撥上去，然后打開節(jié)點的開關(guān)

8.執(zhí)行make antc3 reinstall GRP=01 NID=02 9.重啟基站

10.打開剛剛燒錄的節(jié)點的開關(guān)

11.在串口助手中根據(jù)提示輸入對應(yīng)的操作內(nèi)容 12.當(dāng)節(jié)點和基站通訊成功的情況如下圖

13.當(dāng)節(jié)點和基站通訊失敗的情況如下圖

2.4 繼續(xù)實驗

完成一個點對點的傳輸，讓基站給單獨節(jié)點發(fā)送一個命令，節(jié)點在接收到命令后將自己的藍(lán)燈狀態(tài)改變。

修改方案：

在Receive.receive(message_t* msg,void* payload.unit8_t len)函數(shù)中做修改。基站從串口接收到的數(shù)據(jù)存放在payload變量當(dāng)中，所以只需要判斷payload的長度和內(nèi)容跟命令是否一樣，如果一樣就改變藍(lán)燈的狀態(tài)。這里假設(shè)該命令為”BLUE”。

修改代碼：

event message_t* Receive.receive(message_t* msg, void* payload, uint8_t len){

uint8_t i;ADBG_APP(“rn*Receive, len = [%d], DATA:rn”, ADBG_N(len));for(i=0;i < len;i++){ } ADBG_APP(“%c”,((uint8_t*)payload)[i]);/* 繼續(xù)實驗 修改部分 開始*/

if(len==4){ if(((uint8_t*)payload)[0]=='B' &&((uint8_t*)payload)[1]=='L' &&((uint8_t*)payload)[2]=='U' &&((uint8_t*)payload)[3]=='E')

}

} /* 繼續(xù)實驗 修改部分 結(jié)束*/ ADBG_APP(“rn”);LED_YELLOW_TOGGLE;m_input_type = INPUT_ADDRESS;post showMenu();{ } LED_BLUE_TOGGLE;2.5 碰到的問題 1.在給節(jié)點燒錄程序的時候，容易出現(xiàn)no-chip-system was detected。這個時候要將下載器的reset按鈕按下去復(fù)位，才能使得節(jié)點順利燒錄程序。2.按照實驗步驟一步步做下來以后，基站給節(jié)點發(fā)送消息時，串口調(diào)試助手大多時間會顯示SentFAIL！。這個問題一直得不到解決，所以只好做繼續(xù)實驗。做繼續(xù)實驗的時候發(fā)現(xiàn)，雖然串口調(diào)試助手顯示的是SentFAIL ,但是基站還是能夠通過發(fā)送命令控制藍(lán)燈的亮滅。這說明基站跟節(jié)點的通訊是成功的。串口調(diào)試助手上顯示的是有誤的。至于為什么會出現(xiàn)這個問題，我們也沒有討論出結(jié)果來。

2.6 心得體會

該實驗完成了基本的節(jié)點之間的通訊，該實驗是基于穩(wěn)定的MAC點對點傳輸。所以熟練掌握這個實驗是接下來研究路由協(xié)議的基礎(chǔ)。這個實驗依然是驗證性實驗，但是出現(xiàn)的問題比前幾個實驗多了。節(jié)點燒錄不進(jìn)去、基站與節(jié)點能夠進(jìn)行通信，但是串口調(diào)試助手顯示失敗。在這兩個地方糾結(jié)的很久，最后還是跟同學(xué)交流，才知道這些問題大家都有出現(xiàn)。所以猜測可能是接口程序有問題。實驗三 發(fā)射功率設(shè)置實驗

3.1 實驗?zāi)康?/p>

了解CC2530芯片的8個輸出功率等級，掌握節(jié)點輸出功率的設(shè)置方法。3.2 實驗原理

CC2530芯片支持8個等級的發(fā)射功率，不同功率等級發(fā)射的最遠(yuǎn)距離不一樣，但是不是線性變化的。該實驗就是改變CC2530芯片的發(fā)射功率寄存器的數(shù)值來改變發(fā)射功率。3.3 實驗步驟

1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān) 2.用串口線將基站和PC機器連接起來 3.打開串口助手 4.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境 5.在Cygwin開發(fā)環(huán)境中執(zhí)行

cd /opt/atos/apps/Demos/RFDemos/3_SetTransmitPower/ 6.在功率設(shè)置實驗?zāi)夸浵聢?zhí)行make antc3 install GRP=01 NID=02，進(jìn)行軟件的編譯和燒錄

7.燒錄成功后，將基站的燒錄開關(guān)撥下去，將節(jié)點對應(yīng)的燒錄開關(guān)撥上去，然后打開節(jié)點的開關(guān)

8.執(zhí)行make antc3 reinstall GRP=01 NID=01 9.重啟基站

10.打開節(jié)點的開關(guān)，按照上面的提示進(jìn)行操作。在上面的界面中，按“Y”后 會顯示功率列表提供選擇，根據(jù)自己的選擇進(jìn)行功率設(shè)置，在設(shè)置完成后程序會自動給節(jié)點號為1的節(jié)點發(fā)送射頻數(shù)據(jù)，如下圖。

11.通過改變距離和改變發(fā)射功率級別，可以觀察到發(fā)送功率對發(fā)送的有效距離的影響。3.4 繼續(xù)實驗 在該實驗的基礎(chǔ)上測試，在最大和最小發(fā)射功率下兩個點之間通訊距離的差距。

