无线传感器数据通信实验报告

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。

无线传感实验报告无线传感实验报告引言无线传感技术是一种基于无线通信的传感器网络技术，它可以实时地感知、采集和传输环境中的各种信息。

本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其在实际应用中的潜力和限制。

实验目的1.了解无线传感技术的基本原理和应用领域。

2.学习搭建无线传感网络的基本步骤和方法。

3.研究无线传感网络在环境监测、智能家居等方面的实际应用。

实验步骤1.硬件准备：准备一台主控节点和多个从属节点，主控节点负责接收和处理从属节点发送的数据。

2.网络搭建：通过无线通信模块将主控节点和从属节点连接起来，形成一个无线传感网络。

3.传感器连接：将各个从属节点上的传感器与主控节点相连接，实现数据的采集和传输。

4.数据采集：设置从属节点的采样频率和采样范围，开始采集环境中的各种数据。

5.数据传输：从属节点将采集到的数据通过无线通信模块发送给主控节点。

6.数据处理：主控节点接收到数据后，进行数据处理和分析，得出有用的信息。

实验结果通过本实验，我们成功搭建了一个简单的无线传感网络，并实现了环境数据的采集和传输。

在实际应用中，无线传感技术可以广泛应用于环境监测、智能家居、农业等领域。

例如，在环境监测方面，我们可以通过无线传感网络实时监测空气质量、温湿度等参数，并及时采取相应措施保障人们的健康。

在智能家居方面，无线传感技术可以实现家庭设备的自动控制和远程监控，提高生活的便利性和舒适度。

在农业方面，无线传感技术可以监测土壤湿度、光照强度等参数，帮助农民科学种植，提高农作物的产量和质量。

实验总结通过本次实验，我们深入了解了无线传感技术的原理和应用。

无线传感网络可以实现分布式的数据采集和传输，具有灵活性和可扩展性。

然而，在实际应用中，我们也发现了一些问题和挑战。

首先，无线传感网络的能耗问题仍然存在，如何延长节点的电池寿命是一个需要解决的关键问题。

其次，无线传感网络的安全性也需要重视，如何保护数据的隐私和防止网络攻击是一个亟待解决的问题。

一、实验目的1. 了解无线传感网络的基本概念、组成和结构。

2. 掌握无线传感网络的基本操作和实验方法。

3. 通过实验，验证无线传感网络在实际应用中的可靠性和有效性。

二、实验内容1. 无线传感网络基本概念及组成无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量传感器节点组成的分布式网络系统，用于感知、采集和处理环境信息。

传感器节点负责采集环境信息，并通过无线通信方式将信息传输给其他节点或中心节点。

无线传感网络主要由以下几部分组成：（1）传感器节点：负责感知环境信息，如温度、湿度、光照等。

（2）汇聚节点：负责将多个传感器节点的信息进行融合、压缩，然后传输给中心节点。

（3）中心节点：负责收集各个汇聚节点的信息，进行处理和分析，并将结果传输给用户。

2. 无线传感网络实验（1）实验环境硬件平台：ZigBee模块、ZB-LINK调试器、USB3.0数据线、USB方口线两根、RJ11连接线；软件平台：WinXP/Win7、IAR开发环境、SmartRFFlashProgrammer、ZigBeeSensorMonitor。

（2）实验步骤① 连接硬件设备，搭建无线传感网络实验平台；② 编写传感器节点程序，实现环境信息的采集；③ 编写汇聚节点程序，实现信息融合和压缩；④ 编写中心节点程序，实现信息收集和处理；⑤ 测试无线传感网络性能，包括数据采集、传输、处理等。

（3）实验结果分析① 数据采集：传感器节点能够准确采集环境信息，如温度、湿度等；② 传输：汇聚节点将多个传感器节点的信息进行融合和压缩，传输给中心节点；③ 处理：中心节点对采集到的信息进行处理和分析，生成用户所需的结果；④ 性能：无线传感网络在实际应用中表现出较高的可靠性和有效性。

三、实验总结1. 无线传感网络是一种新型的网络技术，具有广泛的应用前景；2. 通过实验，我们掌握了无线传感网络的基本操作和实验方法；3. 无线传感网络在实际应用中具有较高的可靠性和有效性，能够满足各种环境监测需求。

无线传感器网络实验报告Contiki mac协议与xmac协议的比较1.简介无线传感器网络（wireless sensor networks,WSN）节点由电池供电，其能力非常有限，同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素，节点能源一般不可补充。

因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。

WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，因此，减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。

