物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告PAGEPAGE4物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：2013/12/8目錄TOC\o"1-2"\u實(shí)驗(yàn)一RFID的讀與寫 2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3三、基本原理 3四、所需儀器 3五、實(shí)驗(yàn)步驟 3實(shí)驗(yàn)二RFID防撞系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 5一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 5三、基本原理 5實(shí)驗(yàn)三CC2530LED組件實(shí)驗(yàn) 9一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 9三、準(zhǔn)備知識 9四、實(shí)驗(yàn)原理 9五、實(shí)驗(yàn)步驟 9六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 11八、參考程序 12九、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 12實(shí)驗(yàn)四CC2530定時(shí)器組件實(shí)驗(yàn) 13一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?13二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 13三、準(zhǔn)備知識 13四、實(shí)驗(yàn)原理 13五、實(shí)驗(yàn)步驟 13八、參考程序 14九、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 15實(shí)驗(yàn)一RFID的讀與寫一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず蛯W(xué)習(xí)ISO/IEC18000-3，ISO15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第三部分協(xié)議和指令內(nèi)容實(shí)驗(yàn)二RFID防撞系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず蛯W(xué)習(xí)ISO/IEC18000-3，ISO15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第三部分協(xié)議的第8節(jié)Anticollision內(nèi)容，理解它的原理、流程和軟件實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過使用帶anticollison處理過程的指令和不帶anticollison處理過程的指令讀取多個(gè)標(biāo)簽，以及使用不帶anticollison處理過程的指令讀取單個(gè)標(biāo)簽，比較其指令和讀取的結(jié)果。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)防沖撞機(jī)理，掌握指令產(chǎn)生的作用。三、基本原理ISO15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第三部分第8節(jié)。四、所需儀器1、設(shè)置供電電源、多張電子標(biāo)簽。加電運(yùn)行系統(tǒng)，在系統(tǒng)的天線范圍內(nèi)放置多個(gè)標(biāo)簽。打開系統(tǒng)軟件PracticeSystem.exe，正確設(shè)置串口，操作如圖4.1所示：選擇確定當(dāng)前使用的串口，操作如圖4.2所示：按“Confirm”確認(rèn)后，然后按“Connect”連接串口。連接正確時(shí)信息欄顯示如圖4.3所示：2、操作(1)Anticollision操作在系統(tǒng)軟件下，“測試命令”處，選擇運(yùn)行“測試防沖突”，“發(fā)送使用防沖突算法的尋卡命令”動(dòng)作。操作如圖4.4所示：查看“響應(yīng)數(shù)據(jù)”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處和信息欄里的數(shù)據(jù)，上圖為放置3個(gè)標(biāo)簽（卡片）時(shí)“Anticollision”命令讀到的數(shù)據(jù)響應(yīng)。注意“Commanddata”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處的數(shù)據(jù)。(2)Non-Anticollision操作保持多張標(biāo)簽數(shù)量不變，在系統(tǒng)軟件下，“ISO15693命令”處，選擇運(yùn)行“Non-Anticollision”動(dòng)作。操作如圖4.5所示：查看“響應(yīng)數(shù)據(jù)”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處和信息欄里的數(shù)據(jù)，上圖為放置3個(gè)標(biāo)簽（卡片）時(shí)“Non-Anticollision”命令讀到的數(shù)據(jù)響應(yīng)。注意此時(shí)“Commanddata”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處的數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)的射頻磁場內(nèi)保留一張電子標(biāo)簽，拿出多余的標(biāo)簽，在系統(tǒng)軟件下，“ISO15693命令”處，再次選擇運(yùn)行“Non-Anticollision”動(dòng)作。