无线传感器网络课程设计报告

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。

课程设计论文目录第一章绪论 (1)第二章ZigBee网络节点设计 (3)2．1、1ZigBee精简协议栈简介 (3)2．2 、节点程序设计 (3)2．3、发送消息 (4)2．4、接收消息 (5)第三章温度数据采集节点的设计 (6)3．1 、DS18B20的测温原理 (6)3．2 、DS18B20温度传感器的特点 (7)3．3、DS18B20的引脚介绍 (7)3．4、 DS18B20的使用方法 (7)3．5、节点的温度数据采集 (9)3．6、 cc2430核心芯片 (9)参考文献 (10)第一章绪论无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是信息感知和采集的一场革命，将给人类的生活方式带来颠覆性的改变。

2003年美国《商业周刊》将无线传感器网络列入四大新技术之一，美国《技术评论》将无线传感器网络列为未来新兴十大技术之首。

无线传感器网络经过四代的发展，综合了通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和传感器技术，使机器具备触摸世界的皮肤，使机器具备灵魂！无线传感器网络使人们Anywhere&Anytime都能获取详实、可靠的信息，实现“无处不在的计算”梦想，它在国防军事、环境监测和医疗卫生等领域具有庞大的生命力。

无线传感器网络让Anywlan的梦想——随时随地无线——不只是一个美丽的梦，它在未来将是如此真实地存在着——在每个人的身边。

将它作为本月专题，翼望促进无线传感器网络技术的发展和普及，实现人类生活的革命。

本专题涵盖无线传感器网络研究领域的主要方向，包括无线传感器网络的通信协议、节能管理、数据管理、安全性与可靠性等。

而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。

无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是信息感知和采集的一场革命，将给人类的生活方式带来颠覆性的改变。

专题报告项目名称：无线传感器网络的原理、关键技术及应用课程名称：计算机网络A班级：姓名：学号：教师：信息工程学院计算机系目录1无线传感器网络的原理 (3)1.1无线传感器网络的概念 (3)1.2无线传感器网络的系统结构 (3)2无线传感器网络的关键技术 (4)2.1无线传感器的发展历史及发展历程 (4)2.2网络通信协议 (5)2.3核心支撑技术 (5)2.4自组织管理 (5)2.5无线传感器的现在发展状况及研究状况 (6)2.6无线传感器的发展趋势 (6)3无线传感器网络的应用 (7)3.1军事应用 (7)3.2环境应用 (7)3.3医疗应用 (8)3.4家庭应用 (8)3.5其他应用 (9)4专题报告演讲 (10)5心得体会 (10)无线传感器网络的原理、技术及应用1无线传感器网络的原理1.1无线传感器网络的概念无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）就是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域里被监测对象的信息，并发送给观察者。

无线传感器网络使人们在任何时间、任何地点和任何环境条件下都能够获取大量翔实可靠的信息，最终成为一种“无处不在”的传感技术。

无线传感器网络涉及传感器技术、网络通信技术、无线传输技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术、软件编程技术等。