同时，研究表明节点通信时Radio模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同，所以要想节能就需要最大限度地减少Radio模块的侦听时间（收发时间不能减少），及减小占空比。

传统的无线网络中，主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等，不需要考虑能量消耗，Radio模块不需要关闭，所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN，各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。

现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以分成许多类型，其中根据信道访问策略的不同可以分为：X-MAC协议X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进，改进了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导（strobed preamble），在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。

X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔，用以侦听接收节点的唤醒标识。

接收节点利用频闪前导之间的时间间隔，向发送节点发送早期确认，发送节点收到早期确认后立即发送数据分组，避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。

X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。

优点：X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点，因而发送延时和收发能耗都比较小；节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。

缺点：节点每次醒来探测信道的时间有所增加，这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。

无线传感网络实验报告无线传感网络实验报告引言：无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式的传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境信息。

WSN具有低成本、低功耗、自组织等特点，广泛应用于环境监测、智能交通、农业等领域。

本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其工作原理和性能特点。

一、实验环境搭建1. 硬件准备：选用多个传感器节点和一个基站节点。

传感器节点包括传感器、微处理器、无线通信模块等；基站节点负责接收和处理传感器节点发送的数据。

2. 软件准备：选择适合的操作系统和开发工具，例如TinyOS、Contiki等。

编写传感器节点和基站节点的程序代码。

二、传感器节点部署1. 部署传感器节点：根据实验需求，在待监测区域内合理布置传感器节点。

节点之间的距离和布置密度需根据具体应用场景进行调整。

2. 传感器节点初始化：节点启动后，进行初始化工作，包括自身身份注册、与周围节点建立通信连接等。

三、无线传感网络通信1. 数据采集：传感器节点根据预设的采样频率，采集环境信息，并将数据存储到本地缓存中。

2. 数据传输：传感器节点通过无线通信模块将采集到的数据传输给基站节点。

传输方式可以是单跳或多跳，根据节点之间的距离和网络拓扑结构进行选择。

3. 数据处理：基站节点接收到传感器节点发送的数据后，进行数据处理和分析。

可以根据具体需求，对数据进行滤波、聚合等操作，提取有用信息。

四、无线传感网络能耗管理1. 能耗模型：根据传感器节点的工作状态和通信负载，建立能耗模型，评估节点的能耗情况。

2. 能耗优化：通过调整传感器节点的工作模式、通信协议等方式，降低节点的能耗。

例如，采用睡眠唤醒机制、自适应调整通信距离等。

五、实验结果与分析1. 数据传输性能：通过实验测试，评估无线传感网络的数据传输性能，包括数据传输延迟、传输成功率等指标。

2. 能耗分析：根据实验结果，分析传感器节点的能耗情况，探讨能耗优化策略的有效性和可行性。

无线传感网实验报告一、实验目的本实验的主要目的是了解无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理和特点，以及进行一些简单的WSN实验，掌握其基本应用方法。

二、实验器材1.电脑2. 无线传感器节点（如Arduino）3. 无线通信模块（如XBee）4.传感器（如温度传感器、光照传感器等）三、实验步骤和内容1.了解无线传感网的基本概念和特点。

2.搭建无线传感网实验平台。

将无线传感器节点和无线通信模块进行连接。

3.编程控制无线传感器节点，收集传感器数据并通过无线通信模块进行传输。

4.在电脑上设置接收数据的接口，并接收传感器数据。

5.对传感器数据进行分析和处理。

四、实验结果和讨论在实验中，我们成功搭建了一个简单的无线传感网实验平台，并通过无线通信模块进行数据传输。

通过编程控制，我们能够收集到传感器节点上的温度数据，并通过无线通信模块将数据传输到电脑上进行接收。

在实验过程中，我们发现无线传感网的优点是具有灵活性和扩展性。

通过无线通信模块，传感器节点之间可以进行无线通信，灵活地传输数据。

同时，我们还可以通过添加更多的传感器节点来扩展整个无线传感网的功能和覆盖范围。

然而，无线传感网也存在一些限制和挑战。

首先，无线通信模块的传输距离和传输速率有限，可能会受到环境因素的影响。

其次，无线传感器节点的能耗问题需要考虑，因为它们通常是使用电池供电的，而且在实际应用中通常需要长时间连续工作。

五、结论通过本次实验，我们对无线传感网的基本原理和特点有了一定的了解，并掌握了一些简单的无线传感网应用方法。

我们成功搭建了一个实验平台，并通过无线通信模块和传感器节点进行数据传输和接收。

实验结果表明，无线传感网具有一定的灵活性和扩展性，但同时也面临着一些挑战。

对于以后的无线传感网应用和研究，我们需要进一步探索和解决这些挑战。

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》指导教师：卫琳娜班级：物联网1３1班实验箱序号：３，13等组员姓名学号:程少锋(注:报告中有部分实验截图）实验日期：2０1６年4月28日3,4节实验一、软硬件平台使用［１]感知 RF2 实验箱-ＷSN 系统结构该系统根据不同的情况可以由一台计算机,一套网关,一个或多个网络节点组成。

