工程实践实验五-物联网传感器应用实验

1、物联网工程实践实验报告实验名称：物联网综合应用实验（一）班级：姓名：学号：实验日期： 20202年 月 日完成日期： 20202年 月 日实验五 物联网传感器应用实验一、实验目的.了解气压传感器的工作原理和功能测试.了解磁场传感器的工作原理和功能测试.了解红外对射传感器的工作原理和功能测试.了解烟雾传感器的工作原理和功能测试.了解继电器控制模块的工作原理和功能测试二、实验设备PC机，CE&IOT6818实验箱，Zigbee传感网络套件：协调器、传感器模块、仿真器、 MiniUSB 。三、实验原理气压传感器1. 气压传感器模块的基本参数(1) 输出信号 : RS232:(2)串口数据格式 :11

2、5200bps, N,8, 1;(3)压力范围: 3001100hPa 海拔( 9000米-500 米)(4)电源电压: 1.8V3.6V (VDDA) ， 1.62V3.6V (VDDD)(5) LCC8 封装 :无铅陶瓷载体封装(LCC)(6)低功耗：5区UA在标准模式高精度 :低功耗模式下，分辨率为0.06hPa (0.5米)高线性模式下，分辨率为0.03hPa (0.25 米)MSL1 反应时间 : 7.5ms(10)12C 接口2.串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE11767900000403EC030000000000000000F6从左到右，数

3、据表示意义如下FE:表示头字节11: 表示从后一位开始到结尾的数据长度76 79:表示终端的地址0000:表示父节点的地址04: 教学平台编号03: 气压传感器编号EC03:大气压强0000000000000000预留的位置:F6:校验位3.数据处理过程通过 Zigbee 网络将设备终端收集到的数据发送到协调器，然后协调器通过串口将收集到的数据发送到 ARM 控制模块，并在ARM(Android 系统 ) 中将数据进行的处理和显示(六)磁场传感器1. 磁场传感器模块的基本参数(1) 输出信号 : RS232;(2)串口数据格式:115200bps, N, 8, 1;12-bitADC 与低干扰

4、 AMR 传感器， 能在 8 高斯的磁场中实现5 毫高斯分辨内置自检功能(5)低电压工作(2.16-3.6V) 和超低功耗(100uA)内置驱动电路12C 数字接口(8)磁场范围广(+/-8Oe)(9)无引线封装结构(10)最大输出频率可达160Hz.串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE1I7579000004194c04000000000000000048从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节11:表示从后一位开始到结尾的数据长度7579:表示终端的地址0000:表示父节点的地址04:教学平台编号19:磁场传感器编号4c04:磁场旋转角度00000000

5、00000000预留的位置:48:校验位.数据处理过程通过 Zigbee 网络将设备终端收集到的数据发送到协调器，然后协调器通过串口将收集到的数据发送到 ARM 控制模块，并在ARM(Android 系统 )中将数据进行的处理和显示。(七)红外传感器.红外对射传感器模块的基本参数(1)输出信号: RS232;(2)串口数据格式:1 15200bps, N,8, 1:(3)具有高可靠性，响应速度快(4)槽宽度5mm(八)烟雾传感器(5)有输出状态指示灯，输出高电平灯灭，输出低电平灯亮(6)有遮挡，输出高电平:无遮挡，输出低电平(7)比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA(8)工作

6、电压 3.3V-5V(9)输出形式 :数字开关量输出 (0 和 1)(10)使用宽电压LM393 比较器.串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE11717900000410010000000000000000000c从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节11：表示从后一位开始到结尾的数据长度7179:表示终端的地址0000:表示父节点的地址04:教学平台编号10:红外对射传感器编号01 00:红外对射状态， 1 表示有遮挡， 0表示没遮挡00 0000 00 00 00 00 00预留的位置:07:校验位.数据处理过程通过 Zigbee 网络将设备终端收集到