其应用已经由军事国防领域扩展到环境监测、交通管理、医疗健康、工商服务、反恐抗灾等多领域。

1.2无线传感器网络的系统结构无线传感器网络系统结构的一般形式如图1所示。

在传感器网络中，节点任意散落在被监测区域内，除了感测特定的对象，还进行简单的计算并维持互相之间的网络连接。

传感器网络具有自组织的功能，单个节点经过初始的通信和协商，形成一个传输信息的多跳网络。

还有就是每个传感网络装备有一个连接到传输网络的网关，传输网络是由一个单跳链接或一系列的无线网络节点组成的。

无线传感器网络技术课程设计报告学号姓名班级题目指导老师目录第1章概述 (1)1.1课程设计的核心任务 (1)1.2课程设计工作进程 (1)第2章需求分析 (2)2.1委托单位简介 (2)2.2需求调查 (2)2.2.1一般状况需求 (2)2.2.2应用需求 (3)2.2.3用户性能需求 (3)2.3可行性分析 (3)2.3.1技术可行性 (3)2.3.2经济可行性 (3)2.4系统功能 (3)第3章总体设计 (4)3.1系统设计思想 (4)3.2网络总体结构 (4)3.3信息点规划 (4)第4章详细设计 (6)4.1综合布线系统结构设计 (6)4.2学生宿舍楼（或员工宿舍楼） (7)4.2.1工作区 (7)4.2.2配线子系统 (8)4.2.3干线子系统 (8)4.2.4设备间与电信间 (9)4.2.5管理 (9)4.3教学楼（或办公楼） (9)第5章工程预算 (10)5.1设备清单 (10)5.2材料清单 (10)5.3施工费用 (11)第6章课程设计总结 (12)第1章概述注意：所有格式已定义为文档“样式”，学生可以在“样式”工具栏中查到, 每个学生都要严格按本模板的格式撰写本课程设计报告。

课程设计报告的标题（包括一级标题、二级标题、三级标题）在本模板中已作规定，所有章节、标题名称如需作调整，须征求指导老师同意。

课程设计报告的中文字符5000字以上，不含英文字符及标点。

1.1 课程设计的核心任务这里要介绍课程设计课题的主要任务。

课程设计的主要任务是设计与实现一个校园网、企业网或者小区网络的网络工程，包括实地调研与需求分析，网络拓扑结构的设计，网络设备选型，综合布线设计，综合布线器材的预算等内容。

也可以写写施工的过程和测试验收的过程。

1.2 课程设计工作进程这里要介绍课程设计分阶段完成的时间表，以及各阶段的工作内容。

工作进程需要划分阶段，注明完成时间。

详细介绍课程设计的设计步骤、实施步骤，以及每一个步骤的主要工作内容。

zigbee无线传感网络课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握zigbee无线传感网络的基本概念、原理和应用场景。

2. 了解zigbee协议栈的结构、功能及其工作流程。

3. 掌握zigbee网络拓扑结构、节点类型及其配置方法。

技能目标：1. 学会使用zigbee开发工具进行网络编程和调试。

2. 能够搭建简单的zigbee无线传感网络，并进行数据采集、处理和传输。

3. 培养学生运用zigbee技术解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，激发学习热情。

2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。

3. 培养学生关注社会热点问题，了解zigbee技术在现实生活中的应用，提高社会责任感。

课程性质：本课程属于信息技术领域，旨在让学生了解和掌握zigbee无线传感网络的基本知识，培养实际操作能力和创新思维。

学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们在前期课程中已具备一定的编程基础和网络知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握zigbee 技术，鼓励学生开展团队合作，提高解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使其在学习过程中形成正确的价值观。

通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. zigbee基本概念与原理- 无线传感网络概述- zigbee技术特点与应用场景- zigbee协议栈结构与工作原理2. zigbee网络结构与配置- zigbee网络拓扑结构- 节点类型及其功能- 网络配置与优化方法3. zigbee编程与调试- 开发工具与环境介绍- zigbee协议栈编程- 程序调试与故障排除4. 数据采集、处理与传输- 传感器节点数据采集- 数据处理与融合- 无线数据传输技术5. zigbee应用案例与实战- 现实生活中的zigbee应用案例- 实战项目：搭建简单的zigbee无线传感网络- 数据分析与优化教学内容安排与进度：第一周：介绍无线传感网络与zigbee基本概念、原理第二周：学习zigbee网络结构与配置方法第三周：掌握zigbee编程与调试技巧第四周：学习数据采集、处理与传输技术第五周：分析zigbee应用案例，进行实战项目设计与实施第六周：项目总结与成果展示，数据分析与优化教材章节关联：《信息技术》第四章：无线传感网络《信息技术》第五章：zigbee技术及应用《信息技术》实践教程：zigbee编程与实战案例三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：通过系统讲解zigbee无线传感网络的基本概念、原理、协议栈结构等内容，为学生奠定扎实的理论基础。

无线传感器网络课程设计环境综合监测实验要求
一、实验目的
以无线传感器网络实验箱为基础，根据一定的监测背景，设计一套检测实际环境中的某项数据的系统，如火警监控、天气监控等，自己通过组网模拟实际环境中的监测任务，并撰写实验报告，实验报告要有实际意义。