系统大小只受ＰC 软件观测数量，路由深度,网络最大负载量限制。

感知 RF2 实验箱无线传感器实验平台内配置ZigBee20０7/PRO 协议栈在没有进行网络拓补修改之前支持 5 级路由,3110１个网络节点。

传感器网络系统结构图如下图所示。

[2］感知 RF2 实验箱-ＷＳN 系统工作流程基于ＺiｇBee２007/ＰＲＯ协议栈无线网络,在网络设备安装过程，架设过程中自动完成。

完成网络的架设后用户便可以由PC 机发出命令读取网络中任何设备上挂接的传感器的数据，以及测试其电压。

[3]感知ＲF2 实验箱-WSN 硬件介绍感知 RF２物联网实验箱的无线传感器网络开发平台主要硬件包括:C51RF-ＣC２５30-WSN 仿真器、ZigBｅe 无线高频模块、节点底板、传感器模块以及其它配套线缆等。

网关节点由节点底板+ZiｇBee 无线高频模块组成。

传感器节点由节点底板+ＺiｇBee 无线高频模块组成+传感器模块组成。

路由节点硬件组成与传感器节点相同,软件实现功能不同。

［4]实验目的：熟悉实验平台前期架构,便于后面程序的烧写。

[5]实验步骤：１安装必要软件(实际实验室中软件已经下载安装完毕，只要通过仿真器C5１RF-3进行程序在线下载、调试、仿真即可)1)在实验室机器E盘的《无线龙实验箱相关资料/无线传感器实验资料20160４》中安装 Zi ｇBeｅ开发集成环境ＩAR7.５1A，详细请参考“\C51RF－CC２530-ＷSN 使用说明书＼”目录下的“IAＲ安装与使用”。

2)安装传感器网络PC 显示软件环境,软件位于“\Ｃ51ＲF－ＣC2530－ＷSN 开发软件\Ｃ51RF-CC253０-WSN 监控软件”目录下的“Framｅwork Veｒsion 2.0.ｅxe”3)安装网关与计算机 USＢ连接驱动，驱动位于“＼C５1RF-CＣ２530-WSN 开发软件＼”目录下的“CP2102”。

一、实训背景随着科技的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）作为一种新兴的信息获取和处理技术，在各个领域得到了广泛应用。

为了更好地掌握无线传感器网络的基本原理和应用，我们进行了为期两周的实训。

二、实训目的1. 理解无线传感器网络的基本原理和组成；2. 掌握无线传感器网络的通信协议和数据处理技术；3. 学习无线传感器网络的实际应用案例；4. 培养动手实践能力和团队协作精神。

三、实训内容1. 无线传感器网络基本原理无线传感器网络由大量的传感器节点、感知节点、数据融合节点、通信网络和管理控制中心组成。

传感器节点负责感知环境信息，感知节点负责将感知到的信息传输到数据融合节点，数据融合节点负责对信息进行处理和优化，通信网络负责将处理后的信息传输到管理控制中心，管理控制中心负责对整个网络进行管理和控制。

2. 无线传感器网络通信协议无线传感器网络通信协议主要包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

其中，ZigBee、6LoWPAN等协议广泛应用于无线传感器网络通信。

3. 无线传感器网络数据处理技术无线传感器网络数据处理技术主要包括数据采集、数据压缩、数据融合和数据传输等。

数据采集是对环境信息的感知和采集，数据压缩是对采集到的数据进行压缩，数据融合是对压缩后的数据进行处理和优化，数据传输是将处理后的信息传输到管理控制中心。

4. 无线传感器网络实际应用案例实训过程中，我们学习了以下无线传感器网络实际应用案例：（1）环境监测：通过部署大量的传感器节点，对环境参数（如温度、湿度、空气质量等）进行实时监测，为环境保护提供数据支持。