3.5 碰到的問題 與“點對點通信實驗”一樣，基站與節(jié)點通訊成功以后，串口調(diào)試助手依舊顯示SentFAIL，但是我們可以通過查看代碼知道射頻接收數(shù)據(jù)的函數(shù)Receive.receive()函數(shù)里面有一條語句：LED_YELLOW_TOGGLE;說明當(dāng)節(jié)點接收到數(shù)據(jù)以后，節(jié)點的黃燈就會改變燈的狀態(tài)。我們就以此作為判斷節(jié)點是否成功接收到基站發(fā)出的數(shù)據(jù)的依據(jù)。在設(shè)置發(fā)射功率的時候，想把功率設(shè)置成14，卻怎么也設(shè)置不了。查看代碼才知道16的發(fā)射功率等級對應(yīng)的是十六進(jìn)制的‘0’—‘F’，如果要設(shè)置發(fā)射功率為14，則應(yīng)該輸入‘C’。3.6 心得體會 本實驗是在點對點通信實驗的基礎(chǔ)上完成的。通過本實驗，讓我們了解了CC2530芯片中功率級別的概念，以及如何設(shè)置發(fā)射功率的寄存器的值。為了解決這個實驗中出現(xiàn)的問題，仔細(xì)閱讀了所給的SetTransmitPowerM.nc文件的代碼。通過閱讀、分析代碼，對在TinyOS系統(tǒng)上進(jìn)行nesC編程有了進(jìn)一步地了解，也對nesC程序整體的框架有了一定的了解。

實驗四 星狀網(wǎng)絡(luò)通訊實驗 4.1 實驗?zāi)康?/p>

了解星形網(wǎng)絡(luò)的特點，掌握星形網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方法。

4.2 實驗原理

該實驗主要是完成星形網(wǎng)絡(luò)通訊實驗。在這個實驗中所有的基本節(jié)點都是直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，這樣就會形成一個星形。在節(jié)點端，每個節(jié)點都會啟動一個定時器，在定時器超時的時候，節(jié)點就會開始采集傳感器數(shù)據(jù)，在完成傳感器數(shù)據(jù)采集后，節(jié)點就會將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給基站；在基站端，接收到節(jié)點的數(shù)據(jù)后，按照基站和上位機通訊的協(xié)議將數(shù)據(jù)上報給上位機軟件。

4.3 實驗步驟

1.將基站同電腦用燒錄線連接好，打開基站的開關(guān) 2.用串口線將基站和PC機器連接起來 3.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境

4.在Cygwin開發(fā)環(huán)境中執(zhí)行cd /opt/atos/apps/Atosenet/ANTStartnet/Base 5.在功率設(shè)置實驗?zāi)夸浵聢?zhí)行make antc3 install GRP=01 NID=01，進(jìn)行軟件的編譯和燒錄

6.燒錄成功后，將基站的燒錄開關(guān)撥下去，將節(jié)點對應(yīng)的燒錄開關(guān)撥上去，然后打開節(jié)點的開關(guān)

7.執(zhí)行cd /opt/atos/apps/Atosenet/ANTStartnet/Node，進(jìn)入到星形實驗的節(jié)點目錄。

8.在該目錄下面執(zhí)行make antc3 install ASO=LIGHT TYPE3 GRP=01 NID=02,對節(jié)點進(jìn)行燒錄。

9.依次燒錄剩下的節(jié)點，確保每個節(jié)點的NID是不一樣的 10.將節(jié)點和基站的天線都插好，并且將節(jié)點的開關(guān)都打開。

11.運行光監(jiān)控軟件，如果沒有安裝，請先安裝該軟件，這個軟件的安裝包在【實驗光盤演示中心LightField.msi】。

12.選擇正確的串口號，點擊運行標(biāo)志，運行之后的界面如下。

13.從運行的圖片中可以看到一個星形的網(wǎng)絡(luò)。如果想看到一個更大的星形的網(wǎng)絡(luò)，可以多燒錄幾個節(jié)點。

4.4 繼續(xù)實驗

在該實驗的基礎(chǔ)上，嘗試讓基站的ID變?yōu)?。每個基本節(jié)點都將自己的目的地址變?yōu)?。并且最終通訊形成星形網(wǎng)絡(luò)。

修改方案：

將node文件夾里面的makefile 文件打開，將PFLAGS +=-DATE_PROFILE_TABLE_CONFIG 改為PFLAGS +=-DATE_PROFILE_TABLE_CONFIG=2。這個修改的目的是為了設(shè)置星形網(wǎng)絡(luò)的父節(jié)點。ATE_PROFILE_TABLE_CONFIG的值就是靜態(tài)路由默認(rèn)的目的節(jié)點的ID號。所以這樣一改，就能使每個基本節(jié)點都將自己的目的地址變?yōu)?。

4.5 碰到的問題

按照步驟將所給的程序分別燒錄到基站和節(jié)點以后，會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D所示的網(wǎng)絡(luò)非星形網(wǎng)絡(luò)，而是樹狀網(wǎng)絡(luò)。詢問助教才知道這是沒有對控制星形網(wǎng)絡(luò)父節(jié)點的變量賦初值的緣故。需要將Node文件夾里的makefile文件的ATE_PROFILE_TABLE_CONFIG 改為PFLAGS +=-DATE_PROFILE_TABLE_CONFIG=1。這樣得到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D才是正確的。按照繼續(xù)實驗的要求修改makefile文件后，燒錄時給基站賦予的節(jié)點ID值也改為了2，但是出來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，其星形網(wǎng)絡(luò)的父節(jié)點的ID仍然是1。這個問題其他的同學(xué)也出現(xiàn)過。但是沒有討論出解決方案。

4.6 心得體會

這個實驗是每個基本節(jié)點都將采集到的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，所以使用的是星形網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)只需要基本節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到基站，而不需要基本節(jié)點之間進(jìn)行通訊，也不需要基站向基本節(jié)點發(fā)送消息，所以基本節(jié)點在每次發(fā)送的時候只需要填寫目的地址為1就可以。所以該實驗使用的路由協(xié)議只需要靜態(tài)的路由協(xié)議就可以實現(xiàn)了，節(jié)點在上電的時候?qū)⒒咀鳛槲ㄒ坏穆酚尚畔懭氲絝lash中，每個節(jié)點按照這樣的路由信息發(fā)送，最終形成的就是星形網(wǎng)絡(luò)。為了分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D出現(xiàn)樹狀網(wǎng)絡(luò)的原因，還找到了靜態(tài)路由協(xié)議的文件夾Profile，仔細(xì)查找才發(fā)現(xiàn)影響父節(jié)點的變量是ATE_PROFILE_TABLE_CONFIG。所以感覺這些實驗沒有表面看起來這么簡單，如果要分析透徹其中的原理以及實現(xiàn)方法，還得花較多的功夫。

第二篇：物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗報告(未刪減)

西安郵電大學(xué)

