无线传感器网络实验报告

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。

Ｃeｎt ｒal SouｔｈUniveｒsiｔｙ无线传感器网络实验报告学院:班级:学号：姓名：时间:指导老师：第一章基础实验１了解环境1.１实验目的安装 IAＲ开发环境。

CC2530 工程文件创建及配置。

源代码创建,编译及下载。

1.2 实验设备及工具硬件:ＺＸ２53０A 型底板及CC2530 节点板一块,USB 接口仿真器,PC 机软件:PC 机操作系统 WｉnXP，IＡＲ集成开发环境，TI 公司的烧写软件。

1.３实验内容１、安装IAR 集成开发环境IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录:物联网光盘\工具\C Ｄ-EW8051-７60１2、ZＩBGEE 硬件连接安装完ＩAR 和 Sｍartｒf Fｌaｓh Prｏｇrａmｍｅr 之后,按照图所示方式连接各种硬件，将仿真器的２0 芯 JTAＧ口连接到ＺX2５30A 型 CC2５30 节点板上，USB 连接到ＰC 机上，RS-23２串口线一端连接ZX2530A 型 CC253０节点板，另一端连接 P Ｃ机串口。

3、创建并配置 CC2530 的工程文件IAＲ是一个强大的嵌入式开发平台，支持非常多种类的芯片。

IAR 中的每一个 Proｊecｔ，都可以拥有自己的配置，具体包括Ｄevice 类型、堆/栈、Ｌinkeｒ、Deｂuｇger 等。

（１）新建Ｗoｒｋsｐace 和Pｒoｊｅct首先新建文件夹leｄｔest。

打开 IAR,选择主菜单Filｅ -＞New -> Worksｐａce 建立新的工作区域。

选择Pｒojeｃt -＞Creａte Ｎeｗ Projｅct -> Emｐｔy Prｏｊect,点击 OK，把此工程文件保存到文件夹ｌedtest 中,命名为：leｄtest.ｅwp(如下图)。

(2）配置Leｄtｅsｔ工程选择菜单Ｐrojecｔ－＞Optｉons...打开如下工程配置对话框选择项 General Optioｎs，配置 Tarｇet 如下Dｅvice：ＣC25３0;（3）Ｓtack/Heaｐ设置：XDAＴA stack sizｅ:0x1FF(4）Debugger 设置：Driｖｅr：Texａs Instruments （本实验为真机调试,所以选择TI；若其他程序要使用IAＲ仿真器，可选 Simulatoｒ）至此，针对本实验的IＡR 配置基本结束.4、编写程序代码并添加至工程选择菜单 File－>New－>Fiｌｅ创建一个文件，选择Ｆile->Save 保存为ｍaｉn.ｃ将 maiｎ.c 加入到 leｄtest 工程,将实验代码输入然后选择 Pｒoject->Reｂｕｉld All 编译工程编译好后,选择Proｊect－>Dｏwｎloａd and dｅbug 下载并调试程序下载完后，如果不想调试程序,可点工具栏上的按钮终止调试。

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。

一、实训背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感网作为物联网的核心技术之一，在环境监测、智能家居、工业控制等领域扮演着越来越重要的角色。

为了提高我们对无线传感网技术的理解和应用能力，我们开展了为期两周的无线传感网实训。

二、实训目标1. 理解无线传感网的基本原理和组成。

2. 掌握无线传感网的搭建和配置方法。

3. 学习无线传感网的数据采集、传输和处理技术。

4. 熟悉无线传感网在实际应用中的案例。

三、实训内容1. 无线传感网基本原理无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量的传感器节点组成，通过无线通信方式相互连接，协同工作，实现对特定区域进行感知、监测和控制的一种网络系统。

传感器节点通常由传感模块、处理模块、通信模块和能量供应模块组成。

2. 无线传感网搭建与配置实训中，我们使用ZigBee模块搭建了一个简单的无线传感网。

首先，我们需要准备ZigBee模块、无线模块、传感器、电源等硬件设备。

然后，通过编程实现对传感器数据的采集、处理和传输。

在搭建过程中，我们学习了以下内容：- ZigBee模块的硬件连接和编程；- 传感器数据的采集和处理；- 无线通信协议的配置；- 网络拓扑结构的构建。

3. 无线传感网数据采集与传输在实训中，我们使用了温度传感器和湿度传感器进行数据采集。

通过编程，我们将采集到的数据发送到上位机进行显示和分析。

我们学习了以下内容：- 传感器数据的实时采集；- 数据的格式化和压缩；- 无线通信协议的数据传输；- 数据的加密和安全传输。

4. 无线传感网应用案例为了更好地理解无线传感网在实际应用中的价值，我们分析了以下几个案例：- 环境监测：通过无线传感网对空气质量、水质等进行实时监测；- 智能家居：利用无线传感网实现对家庭设备的远程控制和能源管理；- 工业控制：利用无线传感网对生产线进行实时监控和故障预警。

四、实训成果通过本次实训，我们取得了以下成果：1. 掌握了无线传感网的基本原理和组成；2. 熟悉了无线传感网的搭建和配置方法；3. 学会了无线传感网的数据采集、传输和处理技术；4. 深入了解了无线传感网在实际应用中的案例。

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她各种因素,节点能源一般不可补充。

因而降低能耗、延长节点使用寿命就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、感知能耗与计算能耗,其中通信能耗所占的比重最大,因此,减少通信能耗就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模块在数据收发与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,主要考虑到问题就是高吞吐量、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与接收节点过度侦听。

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最大的优点就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,因而发送延时与收发能耗都比较小;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”。