（2）智能家居：利用无线传感器网络实现家庭设备的智能化控制，如智能照明、智能安防等。

（3）工业自动化：在工业生产过程中，通过部署无线传感器网络对设备运行状态进行实时监测，提高生产效率和安全性。

（4）医疗护理：在医疗领域，无线传感器网络可用于患者生命体征监测、医疗设备远程控制等。

HUNAN UNIVERSITY无线传感器网络目：DV-hop定位算法______________生：__________________________号： ______________________完成时间: 2014. 5. 121一、实验目的1、掌握mat lab X具的使用方法。

2、了解DV-hop算法原理，熟悉DV-hop算法代码，分析DV-hop算法实验结果。

二、实验原理DV-hop算法概述（一）基本思想：3、计算位置节点与犀鸟节点的最小跳数4、估算平均每跳的距离，利用最小跳数乘以平均每条的距离，得到未知节点与信标节点之间的估计距离5、利用三遍测量法或者极大似然估计法计算未知节点的坐标（二）定位过程1、信标节点向邻居节点广播自身未知信息的分组，其中包括跳数字段，初始化为02、接受节点记录具有到每条信标节点的最小跳数，忽略来自一个信标节点的较大跳数的分组，然后将跳数数值加1,并转发给邻居节点3、网络中所有节点能够记录下到每个信标节点最小跳数（三）计算未知节点与信标节点的实际跳段距离1、每个信标节点根据记录的其他信标节点的位置信息和相距跳数，估Ejs-x/'+acTj「HopSi二6严——=U~~；——: :算平均每跳距离■•■■■•""："■ 5 7"•"■•" •2、信标节点将计算的每条平均距离用带有生存期字段的分组广播至网络中，未知节点仅仅记录接受到的第一个每跳平均距离，并转发给邻居节点3、未知节点接受到平均每跳距离后，根据记录的跳数，计算到每个信标节点的跳段距离（四）利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身位置4、位置节点利用第二阶段中记录的到每个信标节点的跳段距离，利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身坐标三、实验容和步骤DV-hop代码如下:function DV_hop()load '・・/Deploy Nodes/coordinates・mat r:load 1.. /Topology Of WSN/neighbor. mat1:if al 1 nodes・anchors n〈3disp('锚节点少于3个,DV-hop算法无法执行')；return；end% ------------------------- 最短路经算法计算节点间跳数shortest path=neighbor matrix；shortest path=shortest path+eye(all nodes.nodes n)*2； shortest path (shortest path==0)-inf；shortest path (shortest path==2)=0；for k=l：all nodes.nodes_nfor i=l：all…nodes・nodes_nfor j=l:all_ nodes .nodes nifshortest path(i t k)+shortest. path(k.j)<shortest path(i・ j)%min(h(i,j),h(i,k)+h(k, j)) shortestpath(i,j)=shortest path(i,k)+shortest path(k,j):endendendendif length(find(shortest path==inf))^=0disp('网络不连通...需要划分连通子图...这里没有考虑这种情况')；return；end% 求每个信标节点的校正值anchor to anchor 二shortest path(l：all nodes .anchors n t hall nodes .anchors n): for i=l：all nodes.anchors nhopsize(i)=sum(sqrt(sum(transpose((repmat(all nodes・ true(i,：),al1 nodes・ anchors n,l)-all nodes・true(1：all nodes・3nchors_n,：))・*2))))/sum(anchor to anchor(i t:) );end% ---------- ----------- 每个未知节点开始计算自己的位置for i=al1 nodes・anchors n+1：nl1 nodes.nodes nobtained hops i ze^hops i ze(f i nd(shortest path(i,hall nodes .anchors n)==min(short est path(i, hall, nodes, anchors n))))川未知节点从最近的信标荻得校正值,可能到几个锚节点的跳数相同的情况unknown to anchors dist=transpose(obtained hopsize(1)*shortest path(i f l：all nod es. anchors n))；%计算到锚节点的距离二跳数*校正值% 最小一乘法A=2*(al1 nodes・ estimated(l：all nodes・ anchors n~l,:)-repmat(al 1 nodes・ estimated( all nodes・anchors n,：),all nodes・anchors n一1,1))； anchors1ocation_square=transpose(sum(transpose(all nodes・estinuited(l：all nodes .anchors_n,：)・”2)))；dist square二unknown to anchors dist・ 2；b=anchors location squared：all nodes .anchors n~l)-anchors location square (al 1 nodes .anchorsn)一dist squared：all nodes .anchors n一l)+dist square(all nodes・snc hors n)；all nodes・ estimated(i,:)=transpose(A\b)；al1_nodes・ anc_flag(i)=2；endsave '・・/Localization Error/result.mat' all^nodes comm ,r； end通信半径：200m锚节点的通信半径:200m通信模型:Regular Model网络的平均连通度为：31. 3667网络的邻居锚节点平均数目为：6. 5一共300个节点：60个锚节点,240个未知节点,0个不能被定位的未知节点定位误差为0.30127这里在计算节点与锚节点距离时使用跳数相乘距离修正值，实现了对基础DV-hop算法的改进，因此增大通信距离是不能增大算法误差的通信半径:400m锚节点的通信半径:400m通信模型:Regular Model 网络的平均连通度为：100. 6533网络的邻居锚节点平均数目为：19. 39一共300个节点：60个锚节点,240个未知节点,0个不能被定位的未知节点定位误差为0. 26588但是此算法增大锚节点密度对误差减小基本没有意义通信半径：200m锚节点的通信半径:200m通信模型:Regular Model网络的平均连通度为：31.9网络的邻居锚节点平均数目为：18. 7833一共300个节点：180个锚节点，120个未知节点，0个不能被定位的未知节点定位误差为0.31443增大锚节点通信距离会显著增大误差，这是因为修正值修正到平均距离，但是锚节点通信距离与该值偏离很大通信半径:200m锚节点的通信半径:400m通信模型:Regular Model未知节点能侦听到的锚节点平均数目为：20. 7417未知节点通信区域的未知节点平均数目为：25. 4333一共300个节点：60个锚节点,240个未知节点,0个不能被定位的未知节点定位误差为0. 63806不规则的通信也会严重影响这种基于跳数估计距离的定位算法通信半径:200m锚节点的通信半径：200m通信模型：DOI ModelDOI 二0.015网络的平均连通度为：41.33网络的邻居锚节点平均数目为：7. 98一共300个节点：60个锚节点,240个未知节点,0个不能被定位的未知节点定位误差为1.0595算法改进：要设计更加合理的估计跳数距离的方法，克服通信模型不规则和通信距离带来的影响。