二、实验设备
1. 5个以上的通讯节点XM2110。

2. 4块以上传感器板，传感器板型号根据自己确定的监测功能进行选择。

3. 网关、串口线、网线。

4. PC。

三、实现功能
1. 将所选传感器节点下载相关程序并组网，监测相关数据。

2. 通过ekoview上传地图并查看当前数据以及组网。

3. 通过ekoview设置阈值并实现本地报警功能。

4. 通过ekoview绘制相关数据波动图。

四、实验要求
1. 在课程设计实验课上进行实验（两节课时间），并截取相关数据、图表。

2. 撰写实验报告，要说明实际意义。

无线传感器网络课程设计报告题目：系别：计算机科学与工程学院专业：物联网工程学生姓名：黄宏大学号：1200390113指导教师：林科摘要无线传感器网络技术将是21世纪最有发展前景的技术之一。

由于其具有组网快捷、灵活.且不受有线网络约束的优点.因而可应用于紧急搜索、灾难救助、环境监测等领域，只有广泛的应用前景，进而使得更节能高效的路由协议的研究变得越来越迫切。

本次课设首先介绍无线传感器网络发展现状和未来发展前景。

接着简略描述了无线传感器网络的基本知识及其特点和性能.并对其网络结构和网络协议体系结构做了简要分析。

然后阐述了协议的分类，并比较性的分析了当前一些较为重要的路由协议.分别总结了它们的优缺点和应用范围.最后着重介绍了基于LEACH 的路由协议。

关键词:无线传感器网络.路由协议，基于LEACH的路由协议，maltab目录第一章1.1 目的................................... .............. ... .................................................. .. (1)1.2需求分析................................... .............. .................. .................................. .. (1)1.2.1无线传感器网络性能分析.................................. .............. (1)1.2.2无线传感器网络结构...................................... ................................... .. (1)1.3无线传感器网络部分路由协议优缺点....................... .................................. (2)1. 3. 1泛洪协议(Flooding)................................ ................................... (2)1.3.3层次路由协议................................ ....... ................................... (2)1.4简单介绍LEACH协议................................ ................................... .......... . .. (3)第二章2. 1 LEACH协议的仿真详细设计过程....................... .... ..................... ................. ..32.11实现仿真的代码................................... ................................... ............. . (4)2.12仿真结果分析................................... ........ ........................... ........... (8)2.2课设总结.................................... ................ ......... .. (12)2. 3 参考文献................................ ........................ ................................... (13)致谢... ....................... ............. .................................... ................................... ..............第一章1.1目的无线传感器网络在现实生活中所起的作用已经越来越引起广大国内外科研工作者的兴趣.其研究成梁也日益显著.经济科技的飞速发展进一步加快了无线传感器网络应用到现实生活中的步伐。

无限传感网络课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握无限传感网络的基本概念、原理和应用，培养学生对无限传感网络的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

具体的教学目标如下：1.知识目标：•了解无限传感网络的定义、特点和分类；•掌握无限传感网络的基本组成、工作原理和关键技术；•了解无限传感网络在现实生活中的应用和未来发展。

2.技能目标：•能够运用无限传感网络的基本原理和关键技术，分析和解决实际问题；•能够使用相关工具和软件，进行无限传感网络的模拟和实验；•能够撰写简单的无限传感网络项目报告，展示自己的成果。

3.情感态度价值观目标：•培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生对无限传感网络的学习兴趣；•培养学生团队合作精神，提高学生沟通协作能力；•培养学生关注社会、关注生活的学习态度，认识到无限传感网络在现实生活中的重要性和价值。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括无限传感网络的基本概念、原理和应用。

具体的教学大纲如下：1.第一章：无限传感网络概述•无限传感网络的定义、特点和分类；•无限传感网络的基本组成、工作原理和关键技术；•无限传感网络在现实生活中的应用和未来发展。