通信與信息工程學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗報告

專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(班內(nèi)序號):

年 月 日

電容充放電實驗報告

一、引言

本次試驗在陳瑞老師的指導(dǎo)下，通過在面包板上組裝簡單電路，學(xué)習(xí)電容充放電過程中，發(fā)光二極管的點亮與熄滅的過程。

二、硬件設(shè)計

本次實驗使用電子元件為：兩個碳膜電阻，阻值分別為10K和 ；兩個發(fā)光二極管；兩個電解電容，大小均為1uF；電源（用USB線連接電腦代替）；若干插線等。

在面包板上按電路圖連接電路，連接完成后進(jìn)入測試。

三、測試結(jié)果

電路接通后，閉合S1，發(fā)光二極管D1亮，；斷開S1，電源斷開，閉合S2，D2亮，D1熄滅，實驗結(jié)束。

發(fā)光二極管D1亮，表示充電的過程；斷開S1，閉合S2后，D2亮，表示放電的過程。

實驗成果展示：

簡單電子門鈴實驗報告

一、引言

本次實驗是利用現(xiàn)有元件在面包板上參照簡單電子門鈴電路圖連接電路，使電子門鈴元件發(fā)出間歇的滴滴聲。

二．硬件設(shè)計

本次實驗所用電子元件：若干碳膜電阻，阻值不等；若干電容，大小不等，兩個三極管規(guī)格分別為PNP三極管和NPN三極管；電子門鈴元件，電源；插線若干等。

在面包板上按電路圖連接電路，進(jìn)入測試階段。

原理簡述：C1起到充、放電作用，R1起限流作用，當(dāng)電源接通時電流通過喇叭向C1充電，這時C1的電壓很快上升。當(dāng)C1的電壓上升至ⅤT2的工作電壓時（一般0.7Ⅴ），ⅤT2得電導(dǎo)通電壓加至VT1基極，VT1也得電導(dǎo)通，電壓又從VT1的集電極加至喇叭，喇叭得電工作發(fā)出嘟聲。喇叭得電工作的同時電壓也加到了C1上，使C1進(jìn)速放電，這時C1的電壓進(jìn)速下降，當(dāng)電壓降至VT2絕止電壓時（低干0.7），VT2停止工作，VT1也跟著停止工作，喇叭因此失壓也不再發(fā)聲。電路完成了一次充放電周期。周期完成后電路又進(jìn)入第二次充放電周期。C1又回到原來繼續(xù)充電，電壓升至VT2導(dǎo)通電壓時，VT2得電工作，VT也得電工作??。每一周期喇叭只發(fā)出一聲 嘟 聲。當(dāng)周期不斷也循環(huán)喇叭就發(fā)出 嘟 嘟 嘟??聲了。這就是頻率。改變R1的阻值可改變頻率（也就是改變喇叭 嘟 嘟聲的間隔時間）

在正確連接電路的情況下，通過置換電阻與電容改變頻率使電子元件發(fā)出有規(guī)律的滴滴聲。

三、測試結(jié)果

連接電源，簡單門鈴電子元件發(fā)出有規(guī)律的滴滴聲，斷開電源，滴滴聲消失。

實驗成果展示：

指導(dǎo)教師評語：

實 驗 成 績:

指導(dǎo)(輔導(dǎo))教師 :

說明：

1.模板以《課程設(shè)計》課程為例，因此紅色字體部分為可更改部分，請根據(jù)所授課程的實際情況填寫。

2.本實習(xí)報告封皮適用于通信與信息工程學(xué)院所有實踐、實驗類課程（如：《生產(chǎn)實習(xí)》、《科研訓(xùn)練》、《企業(yè)實習(xí)》、《下一代網(wǎng)絡(luò)實驗》、《信息安全基礎(chǔ)實驗》、《移動通信基礎(chǔ)實驗》、《信息安全專業(yè)課程設(shè)計》、《通信工程專業(yè)課程設(shè)計》、《認(rèn)識實習(xí)》、《通信軟件設(shè)計課內(nèi)實驗》、《基于JAVA的網(wǎng)絡(luò)編程》、《通信網(wǎng)絡(luò)實驗》、《移動通信實驗》等）。3.封面中，時間一欄指的是學(xué)生提交報告的時間，如：2014年X月X日。4.封底中，教師評語要求詳盡、具體，能根據(jù)學(xué)生的實際情況填寫，并能指出學(xué)生學(xué)習(xí)本課程中所出現(xiàn)的不足和問題。

5.模板中其他部分可以機填，但指導(dǎo)教師評語、實驗成績以及指導(dǎo)教師簽字均為手填。

6.如包含多個實驗內(nèi)容，總封皮及總成績由最后一名帶課老師給出。

7、全文小四宋體，行間距20磅；

8、一級標(biāo)題采用黑體三號字，二級標(biāo)題采用宋體加粗四號字，三級標(biāo)題采用宋體加粗小四號字；一級標(biāo)題為一、二、三，二級標(biāo)題為1、2、3，三級標(biāo)題為（1）、（2）、（3）。

撰寫內(nèi)容提綱：

一、摘要（200-300字，主要包括“為什么做、做什么、怎么做、做的結(jié)果怎么樣”四部分，摘要必須簡明扼要，并附關(guān)鍵詞3-5個）

二、英文摘要

三、引言（對報告總體的概述，目的是向讀者簡略描述短文內(nèi)容或相關(guān)背景，吸引讀者對本文產(chǎn)生興趣，對正文起到提綱掣領(lǐng)和激發(fā)閱讀興趣的作用）

四、硬件設(shè)計（闡述本設(shè)計的硬件電路，并附硬件設(shè)計圖）

六、測試結(jié)果（給出設(shè)計的系統(tǒng)的測試結(jié)果，與任務(wù)進(jìn)行對比，并給出設(shè)計出的整體作品外觀圖）

七、項目團(tuán)隊成員貢獻(xiàn)及心得體會

（1）***，主要參與了該設(shè)計的硬件設(shè)計，并調(diào)試了*******，通過本設(shè)計，自己學(xué)習(xí)了********。（結(jié)合自己情況撰寫，200-300字之間）（2）***（3）***