操作如圖4.6所示：查看“響應(yīng)數(shù)據(jù)”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處和信息欄里的數(shù)據(jù)，上圖為放置1個(gè)標(biāo)簽（卡片）時(shí)“Non-Anticollision”命令讀到的數(shù)據(jù)響應(yīng)。注意此時(shí)“Commanddata”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處的數(shù)據(jù)。把這個(gè)數(shù)據(jù)和“Non-Anticollision”操作多個(gè)標(biāo)簽時(shí)以及“Anticollision”操作時(shí)“Commanddata”里面的“數(shù)據(jù)顯示欄”處的數(shù)據(jù)比較，結(jié)合ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，分析實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象和結(jié)果，體會實(shí)驗(yàn)過程，加深對RFID防沖撞的理解。實(shí)驗(yàn)三CC2530LED組件實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誄C2530芯片LED對應(yīng)的GPIO引腳，并且熟練掌握LED的使用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.實(shí)驗(yàn)箱中的基站2.燒錄線一根三、準(zhǔn)備知識熟讀文件/opt/atos/tos/lib/antc5/common/atosled.h的內(nèi)容。在這個(gè)代碼文件中詳細(xì)定義了各個(gè)LED對應(yīng)的引腳，已經(jīng)定義了各個(gè)LED的點(diǎn)燈和滅燈的操作。四、實(shí)驗(yàn)原理目前節(jié)點(diǎn)上有紅、藍(lán)、黃3個(gè)LED燈，其中，紅燈是工作指示燈，藍(lán)燈和黃燈主要用于程序調(diào)試?，F(xiàn)在對LED燈的操作有三種：點(diǎn)亮、關(guān)閉、閃爍（由亮變暗或者由暗變亮），相對應(yīng)的命令分別為：LED_BLUE_ON、LED_BLUE_OFF、LED_BLUE_TOGGLE、LED_YELLOW_ON、LED_YELLOW_OFF、LED_YELLOW_TOGGLE。在CC2530芯片中藍(lán)燈對應(yīng)P1.2，黃燈對應(yīng)P1.3，對P1.2的操作會反映在藍(lán)燈上，將P1.2置高，藍(lán)燈就會亮，否則藍(lán)燈就會滅掉。下面是CC2530中LED部分的原理圖。五、實(shí)驗(yàn)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(shí)將基站的燒錄開關(guān)撥上去2.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境3.在Cygwin界面中執(zhí)行cdapps/Demos/Basic/Led，進(jìn)入到LED實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浵拢缦聢D。4.在LED實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浵聢?zhí)行makeantc5install進(jìn)行編譯和燒錄，燒錄成功如下圖。5.可以看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為黃燈和藍(lán)燈交替閃爍。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)要達(dá)到LED等閃爍的效果，在每次LED等狀態(tài)改變之后要有一定時(shí)間的延時(shí)，否則狀態(tài)切換太快超出人眼的反應(yīng)時(shí)間就看不到閃爍的效果了。七、流程圖八、參考程序以下代碼為主要部分代碼，詳細(xì)代碼請參考該實(shí)驗(yàn)的源程序，源程序的目錄如下：$(安裝目錄)\cygwin\opt\atos\apps\Demos\Basic\LedmoduleLedM{usesinterfaceBoot;}implementation{/*LED燈演示*/taskvoidDemoLed(){/**目前節(jié)點(diǎn)上提供兩個(gè)LED燈LED_BLUE->藍(lán)燈LED_YELLOW->黃燈*/inti,j;while(1){for(i=0;i<1000;i++)for(j=0;j<500;j++);LED_BLUE_OFF;/*熄滅藍(lán)色LED燈*/LED_YELLOW_ON;/*點(diǎn)亮黃色LED燈*/for(i=0;i<1000;i++)for(j=0;j<500;j++);LED_BLUE_ON;/*熄滅藍(lán)色LED燈*/LED_YELLOW_OFF;/*點(diǎn)亮黃色LED燈*/}}/**啟動(dòng)事件處理函數(shù)，在LED.nc已經(jīng)關(guān)聯(lián)到MainC.Boot接口系統(tǒng)啟動(dòng)后會調(diào)用此函數(shù)*/eventvoidBoot.booted(){postDemoLed();}}九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)該實(shí)驗(yàn)完成了對CC2530芯片的LED進(jìn)行控制，實(shí)際上是對CC2530芯片的GPIO的控制。掌握芯片LED控制之后，在復(fù)雜的程序中可以用LED作為一種很好的調(diào)試手段。實(shí)驗(yàn)四CC2530定時(shí)器組件實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解CC2530芯片的定時(shí)器2.