### 无线传感器网络实验实训——基于ZigBee的温湿度采集系统
#### 实验背景与目标
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量微小传感器节点组成的分布式网络,这些节点可以感知环境信息并通过无线方式传输至中心节点。本实验主要聚焦于利用ZigBee技术来实现温湿度等环境参数的采集与传输。
**ZigBee协议**是一种低功耗、低成本、短距离无线通信标准,特别适用于传感器网络中的应用。本实验采用的是TI公司的Z-Stack协议栈,通过IAR开发环境进行程序开发。
#### 开发环境搭建
- **软件和工具准备**
- IAR 10.1.1
- Z-Stack协议栈 (Zstack-CC2530-2.5.1a)
- SRF04EB仿真器
- 温湿度传感器 SHT1X
#### 安装IAR 10.1.1
1. **下载并安装IAR**
- 运行安装程序,通常建议安装在系统盘。
- 接受许可协议并设置安装路径。
- 完成安装后,不勾选查看发布说明或启动IAR。
2. **破解IAR**
- 启动IAR License Manager。
- 选择“离线激活”选项。
- 使用license generator生成许可密钥。
- 按照提示完成激活过程。
3. **安装SRF04EB仿真器驱动**
- 将仿真器接入计算机。
- 在设备管理器中选择列表安装。
- 设置驱动路径。
- 验证驱动安装成功。
#### 实验内容:温湿度检测实验
- **实验目的**
- 学习SHT1X系列温湿度传感器的使用。
- 理解如何在Z-Stack协议栈中集成温湿度数据采集功能。
- 掌握在Z-Stack任务中添加事件的方法。
- 实现周期性事件的处理。
- **实验步骤**
1. **硬件连接**
- 连接温湿度传感器SHT1X至开发板。
- 确保仿真器正确连接并驱动已安装。
2. **软件配置**
- 打开IAR,创建新的Z-Stack项目。
- 添加SHT1X驱动至项目。
- 配置Z-Stack参数以支持温湿度数据传输。
3. **编程实现**
- 编写初始化SHT1X的代码。
- 实现读取温湿度值的功能。
- 在Z-Stack任务中添加定时事件以定期读取温湿度数据。
- 编写发送数据至协调器的代码。
4. **测试验证**
- 下载程序到开发板。
- 观察数据是否正确传输到协调器。
- 调整代码以优化性能。
#### 技术要点
- **Z-Stack协议栈**
- 基于IEEE 802.15.4标准。
- 支持ZigBee PRO功能集。
- 提供了API接口用于应用程序开发。
- **SHT1X温湿度传感器**
- 高精度温湿度测量。
- 支持I²C通信接口。
- 适用于各种环境监测场景。
- **周期性事件处理**
- 利用定时器实现周期性的数据采集。
- 通过Z-Stack任务管理器调度任务执行。
- 确保数据采集与传输的实时性。
#### 结论
通过本次实验,参与者不仅掌握了ZigBee协议的基本原理和Z-Stack协议栈的应用方法,还学会了如何使用SHT1X系列温湿度传感器采集数据,并能够将这些数据通过ZigBee网络传输至中央节点。此外,还学习了如何在嵌入式系统中处理周期性事件,这对于未来开发复杂的无线传感器网络具有重要意义。
2025-06-16 10:40:22
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传感器实验
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