八、主要參考文獻(xiàn)（列近5年主要參考文獻(xiàn)6篇以上，格式如下）

（1）期刊文章（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：J）

[序號] 主要責(zé)任者。題名[J]。刊名，年，卷(期)：起止頁碼（任選）。

（2）專著（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：M）

[序號] 主要責(zé)任者。題名[M]。出版地：出版者，出版年，起止頁碼。

（3）論文集（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：C）中析出的文獻(xiàn)（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：A）

[序號] 析出文獻(xiàn)主要責(zé)任者。析出文獻(xiàn)題名[A]。論文集主要責(zé)任者（任選）。論文集題名[C]。出版地：出版者，出版年，析出文獻(xiàn)起止頁碼。

（4）學(xué)位論文（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：D）

[序號] 主要責(zé)任者。題名[D]。出版地：出版者，出版年。

（5）國際、國家標(biāo)準(zhǔn)（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：S）

[序號] 標(biāo)準(zhǔn)編號，標(biāo)準(zhǔn)名稱[S]。發(fā)布年。

（6）專利（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：P）

[序號] 專利所有者。專利名稱[P]。專利國別：專利號，出版日期。

（7）電子文獻(xiàn)

[序號] 主要責(zé)任者。電子文獻(xiàn)題名。電子文獻(xiàn)出處（或可獲得地址），發(fā)表（或更新）日期/引用日期。

專著(M)；論文集（C）；報紙文章（N）；期刊文章（J）學(xué)位論文（D）；報告（R）；標(biāo)準(zhǔn)（S）專利（P）

（8）未定義類型的文獻(xiàn)（文獻(xiàn)類型標(biāo)識：Z）

[序號] 主要責(zé)任者。文獻(xiàn)題名[Z]。出版地：出版者，出版年。

第三篇：物聯(lián)網(wǎng)

組成：宇宙空間部分：由24顆人造衛(wèi)星構(gòu)成，其中21顆工作，3顆備用。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道面上，使地球表面任何地方在任一時刻都有至少6顆衛(wèi)星在視線之內(nèi)，可達(dá)到準(zhǔn)確定位和跟蹤。4

地面監(jiān)控系統(tǒng)：由1個主控站、6個監(jiān)測站、4個地面天線組成。負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回的信息，并計算衛(wèi)星星歷、相對距離，大氣校正等數(shù)據(jù)。

用戶設(shè)備部分：即用戶GPS信號接收機，主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成導(dǎo)航和定位工作

原理：GPS使用24顆人造衛(wèi)星所形成的網(wǎng)絡(luò)來三角定位接受器的位置，并提供經(jīng)緯度坐標(biāo)，可以達(dá)到準(zhǔn)確定位。但GPS定位的位置需要在可看見人造衛(wèi)星或軌道所經(jīng)過的地方，因此只用于室外定位。

組成：GPS手機+網(wǎng)絡(luò)基站+位置服務(wù)器+GPS

原理：1）AGPS手機將其的基站地址通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)轿恢梅?wù)器； 位置服務(wù)器將與該位置相關(guān)的GPS輔助信息（包含GPS的星歷和方位俯仰角等）傳輸?shù)绞謾C；2）手機的AGPS模塊根據(jù)輔助信息（以提升GPS信號的第一鎖定時間能力）接收GPS原始信號； 3）手機解調(diào)GPS原始信號并計算手機到衛(wèi)星的距離，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)轿恢梅?wù)器；4）位置服務(wù)器據(jù)此完成對GPS信息的處理，估算手機的位置，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺，完成手機用戶的定位。

特點: 低功耗、成本低、時延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有三種，星型網(wǎng)、網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)和混合網(wǎng)。星型網(wǎng)是由一個PAN協(xié)調(diào)點和一個或多個終端節(jié)點組成的。

PAN協(xié)調(diào)點必須是FFD，它負(fù)責(zé)發(fā)起建立和管理整個網(wǎng)絡(luò)，其它的節(jié)點（終端節(jié)點）一般為RFD，分布在PAN協(xié)調(diào)點的覆蓋范圍內(nèi)，直接與PAN協(xié)調(diào)點進(jìn)行通信。星型網(wǎng)通常用于節(jié)點數(shù)量較少的場合。

結(jié)構(gòu)：Zigbee的體系結(jié)構(gòu)由稱為層的各模塊組成。每一層為其上一層提供特定的服務(wù)：即由于數(shù)據(jù)服務(wù)實體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；管理實體提供所有的其他管理服務(wù)。每個服務(wù)實體通過相應(yīng)的服務(wù)接入點（SAP）為其上層提供一個接口，每個服務(wù)接入點通過服務(wù)原語來完成所對應(yīng)的功能。

4.物聯(lián)網(wǎng)概念及層次結(jié)構(gòu)：

定義：把任何物品通過射頻識別（RFID），紅外感應(yīng)器，全球定位系統(tǒng)，激光掃描器 等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和共享，以實現(xiàn)智能化識別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

層次結(jié)構(gòu)：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層（行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)、行業(yè)應(yīng)用平臺），物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層（業(yè)務(wù)支撐平臺、核心網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)），物聯(lián)網(wǎng)感知層（定位授時、攝像監(jiān)控、傳感器網(wǎng)、M2M終端、RFID讀寫）

RFID的結(jié)構(gòu)：從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器和很多應(yīng)答器組成。

RFID的組成：：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用簽作為應(yīng)答器，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。閱讀器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式rfid讀寫器（如：C5000W）或固定式讀寫器。

應(yīng)用軟件系統(tǒng) ：是應(yīng)用層軟件，主要是把收集的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，并為人們所使用。

原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者由標(biāo)簽主動發(fā)送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

6.三要素：傳感器、感知對象、觀察者

特征：傳感器網(wǎng)絡(luò)是集成了監(jiān)測、控制以及無線通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點數(shù)目更為龐大(上千甚至上萬)，節(jié)點分布更為密集；由于環(huán)境影響和能量耗盡，節(jié)點更容易出現(xiàn)故障；環(huán)境干擾和節(jié)點故障易造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化；通常情況下，大多數(shù)傳感器節(jié)點是固定不動的。另外，傳感器節(jié)點具有的能量、處理能力、存儲能力和通信能力等都十分有限。傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是提供高服務(wù)質(zhì)量和高效帶寬利用，其次才考慮節(jié)約能源；而傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是能源的高效利用，這也是傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最重要的區(qū)別之一。