學(xué)會使用CC2530芯片的定時(shí)器二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.實(shí)驗(yàn)箱中的基站2.燒錄線一根三、準(zhǔn)備知識查看CC2530的芯片手冊中定時(shí)器部分的文檔，對定時(shí)器有一定的了解。同時(shí)要能夠理解定時(shí)器中斷的概念。可以找一些其它平臺的關(guān)于定時(shí)器的代碼進(jìn)行閱讀。四、實(shí)驗(yàn)原理CC2530芯片包含四個(gè)定時(shí)器（Timer1、Timer2、Timer3、Timer4）和一個(gè)休眠定時(shí)器（SleepTimer）。Timer1是16位的定時(shí)器，支持典型的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能以及PWM功能，該定時(shí)器共有三個(gè)捕捉/比較通道，每個(gè)通道使用一個(gè)單獨(dú)的I/O引腳。Timer1的時(shí)鐘頻率是由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻得到，首先由寄存器中的CLKON.TICKSPD分頻，系統(tǒng)時(shí)鐘是32MHz的情況下，CLKON.TICKSPD可以將該時(shí)鐘頻率分頻到32MHz（TICKSPD為000）、16MHz（TICKSPD為001）、8MHz（TICKSPD為010）、4MHz（TICKSPD為011）、2MHz（TICKSPD為100）、1MHz（TICKSPD為101）、0.5MHz（TICKSPD為110）、0.25MHz（TICKSPD為111）；分頻后的時(shí)鐘頻率可以被T1CTL.DIV分頻，分頻數(shù)為1、8、32、128。因此，在32MHz的系統(tǒng)頻率下，Timer1的最小時(shí)鐘頻率為1953.125Hz，最大時(shí)鐘頻率為32MHz。詳見CC2530.pdf第99頁。Timer2主要用于為802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中的CSMA/CA算法提供定時(shí)。該定時(shí)器即使在節(jié)點(diǎn)處于低功耗狀態(tài)下仍然運(yùn)行。Timer3和Timer4是兩個(gè)8位的定時(shí)器，主要用于提供定時(shí)/計(jì)數(shù)功能。SleepTimer主要將節(jié)點(diǎn)從超低功耗工作狀態(tài)喚醒。TinyOS系統(tǒng)下，定時(shí)器組件一般為通用組件（genericcomponents），通用組件類似于C++中的類，可以通過new來實(shí)例化最多255個(gè)定時(shí)器，類似于類實(shí)例化的對象。在Antc5下，定時(shí)器通用組件為TimerMilliC,是Timer1提供的，此外，Timer1還提供了Alarm32khzC等組件。定時(shí)器向上層提供的接口分為Timer和Alarm兩種，使用Timer接口需要指定定時(shí)器的精度，分為TMilli（毫秒）、T32kHz（32KHz）、TMicro（微秒）三種；使用Alarm接口既要指定定時(shí)精度，還要指定定時(shí)器的位寬。五、實(shí)驗(yàn)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(shí)將基站的燒錄開關(guān)撥上去2.打開Cygwin開發(fā)環(huán)境3.在Cygwin界面中執(zhí)行cdapps/Demos/Basic/Timer，進(jìn)入到定時(shí)器實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浵隆?.在定時(shí)器代碼目錄下執(zhí)行makeantc5install，進(jìn)行編譯和燒錄。5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為藍(lán)燈1秒閃一次，黃燈3秒閃一次。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在開啟一個(gè)定時(shí)器的時(shí)候有兩種方式，一種啟動(dòng)方式是只超時(shí)一次，另外一種是循環(huán)超時(shí)。所以在開啟的時(shí)候要根據(jù)具體的需求選擇具體的啟動(dòng)方式。七、流程圖八、參考程序以下代碼為主要部分代碼，詳細(xì)代碼請參考該實(shí)驗(yàn)的源程序，源程序的目錄如下：$(安裝目錄)\cygwin\opt\atos\apps\Demos\Basic\Timer#defineDBG_LEV5moduleTimerLedM{usesinterfaceBoot;/*Timer為系統(tǒng)接口TMilli指明了定時(shí)器的精度為毫秒*/usesinterfaceTimer<TMilli>asTimer1;/*as關(guān)鍵字為接口別名*/usesinterfaceTimer<TMilli>asTimer2;}implementation{/**任務(wù):切換黃色LED燈*/taskvoidToggleLedYellow(){LED_YELLOW_TOGGLE;}/**啟動(dòng)事件處理函數(shù)，在TimerLed.nc已經(jīng)關(guān)聯(lián)到MainC.Boot接口系統(tǒng)啟動(dòng)后會調(diào)用此函數(shù)*/eventvoidBoot.booted(){/**定時(shí)器1:持續(xù)工作，每隔1s觸發(fā)一次*/callTimer1.startPeriodic(1000);/**定時(shí)器2:持續(xù)工作，每隔3s觸發(fā)一次*/callTimer2.startPeriodic(5000);}/**定時(shí)器1的事件處理函數(shù)*/eventvoidTimer1.fired(){/**事件處理中直接切換藍(lán)色LED燈*/ADBG(5,"ledblue