2.第二章：无限传感网络关键技术•无线传感器的原理和分类；•无线传感网络的拓扑结构和工作协议；•无限传感网络的数据处理和传输技术。

3.第三章：无限传感网络应用案例•环境监测类应用案例；•生物医学类应用案例；•智能家居类应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体包括：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握无限传感网络的基本概念、原理和关键技术；2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解无限传感网络在现实生活中的应用和价值；3.实验法：通过动手实验，使学生巩固所学知识，提高实际操作能力；4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的无缝传感网络相关教材，作为学生学习的主要参考资料；2.多媒体资料：制作相关的教学PPT、视频等，以图文并茂的形式展示教学内容；3.实验设备：准备相关的实验设备和器材，为学生提供动手实践的机会；4.网络资源：引导学生查阅相关的网络资料，了解无限传感网络的最新发展动态。

无线传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传感器的基本概念、工作原理和应用场景；2. 掌握无线传感器网络的数据采集、传输和处理方法；3. 了解无线传感器在我国物联网领域的应用和发展趋势。

技能目标：1. 学会使用无线传感器进行数据采集和环境监测；2. 能够分析无线传感器网络的数据，解决实际问题；3. 培养学生动手实践、团队协作和创新能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对无线传感器技术的兴趣和求知欲；2. 增强学生对我国物联网产业的自豪感和责任感；3. 引导学生关注环保、节能等社会问题，培养其社会责任感。

课程性质分析：本课程为信息技术课程，旨在让学生了解和掌握无线传感器技术，提高其在实际应用中的技能。

学生特点分析：本课程面向初中年级学生，他们在认知水平和动手能力方面有一定的基础，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合；2. 采用项目式教学，培养学生的实践能力和团队协作精神；3. 注重情感态度价值观的培养，提高学生的社会责任感。

二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 无线传感器基础知识：- 传感器概念、分类和工作原理；- 无线传感器网络的结构、特点和关键技术；- 无线传感器在我国物联网领域的应用案例。

对应教材章节：第一章“传感器与无线传感器网络基础”2. 无线传感器技术与应用：- 数据采集、传输和处理方法；- 无线传感器节点的设计与实现；- 无线传感器网络协议和算法。

对应教材章节：第二章“无线传感器技术与应用”3. 实践项目：- 环境监测项目：空气质量监测、温湿度监测等；- 智能家居项目：智能照明、安防监控等；- 创意设计项目：学生可根据兴趣自主选题，结合无线传感器技术进行创新设计。

对应教材章节：第三章“无线传感器实践项目”教学内容安排与进度：1. 基础知识部分：2课时，讲解传感器概念、分类和工作原理，分析无线传感器网络结构及应用案例；2. 技术与应用部分：3课时，介绍数据采集、传输和处理方法，探讨无线传感器网络协议和算法；3. 实践项目部分：4课时，分组进行环境监测、智能家居和创意设计项目实践。

WSN课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握WSN（无线传感网络）的基本概念、原理和技术，培养学生运用WSN解决实际问题的能力。

具体分为以下三个维度：1.知识目标：学生能够理解WSN的基本原理、组成结构、工作原理及其在各个领域的应用；掌握WSN的通信协议、数据处理和数据融合等技术。

2.技能目标：学生能够运用WSN相关知识分析实际问题，设计简单的WSN系统，并进行调试和优化；具备阅读和理解WSN相关英文文献的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对新技术的敏感度和好奇心，增强其创新意识和团队协作精神，使其认识到WSN技术在解决现实问题中的重要性和可持续发展前景。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.WSN基本概念：介绍WSN的定义、特点、发展历程和应用领域。

2.WSN组成结构：讲解WSN的硬件、软件及网络结构，包括传感器、通信模块、数据处理单元等。

3.WSN工作原理：阐述WSN的感知、传输、处理和通信等基本原理。

4.WSN通信协议：介绍WSN中的典型通信协议，如IEEE 802.11、ZigBee等。

5.WSN数据处理与融合：讲解WSN中的数据处理方法、数据融合技术和算法。

6.WSN应用案例：分析WSN在环境监测、医疗保健、智能家居等领域的应用实例。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：教师讲解基本概念、原理和技术，引导学生掌握WSN的核心知识。