關(guān)鍵技術(shù)：節(jié)點自定位技術(shù)、時間同步技術(shù)、（3）數(shù)據(jù)融合技術(shù)、（4）網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

概念：M2M是machine-to-machine的簡稱，即“機器對機器”的縮寫，也有人理解為人對機器(man-to-machine)、機器對人(machine-to-man)等，旨在通過通信技術(shù)來實現(xiàn)人、機器和系統(tǒng)三者之問的智能化、交互式無縫連接

特點：（1）M2M通信與人和人之間的通信有本質(zhì)的區(qū)別，因為M2M通信是面向機器的通信，它將遍布在日常生活中的機器設(shè)備連接起來，組成網(wǎng)絡(luò)，所以具有常規(guī)通信所沒有的特點。（2）M2M表達(dá)的是多種不同類型通信技術(shù)的有機結(jié)合，包括機器之間通信、機器控制通信、人機交互通信以及移動互聯(lián)通信。

3）M2M讓機器、設(shè)備在應(yīng)用處理過程中與后臺信息處理系統(tǒng)建立無線連接、共享信息，并與操作者共享信息。（4）M2M技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、GPS等系統(tǒng)，能夠使業(yè)務(wù)流程自動化，集成公司的IT設(shè)備和非IT設(shè)備，并創(chuàng)造相關(guān)增值服務(wù)。

8.定義：云計算是一種動態(tài)的、易擴展的、通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計算方式。狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式；廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式?！霸啤?是指由成千上萬臺計算機和服務(wù)器集群，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的“電腦云”。

特點：以免費或付費使用的形式向用戶提供各種計算服務(wù)的，主要包括：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS（Infrastructure as a Service）、平臺即服務(wù)PaaS（Platform as a Service）和軟件即服務(wù)SaaS（Software as a Service）

9.古跡、古樹實時監(jiān)測，數(shù)字圖書館和數(shù)字檔案館

數(shù)字家庭，定位導(dǎo)航，現(xiàn)代物流管理，食品安全控制零售，數(shù)字醫(yī)療，防入侵系統(tǒng)

10.2009年8月，“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學(xué)院、運營商、多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院，無錫市江南大學(xué)還建立了全國首家實體物聯(lián)網(wǎng)工廠學(xué)院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。[1]

物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。截至2010年，發(fā)改委、工信部等部委正在會同有關(guān)部門，在新一代信息技術(shù)方面開展研究，以形成支持新一代信息技術(shù)的一些新政策措施，從而推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新經(jīng)濟(jì)增長點的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，具有良好的市場效益，《2013-2017年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場需求與投資預(yù)測分析報告》數(shù)據(jù)表明，2010年物聯(lián)網(wǎng)在安防、交通、電力和物流領(lǐng)域的市場規(guī)模分別為600億元、300億元、280億元和150億元。2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到2600多億元。

物聯(lián)網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要包括三大部分：首先是感知層，承擔(dān)信息的采集，可以應(yīng)用的技術(shù)包括智能卡、RFID電子標(biāo)簽、識別碼、傳感器等；其次是網(wǎng)絡(luò)層，承擔(dān)信息的傳輸，借用現(xiàn)有的無線網(wǎng)、移動網(wǎng)、固聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)等即可實現(xiàn)；第三是應(yīng)用層，實現(xiàn)物與物之間，人與物之間的識別與感知，發(fā)揮智能作用。

第四篇：物聯(lián)網(wǎng)1091 移動通信實驗報告內(nèi)容

實驗一

偽隨機序列產(chǎn)生實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

給實驗箱加電，通過鍵盤和液晶選擇“菜單”中的“一.偽隨機序列產(chǎn)生”

二、實驗內(nèi)容

1.m序列產(chǎn)生實驗

在偽隨機序列產(chǎn)生中選擇“1.m序列產(chǎn)生”（1）（2）在測試點TP201測試數(shù)據(jù)輸出的時鐘；

在測試點TP202測試輸出的周期為15的m序列碼。CH1連接到TP201；CH2連接到TP202； 按下示波器的“AUTO”鍵；

分別將CH1和CH2的電壓檔設(shè)為“2.0V”，時間檔設(shè)為“100us”； 將CH1向移動，CH2向下移動。按“RUN/STOP”鍵停止波形采樣。

和CH1始終波形對照，CH2波形從最寬的高電平開始讀取，15位的m序列碼測量操作與測量結(jié)果：

（1）（2）（3）（4）（5）（6）

為：***，如圖1-1-TP202。

圖1-1-TP202 2.GOLD序列產(chǎn)生實驗

在偽隨機序列產(chǎn)生中選擇“2.GOLD序列產(chǎn)生”

（3）（4）（5）在測試點TP201測試數(shù)據(jù)輸出的時鐘；

在測試點TP202、TP203測試用于產(chǎn)生GOLD序列的周期為31的m序列優(yōu)選； 在TP204測試輸出的周期為31的Gold序列碼。CH1連接到TP201；CH2連接到TP202； 按下示波器的“AUTO”鍵；

分別將CH1和CH2的電壓檔設(shè)為“2.0V”，時間檔設(shè)為“200us”； 將CH1向移動，CH2向下移動。按“RUN/STOP”鍵停止波形采樣。

時間檔設(shè)為“100us”，和CH1始終波形對照，CH2波形從最寬的高電平開始讀測量操作與測量結(jié)果：

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）

取，m序列優(yōu)選：******0，如圖1-2-TP202：

圖1-2-TP202 CH2連接到TP203，同樣可以測得另一組m序列優(yōu)選為：******0，如圖1-2-TP203；（7）

三、實驗小結(jié)