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。

无线传感器网络随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的迅速发展，人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合，无线传感器网络（WSN，wireless sensor network）应运而生。

它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线的方式形成的一个多跳的自组织网络，不仅可以接入Internet，还可适用于有线接入方式所不能胜任的场合，提供优质的数据传输服务。

微机电系统（MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems）、超大规模集成电路技术（VLSI，Very-Large-Scale-Integration systems）和无线通信技术的飞速发展，使得它的应用空间日趋广阔，遍及军事、民用、科研等领域；但由于网络结点自身固有的通信能力、能量、计算速度及存储容量等方面的限制，对无线传感器网络的研究具有很大的挑战性和宽广的空间。

本实验系统采用IEEE802.15.4和Zigbee协议实现了多个传感器节点之间的无线通信，通过对本实验提供的软件操作以及对路由的观察，能够使学生对无线传感器网络的组网过程、路由协议有一个较为深入的理解。

1 目的要求（1）理解并掌握无线传感器网络的工作原理及组网过程。

（2）理解无线传感器网络的路由算法。

2 基本原理2.1 概述微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。

部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络，即无线传感器网络，这些节点可以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。

传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。

2.2 无线传感器网络结构无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络，它是由许多无线传感器节点协同组织起来的。

这些节点具有协同合作、信息采集、数据处理、无线通信等功能，可以随机或者特定地布置在监测区域内部或附近，它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务。

一、实验目的本次实验旨在了解无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理、组成及工作流程，掌握无线传感网节点的信息采集、数据处理和无线通信等功能，并通过实际操作加深对无线传感网技术的理解和应用。

二、实验原理无线传感网络是由大量廉价的传感器节点组成的分布式网络系统，通过无线通信方式形成多跳自组织的网络。

每个节点具有信息采集、数据处理和无线通信等功能，能够感知、采集、处理和传输环境中的信息。

无线传感网络广泛应用于环境监测、智能控制、智能家居等领域。

三、实验内容1. 实验环境与设备- 传感器节点：ZigBee模块、温湿度传感器、光敏传感器等；- 中心节点：计算机、无线通信模块；- 无线通信设备：无线路由器、网线等；- 软件平台：Node-RED、MQTT服务器等。