2.案例分析法：分析WSN的实际应用案例，让学生了解WSN在现实世界中的作用。

3.讨论法：学生针对WSN相关话题进行讨论，培养学生的思考和表达能力。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手设计、调试和优化WSN系统。

四、教学资源为了支持教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的WSN教材，为学生提供系统性的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读WSN领域的经典著作，拓展知识面。

辽宁工业大学无线传感网络技术课程设计（论文）题目：加速度传感器数据采集系统院（系）：电子与信息工程学院专业班级：物联网学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：14-06-23至14-07-11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：目录第1章加速度数据采集系统设计方案 (1)1.1 引言 (1)1.2 总体方案论述 (1)第2章加速度数据采集系统的硬件设计 (2)2.1 系统所需的硬件 (2)2.2 硬件系统各部分实现的功能 (3)2.3系统整体实现的功能简介 (4)第3章加速度传感器数据采集系统的软件设计 (5)3.1 系统软件的功能说明 (5)3.2 系统程序流程图 (5)3.3 系统主要代码 (6)第4章课程设计总结 (13)参考文献 (14)第1章加速度数据采集系统设计方案1.1 引言随着智能化脚步的到来，人们已经发明出了很多用于测量的高智能产品，其中就有加速度传感器，加速度传感器是通过测量由于重力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的移动速度，通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。

加速度传感器不仅可以测量牵引力产生的加速度，甚至可以用来分析发动机的振动。

其应用非常广泛，例如加速度传感器可应用于地震波的检测，车祸报警的应用，还可用于高压电线的摆动监测，应用十分的广泛。

1.2 总体方案论述加速度数据采集系统的总体结构如图1所示。

系统主要由三部分组成，包括加速度传感器节点，协调器，PC。

首先我们将编写好的协调器代码通过IAR环境烧写到协调器中，然后修改协调器中各节点ID，此时协调器将会组建一个小范围的网络来控制各个节点协调工作。

加速度传感器节点将采集到的数据通过无线的方式传给协调器，协调器通过串口将数据上传到上位机的显示屏。

本次的系统设计在原有的基础上增加了难度，不仅通过串口通信输出到 PC 机上实时显示，而且同过无线的方式用加速度传感器采集到的信息来控电机，通过转动与停止来检测是否产生加速度。

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。

无线传感器网络实验报告无线传感器网络实验报告引言：无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点能够感知环境中的各种物理量，并将所感知到的信息通过无线通信传输给基站或其他节点。

WSN广泛应用于农业、环境监测、智能交通等领域。

本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感器网络系统，了解其工作原理和性能特点。

一、实验背景无线传感器网络是现代信息技术的重要组成部分，其应用领域广泛且前景十分广阔。

通过实验，我们可以深入了解WSN的工作原理和应用场景，为今后的研究和开发提供基础。

二、实验目的1. 掌握无线传感器网络的基本概念和原理；2. 理解无线传感器网络的组网方式和通信协议；3. 了解无线传感器网络的性能特点和应用领域。

三、实验设备1. 无线传感器节点：本实验使用了10个无线传感器节点，每个节点都具备感知和通信功能；2. 基站：作为无线传感器网络的中心节点，负责接收并处理来自传感器节点的数据；3. 电脑：用于控制和监控整个无线传感器网络系统。

四、实验步骤1. 搭建无线传感器网络：将10个传感器节点分别放置在不同的位置，并保证它们之间的通信范围有重叠部分；2. 配置传感器节点参数：通过电脑连接到基站，对每个传感器节点进行参数配置，包括通信频率、传输功率等；3. 数据采集与传输：传感器节点开始感知环境中的物理量，并将采集到的数据通过无线通信传输给基站；4. 数据处理与展示：基站接收到传感器节点的数据后，进行数据处理和分析，并将结果展示在电脑上。

五、实验结果与分析通过实验，我们成功搭建了一个简单的无线传感器网络系统，并进行了数据采集和传输。

我们发现，传感器节点能够准确地感知环境中的物理量，并将数据可靠地传输给基站。

基站对接收到的数据进行了处理和分析，展示了环境中物理量的变化趋势。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了无线传感器网络的工作原理和性能特点。