實驗二

直擴編解碼（DS）實驗

一、實驗內(nèi)容

（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）通過鍵盤和液晶選擇實驗“1.直擴編解碼”； 從觀測點TP201觀測時鐘信號； 從測試點TP202觀測發(fā)送數(shù)據(jù)的波形； 從TP203觀測擴頻PN碼的波形； 從TP204觀測擴頻后的數(shù)據(jù)波形； 從TP205觀測解擴出來的數(shù)據(jù)； 從TP206觀測解擴方的PN碼。

CH1連接到TP202；CH2連接到TP205； 按下示波器的“AUTO”鍵；

分別將CH1和CH2的電壓檔設(shè)為“2.0V”，時間檔設(shè)為“500us”； 將CH1向移動，CH2向下移動。按“RUN/STOP”鍵停止波形采樣。

CH1為原始數(shù)據(jù)波形，CH2為解擴數(shù)據(jù)波形。比較可以看出：CH2波形除了時測量操作與測量結(jié)果：

（1）（2）（3）（4）（5）（6）

間上有一定延遲外（約300us），形狀和CH1波形完全一致，這說明CH2解擴數(shù)據(jù)和CH1數(shù)據(jù)完全一致。如圖3-1-TP202~ TP205

圖3-1-TP202~TP205 注意：TP202的原始數(shù)據(jù)在隨機變化，所以TP202的波形和TP205的波形始終在變化。因此實際測的波形和圖3-1-TP202~TP205的波形可能不一致，但CH2波形除了時間上有一定延遲外，形狀和CH1波形完全一致。

（7）CH1連接到TP203，CH2連接到TP206，電壓檔設(shè)置保持為“2.0V”，時間檔設(shè)為“100us”。同樣可以測得擴頻PN碼波形和接收PN碼的波形完全一致。如圖3-1-TP203~ TP206

圖3-1-TP203~TP206 CH1連接到TP201，CH2連接到TP203，電壓檔設(shè)置保持為“2.0V”，時間檔設(shè)為“50us”。可以觀測時鐘和擴頻PN碼波形，比較時鐘可以讀出擴頻PN碼數(shù)據(jù)為：***0。如圖3-1-TP201~ TP203（8）

圖3-1-TP201~TP203（9）CH1連接到TP203，CH2連接到TP204，電壓檔設(shè)置保持為“2.0V”，時間檔設(shè)為“100us”。可以觀測擴頻PN碼波形和擴頻后的數(shù)據(jù)波形。如圖3-1-TP203~ TP204

圖3-1-TP203~TP204 注意：TP202的原始數(shù)據(jù)在隨機變化，因此TP204的擴頻波形可能和上面波形不一致。

實驗三 BPSK調(diào)制解調(diào)

一、實驗?zāi)康?/p>

通過鍵盤和液晶選擇“1 BPSK”。（1）（2）（3）

二、實驗內(nèi)容

測量操作與測量結(jié)果： 在測試點TP202測試發(fā)送方數(shù)據(jù)； 在測試點TP308測試BPSK調(diào)制后的波形； 在測試點TP204測試解調(diào)后的數(shù)據(jù)波形。

（1）（2）（3）（4）（5）（6）CH1連接到TP202；CH2連接到TP308； 按下示波器的“AUTO”鍵；

分別將CH1和CH2的電壓檔設(shè)為“2.0V”，時間檔設(shè)為“200us”； 將CH1向移動，CH2向下移動。按“RUN/STOP”鍵停止波形采樣。

CH1為原始數(shù)據(jù)波形，CH2為BPSK調(diào)制后的波形，仔細(xì)觀察可以原始數(shù)據(jù)和調(diào)制波的對應(yīng)關(guān)系。如圖5-1-TP202~ TP308。原始數(shù)據(jù)1個周期128位。

圖5-1-TP202~ TP308（7）CH1連接到TP202，CH2連接到TP204，電壓檔設(shè)置保持為“2.0V”，時間檔設(shè)為“500us”。CH1為原始數(shù)據(jù)波形，CH2為解調(diào)數(shù)據(jù)波形。注意：TP202的原始數(shù)據(jù)在隨機變化，所以TP202的波形和TP204的波形始終在變化。因此實際測的波形和圖5-1-TP202~TP204的波形可能不一致，但CH2波形除了時間上有一定延遲外（約300us），形狀和CH1波形完全一致。如圖5-1-TP202~ TP204

三、實驗小結(jié)

實驗四 GSM/GPRS 接入實驗

一、實驗?zāi)康?1.理解GSM/GPRS相關(guān)的AT命令集。2.了解主機通過GSM/GPRS模塊訪問有線網(wǎng)的配置流程。3.了解如何通過GSM/GPRS模塊讓設(shè)備終端之間建立TCP連接以傳輸用戶數(shù)據(jù)。4.理解短消息協(xié)議。5.理解GSM/GPRS信令流程。

二、實驗內(nèi)容 1.硬件連接。2.配置無線模塊。3.配置主機。4.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5.AT命令。6.GSM/GPRS信令仿真。

三、實驗環(huán)境

1、系統(tǒng)環(huán)境

2、硬件環(huán)境

每個實驗組配置2套設(shè)備，每套設(shè)備硬件由一臺計算機、一個SEMIT TTP 6606硬件模塊（已配置開通GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡）、一根串口電纜、一副耳機話筒、一個穩(wěn)壓電源組成。

注意：本軟件系統(tǒng)需要移動網(wǎng)絡(luò)的支持，實驗所在地的移動網(wǎng)絡(luò)需要支持GPRS業(yè)務(wù)并且用戶已申請開通。在網(wǎng)絡(luò)資源不夠或者信號很差的情況下，實驗也有可能無法正常進(jìn)行。（由于軟件界面顯示的信息較多，本軟件必須在1024*768以上的分辨率下運行）

3、軟件環(huán)境

Windows2000 Professional操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)中已配置TCP/IP協(xié)議棧。

五、實驗步驟

1、配置主機和GSM/GPRS硬件模塊

1）用串口電纜將SEMIT TTP 6606和計算機串口相連，接通穩(wěn)壓直流電源，打開開關(guān)。（注意保證天線接觸良好，切忌帶電插拔串口電纜）2）配置無線模塊（此時串口應(yīng)處于打開狀態(tài)）(1)初始化串口