2. 实验步骤（1）搭建无线传感网络1. 将传感器节点连接到中心节点；2. 设置中心节点的IP地址和端口号；3. 启动MQTT服务器。

（2）节点配置1. 设置传感器节点的IP地址、端口号、主题等参数；2. 配置传感器节点采集的数据类型。

（3）数据采集与传输1. 传感器节点采集环境数据；2. 传感器节点将采集到的数据发送到中心节点；3. 中心节点接收数据，并进行处理和分析。

（4）数据展示1. 使用Node-RED可视化平台展示传感器节点采集到的数据；2. 分析数据，得出结论。

四、实验结果与分析1. 实验结果实验成功搭建了无线传感网络，传感器节点能够采集环境数据，并将数据发送到中心节点。

中心节点接收数据后，通过Node-RED平台进行可视化展示，方便用户实时了解环境状况。

2. 实验分析（1）无线传感网络能够有效地采集、传输和处理环境数据，为用户提供实时、准确的环境信息。

（2）通过Node-RED平台，可以方便地实现数据的可视化展示，提高数据处理和分析效率。

（3）无线传感网络在实际应用中具有广泛的前景，如环境监测、智能家居、智能交通等领域。

无线传感器网络实验报告集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）无线传感器网络实验报告专业计算机科学与技术班级 13级计科1班学号姓名目录实验一 CC2530 I/O基础实验实验二 CC2530按键中断实验三 CC2530定时器的使用实验四串行通信接口发送与接收实验五 Zigbee点到点无线通信实验六 Zigbee串口实验实验七无线温度检测实验实验八 Zigbee组网实验实验一 CC2530 I/O基础实验一、实验目的1.掌握IAR编译软件界面的功能；2.掌握配置通用IO寄存器的方法；3.掌握如何编写代码及程序下载。

二、实验内容1.使用CC2530的IO来控制LED灯循环闪烁；2.判断按键是否被按下，如果按下，改变LED灯的状态，原先亮的灯灭，原先灭的亮，如此循环下去。

三、相关知识点cc2530有21个可编程的I/O引脚，P0、P1口是完全的8位口，P2口只有5个可使用的位。

通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备I/O口使用。

2.I/O口特性：(1)可设置为通常的I/O口，也可设置为外围I/O口使用；(2)在输入时有上拉和下拉能力；(3)全部21个数字I/O口引脚都具有影响外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。

3.I/O端口的寄存器如下：P0：端口0 P1：端口1 P2：端口2 PERCFG:外设控制寄存器 APCFG:模拟外设I/O配置P0SEL:端口0功能选择寄存器 P1SEL:端口1功能选择寄存器P2SEL:端口2功能选择寄存器 P0DIR:端口0方向寄存器P1DIR:端口1方向寄存器 P2DIR:端口2方向寄存器P0INP:端口0输入模式寄存器 P1INP:端口1输入模式寄存器P2INP:端口2输入模式寄存器 P0IFG:端口0中断状态标志寄存器P1IFG:端口1中断状态标志寄存器P2IFG:端口2中断状态标志寄存器 PICTL:中断边缘寄存器P0IEN:端口0中断掩码寄存器 P1IEN:端口1中断掩码寄存器P2IEN:端口2中断掩码寄存器 PMUX:掉信号Mux寄存器OBSSEL0：观察输出控制寄存器0 OBSSEL1：观察输出控制寄存器1 OBSSEL2：观察输出控制寄存器2 OBSSEL3：观察输出控制寄存器3 OBSSEL4：观察输出控制寄存器4 OBSSEL5：观察输出控制寄存器5四、实验步骤1.启动IAR；2.新建一个IAR工作区，或者打开一个IAR工作区；3.连接CC Debugger调试器和ZigBee模块、连接CC Debugger到计算机，安装驱动；4.设置项目参数；5.编写、编译、下载程序。

无线传感网络实验报告无线传感网络实验报告引言无线传感网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。