无线传感网络课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传感网络的基本概念、原理和应用场景。

2. 掌握无线传感网络的体系结构、关键技术和协议。

3. 了解无线传感网络在环境监测、智能家居等领域的实际应用。

技能目标：1. 培养学生运用所学的无线传感网络知识，分析和解决实际问题的能力。

2. 提高学生设计、搭建和优化无线传感网络系统的技能。

3. 培养学生使用相关软件工具对无线传感网络进行仿真、测试和性能评估的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对无线传感网络的兴趣，激发其探索精神和创新意识。

2. 增强学生的团队协作能力，使其在项目实践中学会相互尊重、沟通和协作。

3. 引导学生关注无线传感网络技术在节能减排、环境保护等方面的价值，培养其社会责任感和使命感。

课程性质分析：本课程为电子信息类学科，涉及理论知识与实践操作相结合。

针对学生年级特点，课程内容以基础知识为主线，逐步拓展至实际应用。

学生特点分析：学生具备一定的电子信息技术基础，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验和团队合作能力。

教学要求：1. 结合教材内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

2. 设计具有挑战性和趣味性的项目任务，激发学生的兴趣和参与度。

3. 强化团队合作，培养学生的沟通与协作能力。

4. 关注学生在课程中的学习成果，及时进行教学反馈和调整。

二、教学内容1. 无线传感网络概述- 无线传感网络的定义、发展历程和应用领域- 教材第一章内容2. 无线传感网络的体系结构- 传感节点、汇聚节点、管理节点的作用和关系- 教材第二章内容3. 无线传感网络的关键技术- 传感器节点的设计与优化- 无线通信协议和数据融合算法- 教材第三章内容4. 无线传感网络协议- MAC协议、路由协议、数据收集协议等- 教材第四章内容5. 无线传感网络应用案例- 环境监测、智能家居、工业监测等领域的应用- 教材第五章内容6. 无线传感网络仿真与实验- 使用相关软件工具进行网络仿真和性能评估- 设计实际操作实验，培养学生的动手能力- 教材第六章内容7. 课程项目设计与实践- 分组进行项目设计，涵盖无线传感网络的各个环节- 结合实际应用场景，完成项目搭建、调试和优化- 教材第七章内容教学进度安排：- 课程共安排16学时，每学时45分钟- 概述（2学时）、体系结构（2学时）、关键技术（4学时）、协议（3学时）、应用案例（2学时）、仿真与实验（2学时）、课程项目设计与实践（1学时）教学内容组织：- 理论教学与实践教学相结合，注重培养学生的实际操作能力- 采用案例分析、小组讨论、实验演示等多种教学方法，提高学生的参与度和兴趣- 定期进行课程项目汇报和交流，促进学生之间的相互学习和借鉴三、教学方法1. 讲授法：- 对于无线传感网络的基本概念、原理、关键技术和协议等内容，采用讲授法进行系统讲解，使学生掌握基本理论知识。

第一章绪论1.1 国内外研究现状WSNs作为一种新的计算模式正在推动科技发展和社会进步，关系到国家经济和社会安全，已成为国际竞争的制高点，引起了世界各国军事部门、工业界和学术界的极大关注。

美国自然科学基金委员会2003年制定了WSNs研究计划，投资3400万美元支持相关基础理论的研究。

美国国防部和各军事部门都对WSNs给予高度重视，把WSNs作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事WSNs研究项目。