(2)點擊界面上的“附著GPRS”按鈕，顯示附著成功

(3)點擊界面上的“配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”按鈕，顯示配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)成功(4)點擊界面上的“激活場景”按鈕，顯示激活場景成功 3）配置主機（如串口未關(guān)閉，請先關(guān)閉串口）

圖1 配置界面

(1)安裝標(biāo)準(zhǔn)modem驅(qū)動

點擊 “裝載Modem驅(qū)動” 彈出界面如圖2所示。勾上復(fù)選框，選擇不檢測調(diào)制解調(diào)器，單擊“下一步”。

圖2 添加/刪除硬件向?qū)?/p>

選擇“標(biāo)準(zhǔn)33600bps調(diào)制解調(diào)器”，單擊下一步，如圖3所示。

圖3 選擇modem型號

選擇將modem驅(qū)動裝載在與GSM/GPRS模塊有物理連接的端口上，單擊“下一步”，如圖4所示。

圖4 選擇端口

最后單擊“完成”，完成調(diào)制解調(diào)器的安裝。(2)新建GPRS連接

點擊 “連接管理”彈出界面如圖5所示，分別在其中輸入“連接名稱”，“用戶名”，“密碼”（此三項可根據(jù)用戶需要隨意填寫），“連接時使用”選擇“標(biāo)準(zhǔn)33600bps調(diào)制解調(diào)器（modem）” 并輸入“國家號”和“區(qū)號”。“電話號碼”中輸入“*99***1#”。點擊“新建連接”，新建立的連接名將出現(xiàn)在連接列表中。選中連接列表中的連接名，點擊“刪除連接”將刪除選中的連接。

圖5 連接管理

(3)撥號建立PPP鏈路

點擊 “網(wǎng)絡(luò)連接”彈出界面如圖6所示，如果你建的連接沒出現(xiàn)在列表中，請點擊“更新”。在連接列表中選中你所建的連接，點擊 “撥號”（撥號前要關(guān)畢Semit 6606所用的串口），在狀態(tài)欄中會顯示出撥號的狀態(tài)。不用連接時點擊“掛斷”。

圖6 PPP撥號

2.網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 1)話音服務(wù)(1)撥打電話

輸入對方電話號碼，點擊“撥號”按鈕進(jìn)行撥號，撥通后點擊“接聽”按鈕進(jìn)行通話，通話結(jié)束后點擊“掛機”按鈕結(jié)束通話。(2)接聽電話

出現(xiàn)來電提示后，點擊“接聽”按鈕進(jìn)行通話，通話結(jié)束后點擊“掛機”按鈕結(jié)束通話。2)短消息服務(wù)(1)發(fā)送短消息

輸入對方手機號點擊“確定”按鈕，會出現(xiàn)“短信服務(wù)中心號碼”對話框，填入當(dāng)?shù)胤?wù)中心號碼，點擊“確定”,并關(guān)閉該對話框，如圖8所示。

填入短信內(nèi)容單擊“發(fā)送”按鈕發(fā)送，提示欄中會出現(xiàn)短消息發(fā)送信息。(2)閱讀短消息

輸入要讀的短消息號，點擊“讀短信息”按鈕，短消息內(nèi)容或提示信息會出現(xiàn)在信息欄中。(3)刪除短消息

輸入要刪除的短消息號，點擊“刪除短信”按鈕，提示信息會出現(xiàn)在信息欄中。點擊“清除”按鈕能清空信息欄中所有信息。3)WAP服務(wù)

打開WAP瀏覽器，可通過GPRS瀏覽WAP網(wǎng)站。（在此之前要配置好，主機和無線模塊，并打開連接）4)聊天服務(wù) 服務(wù)器端配置：

點擊“服務(wù)器配置”,在“服務(wù)器配置”界面中，輸入連接端口號，并選擇連接方式“TCP”，點擊“確定”。如圖9所示 客戶端配置：

點擊“客戶端配置”，在“客戶端配置”界面中，輸入服務(wù)器的IP地址和服務(wù)器的連接端口號，并選擇連接方式“TCP”，點擊“確定”。如圖10所示?？蛻舳它c擊“連接”按鈕，建立“TCP”連接。

服務(wù)器端和客戶端可在“聊天內(nèi)容”中，輸入聊天信息，并點擊“發(fā)送”,發(fā)送聊天信息。點擊“斷開連接”斷開TCP連接。

圖7 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)界面

圖8

圖9

圖10

3．AT命令

在頁面左側(cè)輸入AT命令，通過AT命令來操作GPRS模塊。

前面提到的無線模塊配置工作，可在此處通過相應(yīng)的AT命令來完成。也可通過AT命令來實現(xiàn)短消息服務(wù)和話音服務(wù)，并從中觀察短消息協(xié)議和相應(yīng)的編解碼方法。頁面右側(cè)有詳細(xì)的AT命令描述。

圖11 AT命令界面

4．GSM/GPRS信令仿真

1)先選中GSM或GPRS仿真 2)再選擇所要仿真的信令流程

3)最后選擇正確的信令和信道進(jìn)行仿真 4)右面會相應(yīng)給出仿真結(jié)果

圖12 信令仿真界面

三、實驗小結(jié)

第五篇：廣工物聯(lián)網(wǎng)自動控制原理實驗報告

實驗報告

課程名稱

自動控制原理

_ 學(xué)生學(xué)院

自動化學(xué)院

_ 專業(yè)班級___物聯(lián)網(wǎng)工程（4）班___ 學(xué)

號____________ 學(xué)生姓名_________________ 組

員_________________ 指導(dǎo)教師_______李順祥 ________

2018 年 1 月

一．實驗?zāi)康?/p>

1、用MATLAB的命令

2、掌握MATLAB有關(guān)傳遞函數(shù)求取其零、極點計算的函數(shù)

3、掌握用MATLAB求取系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

二．實驗軟件環(huán)境

1、計算機

2、MATLAB軟件

三．實驗內(nèi)容

1、特征多項式的建立與特征根的求取

在命令窗口依次運行下面命令，并記錄各命令運行后果

>>p=[1,2,0,4];

構(gòu)建特征多項式p(s)=s^3+3s^2+4的矩陣 >>r=roots(p)