每个节点都具有感知、处理和通信能力，可以实时采集、处理和传输环境信息。

WSN可以应用于许多领域，如环境监测、智能交通、农业等。

本实验旨在研究和验证无线传感网络在环境监测中的应用。

实验目的本实验的主要目的是利用无线传感网络系统进行环境监测，并对实验结果进行分析和评估。

通过实验，我们希望能够探索无线传感网络的性能和可靠性，以及其在环境监测中的潜力。

实验设计1. 实验环境搭建在实验开始前，我们首先搭建了一个小规模的无线传感网络系统。

该系统由多个传感器节点和一个基站节点组成。

传感器节点分布在实验区域内，负责采集环境信息并将数据传输给基站节点。

基站节点则负责接收和处理传感器节点的数据，并将结果发送给上位机进行分析。

2. 传感器节点配置在实验中，我们选择了温度和湿度作为监测指标，并将相应的传感器节点部署在实验区域内。

每个传感器节点都配备了温度和湿度传感器，并通过无线通信模块与基站节点进行数据传输。

3. 数据采集和传输传感器节点定期采集环境信息，并将数据通过无线通信模块发送给基站节点。

基站节点接收到数据后，对其进行处理和分析，然后将结果发送给上位机。

实验结果与分析通过实验，我们获得了大量的环境监测数据，并对其进行了分析和评估。

以下是实验结果的一些主要发现：1. 数据准确性通过与实际测量数据的对比，我们发现传感器节点采集到的温度和湿度数据与实际情况相符合。

这表明传感器节点的测量精度较高，可以准确地监测环境变化。

2. 数据传输可靠性在实验过程中，我们对数据传输的可靠性进行了测试。

结果显示，即使在一些干扰较大的情况下，传感器节点仍能成功将数据传输给基站节点。

这说明无线传感网络具有较好的抗干扰能力和可靠性。

3. 系统响应时间我们还测试了系统的响应时间，即传感器节点采集数据到基站节点处理并发送结果的时间。

西安交通大学无线传感器网络实验报告姓名：日期：实验一 ZigBee网络设备类型设置基础实验及协调器、路由器和终端的设置一、实验目的1、学习和掌握IAR软件的安装。

2、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中的应用。

3、学习和掌握协调器、路由器和终端的实质。

二、实验设备（1）硬件设备PC机一台；CC2530-DEBUG仿真器一台；ZigBee通信模块（插接在传感器模块的ZigBee通信模块）；ZigBee协调器（插接在嵌入式网关或PC机上的ZigBee通信模块）。

（2）软件工具IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 版；PL2303-USB转串口驱动程序；串口调试软件。

三、实验内容及结果（1）仿真器的连接在设置ZigBee的设备前应将仿真器与被设置的设备及PC机正确连接。

仿真器有两个接口，其中一个是USB接口，另一个是仿真接口。

仿真器配有一条USB连线和一条仿真器连线，USB连线的一端插在仿真器上的USB接口上，另一端插在计算机的任一USB口上，该仿真器由计算机的USB口供电。

仿真器连线的一端插入仿真器的仿真接口，另一端插入需要使用的ZigBee通信模块的仿真器接口上，本实验箱的协调器的仿真接口在自身的电路板上，实验箱内的其它应用电路的ZigBee通信模块的仿真器接口在应用电路的电路板上，如传感器右侧的仿真接口即为插接在该传感器上的通信模块的仿真接口。

（2）协调器的设置将仿真器的仿真线的一端插入仿真器，另一端插入协调器模块的仿真口；将仿真器USB 连线的一端插入仿真器，另一端插入电脑的USB口；将协调器插接在计算机的任意一个USB 口上，协调器模块由计算机的USB口供电，协调器模块的电源指示灯亮。

具体步骤如下：1）协调器模块的连接；2）打开 IAR Embdded Workbench 软件；3）打开工程文件；4）选择协调器设备模块；5）设置协调器模块的预编译选项；6）设置协调器预编译文件；7）、添加协调器预编译文件的路径（识别设备类型的关键部分）；8）设置协调器连接库文件路径；9）协调器编译下载并使用串口调试程序测试结果。