英特尔公司、微软公司等信息工业界巨头也纷纷设立或启动相应的行动计划。

世界很多国家都纷纷展开了该领域的研究工作。

我国最近几年也开始重视WSNs技术的研究。

国家自然科学基金委员会资助了很多WSNs研究项目，包括重点项目和面上项目。

在“中国未来20年技术预见研究”报告中，有7项技术课题直接论述了传感器网络。

2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了3个前沿方向，其中有两个与WSNs研究直接相关。

1.2研究内容本课题在介绍无线传感器网络及其特点的基础上，对无线传感器网络通信协议进行研究。

其中考虑到节能是无线传感器网络设计中最重要的方面，着重对影响能耗的网络层路由协议和数据链路层MAC协议进行了分析。

第二章无线传感器网络2.1 无线传感器网络及其特点计算机网络自产生之日起，尤其是上世纪90年代初的迅猛发展，使人们的生活发生了极大的改变。

通信技术日新月异。

近年来，无线通信更是大行其道，各种无线通信应用层出不穷。

无线通信和有线通信相比较，无需对网络通信的物理通道进行配置，具有很大的灵活性，并节约了网络设施的成本，这使得它比有线通信具有更光明的前景。

全球无线通信应用的规模，将很快超过有线网络应用的规模。

随着集成电路技术的发展，芯片越做越小，功能却越来越强。

这为生产大量廉价的、体积很小的、具有多种功能的器件提供了保证。

在无线通信技术及芯片制造技术的双重作用下，同时伴随着各种实际应用的需求，无线传感器网络的产生也就很自然了。

无线传感器网络课程设计
无线传感器网络是近几年新兴的一种技术，它以低成本、小体积
以及高信令容量为特点，主要应用于环境检测、家庭自动化、工厂信
息系统等领域。

随着技术的不断发展，无线传感器网络正在逐渐成熟，已经成为物联网的重要组成部分。

本课程旨在帮助学生们深入学习无
线传感器网络，从而掌握关于无线传感器网络技术及其应用方面的知识。

本课程将从原理与技术入手，包括但不限于无线传感器网络体系
结构、无线传输协议、无线传感器网络中的数据处理和传感性能，引
入相关技术来完成实验。

接下来，本课程将重点介绍实际应用，如环
境监测、家庭自动化、工厂信息系统等，以及无线传感器网络在实际
应用中的各种问题。

接着，便是实验，如果学生们能在实际环境中应
用无线传感器网络，就可以更好的理解并应用这门课程。

本课程将融合多个学科的知识，如传感器技术、信号处理、计算
机网络等，参与者们需要具备必要的学习基础，以便能够真正理解并
应用无线传感器网络。

本课程也将结合无线传感器网络相关数据来完
成实验。

学生们在上完本课程之后，能够具备以下能力：①掌握无线
传感器网络的体系结构、原理与技术；②熟悉无线传感器网络实际应
用的层次结构；③参与实际实验，并熟悉无线传感器网络系统的设计、实现及实际应用。

无线传感器网络技术应用广泛，学习本课程可以让学生们掌握有
关无线传感器网络技术的基础知识与实际应用，从而帮助他们在今后
的职业发展中取得更大的成就。

无线传感器课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习无线传感器的原理、应用和技术，让学生掌握无线传感器的基本概念、工作原理和编程方法，培养学生运用无线传感器解决实际问题的能力。

1.了解无线传感器的基本原理和分类；2.掌握无线传感器的编程方法和应用场景；3.熟悉无线传感器在物联网领域的应用。

4.能够使用无线传感器进行数据采集和分析；5.能够运用无线传感器编程实现简单的应用；6.能够独立完成无线传感器的安装、调试和维护。

情感态度价值观目标：1.培养学生对无线传感器的兴趣和好奇心，提高学生的学习积极性；2.培养学生运用科技解决实际问题的责任感和社会使命感；3.培养学生团队合作精神和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括无线传感器的基本原理、分类、编程方法和应用。

1.无线传感器的基本原理：介绍无线传感器的工作原理、组成部分和关键技术。

2.无线传感器的分类：介绍常见的无线传感器类型，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

3.无线传感器的编程方法：介绍无线传感器的编程语言、开发环境和编程技巧。

4.无线传感器的应用：介绍无线传感器在物联网领域的应用案例，如智能家居、智能农业、智能交通等。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过讲解无线传感器的基本原理、分类和编程方法，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生进行小组讨论，探讨无线传感器的应用场景和实际问题，培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：分析具体的无线传感器应用案例，使学生了解无线传感器的实际应用价值。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作无线传感器，培养学生的实践能力和创新能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的无线传感器教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识面。