求特征方程p(s)= p(s)=s^3+3s^2+4=0的特征根 >>p=poly(r)

從特征根構(gòu)建特征多項式的矩陣

2、求單位反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

在命令窗口依次運行下面命令，并記錄各命令運行后果 >>numg=[1];deng=[500,0,0];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=1/500s^2的特征多項式 >>numc=[1,1];denc=[1,2];

構(gòu)建傳遞函數(shù)Gc(s)=(s+1)/(s+2)的特征多項式

>>[num1,den1]=series(numg,deng,numc,denc);

求G(s)Gc(s)>>[num,den]=cloop(num1,den1,-1)求開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)Gc(s)的閉環(huán)傳遞函數(shù)

>>printsys(um,den)

輸出傳遞函數(shù)

3、傳遞函數(shù)零、極點的求取

在命令窗口依次運行下面命令，并記錄各命令運行后果 >>num1=[6,0,1];den1=[1,3,3,1];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=(6s^2+1)/(s^3+3s^2+3s+1)的特征多項式 >>z=roots(num1);

求G(s)的零點 >>p=roots(den1);

求G(s)的極點 >>n1=[1,1];n2=[1,2];d1=[1,2*i];d3=[1,3];>>num2=conv(n1,n2)

求多項式(s+1)(s+2)>>den2=conv(d1,conv(d2,d3))

求多項式(s-2j)(s+2j)(s+3)>>printsys(num2,den2)

構(gòu)建H(s)=(s+1)(s+2)/(s-2j)(s+2j)(s+3)>>num=conv(num1,den2);den=conv(den1,num2);構(gòu)建G(s)/H(s)的特征多項式的矩陣

>>printsys(num,den)

輸出以多項式表示的傳遞函數(shù) >>pzmap(num,den),title(‘極點-零點圖’)

輸出傳遞函數(shù)的極點和零點圖

4、求反饋聯(lián)接系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

命令窗口依次運行下面命令，并記錄各命令運行后果 >>numg=[1];deng=[500,0,0];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=1/500s^2的特征多項式 >>numh=[1,1];denh=[1,2];

構(gòu)建傳遞函數(shù)H(s)=(s+1)/(s+2)的特征多項式 >>[num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh)>>printsys(num,den)

5、自行利用MATLAB命令求取以下系統(tǒng)傳遞函數(shù)，并記錄下結(jié)果

四．實驗的結(jié)果及分析1、2、3、4、5、五．實驗心得體會 通過本實驗，我了解了基本的Mathlab指令，也讓我認(rèn)識到了mathlab的強大。還有通過本實驗我主要了解了如何使用matlab指令求解傳遞函數(shù)以及其零極點，較為基礎(chǔ)，但十分重要，為后面實驗的開展打下基礎(chǔ)。

一．實驗?zāi)康?/p>

1、掌握MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行時間響應(yīng)分析

2、掌握一節(jié)慣性系統(tǒng)以及二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)特征以及系統(tǒng)性能與系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系

二．實驗軟件環(huán)境

3、計算機

4、MATLAB軟件

三．實驗內(nèi)容

1、使用MATLAB求一階慣性系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。

系統(tǒng)傳遞函數(shù)：

在命令窗口依次運行下面命令，并記錄各命令運行后結(jié)果 >>t=[0:.5:5];>>y=1-exp(-2*t);>>plot(t,y’r’);>>axis[0 5 0 1.1];>>set(gca,’ytick’,0:.1:1.1);>>title(‘y(t)=1-exp(-2t)’);>>xlabel(‘t’);>>ylabel(‘y(t)’);>>grid 若系統(tǒng)傳遞函數(shù)：G(S)=10/s+1 自行編制在命令窗口運行命令，求其單位階躍響應(yīng)，并與上面的結(jié)果進(jìn)行比較

2、使用MATLAB求二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。系統(tǒng)傳遞函數(shù)如下：

在命令窗口如下運行命令，并記錄各命令運行后結(jié)果 >>sysms s for zeta=[0:0.2:0.8,1:0.5:2] wn=0.4;wn=sym(num2str(wn));zet=sym(num2str(zeta));if zeta==0

figure(1)ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s^2+wn^2)),[0 80]);grid on title(‘xi=0’)elseif zeta==1 figure(2)ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s+wn)^2),[0 80]);

hold on;else

figure(2)

ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s^2+2*zeta*wn^2)),[0 80]);

hold on;end end grid on;title(‘xi:0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,2.0’)axis([0 80 0 1.8])gtext(‘0.4’)gtext(‘1.0’)gtext(‘2.0’)

四．實驗的結(jié)果及分析1、2、五．實驗心得體會

做完了這次實驗，我對如何使用Matlab對系統(tǒng)進(jìn)行時域分析有了進(jìn)一步的了解，包括對一階和二階系統(tǒng)，這是對系統(tǒng)分析的重要步驟。

一．實驗?zāi)康?/p>

1、掌握MATLAB平臺下繪制典型環(huán)節(jié)及系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的Bode圖和Nyquist圖（極坐標(biāo)圖）的方法

2、掌握利用Bode圖和Nyquist圖對系統(tǒng)性能進(jìn)行分析的理論和方法

二．實驗軟件環(huán)境

5、計算機

6、MATLAB軟件

三．實驗內(nèi)容

1、作各自典型環(huán)節(jié)的Bode圖和Nyquist圖，參數(shù)自定（1）比例環(huán)節(jié)

（2）積分環(huán)節(jié)

（3）慣性環(huán)節(jié)

（4）震蕩環(huán)節(jié)

2、開環(huán)傳遞函數(shù)如下

作Bode圖和Nyquist圖：求取幅值裕度和相角裕度，據(jù)此判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性與相對穩(wěn)定性；按Nyquist穩(wěn)定盤踞判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

四．實驗的結(jié)果及分析

1、(1)

(2)

(3)

(4)

2、五．實驗心得體會

本實驗主要了解Matlab軟件的使用以及使用matlab指令求傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)，了解各典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)，并求出某一開環(huán)傳遞函數(shù)的伯德圖，通過其幅值裕量和相角裕量，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這是一整個對系統(tǒng)進(jìn)行頻域分析的步驟，十分重要！