实验二：无线传感器数据通信实验一、实验目的：在无线传感器节点的单片机驱动代码的基础上，编写无线通信程序，实现多个传感器节点之间的双向数据传输。

二、实验原理：温湿度传感器和单片机采用的是类似IIC的串行通信，和单片机相连如图1-8所示VDD和GND是传感器供电引脚。

SCK是时钟引脚，在通信这个过程中，SCK信号都是有单片机控制的。

DATA是数据线，和单片机IO口相连。

用于向传感器发送指令和从单片机读走数据。

数据在时钟的上升沿生效在时钟是高电平时保持不变。

在时钟是低电平时准备数据。

接口如图所示。

图1-8 温湿度接口单片机先向传感器发送开始命令，然后开始通信，开始命令时序图如图所示。

在SCK高电平时，将数据线拉低，在下一个时钟高电平期间，将数据线拉高。

开始信号发送完毕。

图1-9 开始信号再开始信号后是命令信号，命令信号包含3位地址位（只支持000）和5位命令位组成。

传感器在接收到1byte数据时（即第八个时钟下降沿）将数据线拉低，表示数据正确接收。

在九个下降沿被释放。

命令如下表。

单片机在发送完命令信号后，等待温湿度传感器测量完成。

传感器在转换完成后将数据线拉低。

单片机产生时钟信号，从温湿度传感器读数据。

数据包含2bytes的测量结果和1bytes 的校验。

单片机在收到每字节数据都要将数据线拉低给出应答信号。

数据高位在前，低位在后。

传感器在测量结束和通信完毕后自动进入休眠。

具体操作见数据手册。

时序图如图1-10所示。

图1-10 传感器工作时序图8、计算公式温度计算公式：湿度计算公式：三、实验设备：ZIGBEE无线空气温湿度传感器一个、装有实验软件的计算机。

四、实验内容：1、建立开发工程；用MDK打开工程模板。

2、把similar_i2C.c和similar_i2C.h加入到工程。

将similar_i2c文件夹拷贝到工程模板目录中。

调用similar_i2C.c中函数，编写温度采集和湿度采集代码在工程模板根目录下建立sht1xx_sensor,在里面新建sht1xx.c和sht1xx.h空文件，将c加入到工程，将h文件加入到工程设置中编写main()调用温度采集和湿度采集函数,并对原始数据进行处理。

郑州航空工业管理学院无线传感器网络实验报告（第1版）20 14– 2015 第2学期赵成编着院系：电子通信工程姓名：专业：物联网工程学号：电子通信工程系2015年6月制实验一WSNs开发环境的建立一、实验目的了解基于TI CC2431/CC2530的WSNs基础知识，熟悉WSNs的开发环境，掌握Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7等软件的安装方法。

二、实验内容1．认识并观察WSNs节点模块的电路板；2．WSNs开发环境的建立：（1）Cygwin仿真软件的安装；（2）TinyOS 操作系统的安装；（3）SDCC小型设备C编译器的安装；（4）SmartRF Studio 7编程软件的安装；三、预备知识了解无线传感器网络的基本概念；熟悉无线传感器网络的结构及开发环境的建立。

四、实验设备1. 硬件环境配置计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上；内存：1GB及以上；实验设备：CC2431无线传感器网络节点模块；2. 软件环境配置操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1；WSNs开发环境：Cygwin、TinyOS、SDCC、SmartRF Studio 7。

五、实验分析1．安装的Cygwin仿真软件时选择□Install from Internet还是√□Install from Local Directory。

（在正确的前面打勾）2．在安装Cygwin时，需要选择安装包，如下图所示，在箭头所指向的位置，表示对所有（All）包的操作，点击循环按钮，观察四种安装方式格式什么？写在下面。

图1 Cygwin Setup – Select Package安装方式：Default 、Install 、Reinstall 、Uninstall 。

3．安装TinyOS 操作系统时采用了shell脚本自动安装，请在下面写出执行shell脚本的指令。

无线传感网络实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过无线传感网络的搭建和实际应用，掌握无线传感网络的基本原理和实验技术，以及了解无线传感网络在实际中的应用。

二、实验内容
1.搭建无线传感网络
2.学习和掌握无线传感器节点的编程和调试
3.设计并实现无线传感网络的数据收集和传输功能
4.进行无线传感网络的实时数据采集和监控
三、实验步骤
1.搭建无线传感网络：按照实验指导书的要求，搭建无线传感网络的基础设施，包括基站和一定数量的传感器节点。

2.学习和掌握无线传感器节点的编程和调试：通过阅读相关资料，掌握无线传感器节点的编程语言和开发工具，并进行代码调试。

3.设计并实现无线传感网络的数据收集和传输功能：根据实验要求，设计无线传感网络的数据收集和传输方法，并进行代码编写和调试，确保数据能够准确地收集和传输。

4.进行无线传感网络的实时数据采集和监控：将搭建好的无线传感网络应用于实际场景中，实时采集并监控传感器节点的数据，验证无线传感网络的可靠性和稳定性。

四、实验结果与分析
通过搭建和实际应用无线传感网络，我们成功地实现了数据的收集和传输功能，并能够实时采集和监控传感器节点的数据。

在实际应用中，无线传感网络能够有效地进行环境信息的监测和采集，为后续的数据处理和分析提供了基础。

五、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了无线传感网络的基本原理和应用，掌握了无线传感器节点的编程和调试技术，并成功地搭建和应用了无线传感网络。

通过实际操作和实验，我们不仅巩固了理论知识，还提高了实践能力和解决问题的能力。

无线传感网络作为一种新兴的技术，具有广阔的应用前景，我们对其未来的发展充满信心。

七、附录。