无线传感器网络课程设计一、课程设计简介无线传感器网络是由多个节点组成的自组织网络，节点之间通过无线信号相互通信，用于监测和控制目标区域内的环境变量。

本课程设计旨在通过设计基于无线传感器网络的温度监测系统，让学生掌握无线传感器网络系统的基本原理和应用开发技能。

二、课程设计目标本课程设计旨在通过以下目标让学生掌握无线传感器网络的基本原理和应用开发技能：•理解无线传感器网络系统的组成结构和通信原理；•学习使用无线传感器网络开发工具和开发环境；•掌握无线传感器网络的应用开发技能；•实现基于无线传感器网络的温度监测系统。

三、课程设计内容3.1 硬件配置本课程设计采用Nordic nRF52840开发板和温度传感器作为无线传感器网络系统的硬件配置。

其中，nRF52840开发板支持蓝牙、Zigbee和Thread等无线通信协议，且集成了低功耗蓝牙（BLE）和ANT无线技术，具有较低的功耗和较高的稳定性。

3.2 软件设计本课程设计采用nRF5 SDK和Keil uVision 5软件进行软件开发。

其中，nRF5 SDK是Nordic公司提供的用于开发nRF系列芯片的软件开发包，包括了驱动程序、协议栈、示例代码等，可大大加快开发进程。

Keil uVision 5则是一款嵌入式系统开发工具，集成了编译器、调试器等开发工具，可为无线传感器网络的开发和调试提供方便。

3.3 程序设计本课程设计主要分为三个模块：传感器节点、中继节点和APP客户端。

其中，传感器节点用于采集温度数据并通过无线传感器网络传输到中继节点；中继节点用于接收传感器节点的数据并将其转发给APP客户端；APP客户端用于接收并显示温度数据。

3.3.1 传感器节点程序设计传感器节点程序设计主要包括以下内容：1.初始化温度传感器；2.等待触发采样（可通过定时器定时采样或按键触发采样）；3.读取温度数据，并通过无线传感器网络将其发送给中继节点。

3.3.2 中继节点程序设计中继节点程序设计主要包括以下内容：1.初始化无线传感器网络；2.接收传感器节点的数据；3.将传感器节点的数据转发给APP客户端。

无线传感器网络课程设计报告（2018-2019学年第一学期）题目安全的无线传感器网络数据传输系统的设计指导老师班级目录1需求分析2传感器网络概述2.1传感器网络体系结构2.2传感器网络协议栈3数据传输方式4设计4.1主要数据结构4.2 课程设计的条件5测试6使用说明6.1应用程序功能的详细说明6.2应用程序运行环境要求6.3输入数据类型、格式和内容限制6.4各模块程序段说明7总结提高7.1课程设计总结7.2课程设计评价1 需求分析1.1 功能与技术需求随着信息时代的逐渐来临,物联网的建设也越来越完善,为信息的存储和传输提供了完善的路径,而无线传感网是物联网的重要组成部分,它的建设成为物联网建设的关键。

无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。

它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。

在数据传输可靠性保障方面，采用了加密算法保证在传输过程中的安全性。

2 传感器网络概述2.1传感器网络体系结构典型的传感器网络结构包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

随即部署在监测区域内的大量传感器节点通过自组织方式构成网络。

传感器节点的监测数据沿着其他节点逐跳传输，监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后被路由到汇聚节点，最后通过互联网或者卫星到达管理节点和用户。

管理节点对传感器网络进行配置和管理。

传感器网络体系结构如图所示2.2传感器网络协议栈与互联网协议栈(TCP/IP)的五层相对应，传感器网络协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

另外协议栈还包括时间同步、节点定位、网络管理、QoS保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等。

物理层提供信号调制、无线收发和相应的密码服务:数据链路层负责信道接入、拓扑生成、差错控制、介质访何控制、数据成帧以及数据帧监测等;网络层主要负责路由生成，路由选择和拓扑管理等;传输层负责数据流的传输控制，网络的协同工作等:时间同步、节点定位、网络管理、QoS 保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等通常跨越多个网络协议栈层次3 数据传输方式传感器网络是以数据为中心的网络，其网络连接传输分为三个层次:传感器网络层、传感器网络汇聚互联层以及管理和用户层.。