7、的数据发送到协调器，然后协调器通过串口将收集到的数据发送到 ARM 控制模块，并在ARM(Android 系统 ) 中将数据进行的处理和显示。1.烟雾传感器模块的基本参数(1)输出信号:RS232:(2)串口数据格式 :115200bps, N,8, 1:(3)回路电压:s15V (AC or DC)(4)加热电压:5+0.2V (AC or DC)(5)负载电阻:可调(6)加热电阻:310+3Q(7)加热功耗:s900mW检测浓度范围：100ppm 2000Ppm坏同气体浓度范围不同)(9)工作温度:-1050C(标称温度 20C)(10)储存温度 : 2070C (标称温度20C )(11

8、)相对湿度 :小于 95%RH (标称湿度65%RH)(12)氧气浓度 : 21%(标准条件) (氧气浓度会影响灵敏度特性 )，最小值大于 2%(13)清洁空气中电压: S1.5V灵敏度 : 23%(15)响应时间 : s1S (预热 3-5 分钟 )回复时间 : s30S具有信号输出指示灯指示双路信号输出; (模拟量输出及Ttl 电平输出 )(19)TL 输出有效信号为低电平，可接直接接单片机10(20)模拟量输出 02.5V 电压，浓度越高电压越高. 串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的 :FE1I77790000040A01010000000000000000

9、11从左到右，数据表示意义如下FE: 表示头字节11:表示从后一位开始到结尾的数据长度7779:表示终端的地址0000:表示父节点的地址04:教学平台编号0A: 烟雾传感器编号01 01:烟雾的电压值0000:烟雾的状态， 1 表示无烟雾， 0 表示有烟雾00 00 00 00 0000: 预留的位置11:校验位.数据处理过程通过 Zigbee 网络将设备终端收集到的数据发送到协调器，然后协调器通过串口将收集到的数据发送到 ARM 控制模块，并在ARM(Android 系统 ) 中将数据进行的处理和显示。(九)继电器控制模块1.继电器控制模块的基本参数1) 输出信号 : RS232:串口数据格

10、式 115200bps,N,8, I:(3)本模块符合国际安全标准，控制区域与负载区域有隔离槽(4)模块带光耦隔离，触发现可靠，更稳定(5)采用双面FR-4 线路板设计，高端贴片工艺生产(6)采用松乐正品继电器控制(7)具有电源和继电器动作指示，吸合亮，断开不亮(8)信号输入端有低电平信号时，公共端与常开端会导通(9)继电器可以直接控制各种设备和负载(10)有 1 个常开和 1 个常闭触点(11)蓝色KF301 端子接控制线更方便(12)输入低电平有效.串 口协议格式说明当继电器模块连接上协调器后， 发送下面十六进制串口数据即可控制继电器的开关。数据表示意义如下IF:表示继电器模块的编号，1F

11、即为十进制的31.数据处理过程我们通过 ARM 主控设备发送一些控制继电器模块的命令， 从而控制继电器的不同状态。也就是通过串口发送到 Zigbce 协调的数据在通过 Zstack 协议栈发送到控制继电器的终端模块四、实验步骤气压传感器模块：在DemoApp.h文件中，首先打开#define PRESSURE关闭其他宏定义。此时不需要进行Rebuild All ， 因为所有的传感器模块都属于 SensorEB 项目，在操作气压传感器时已经全编译过了。将 CC Debugger 连接到气压传感器模块，确保模块是通电的，并且CC Debugger的指示灯是绿色，CC Debugger接头的方向正确

12、，然后点击Debug进行烧录，烧录完成按一下模块上的RESET按键，当蓝灯常亮时表示该模块已将连接到 ZigBee 组网。然后打开安卓系统，分别打开各个传感器模块，设置串口 /dev/ttySAC1,波特率：9600,设 置好后依次读取数据并记录。磁场传感器模块：在DemoApp.h文件中，首先打开#define MAGNETIC ，关闭其他宏定义，其他步骤参考气压传感器模块的烧录即可。红外对射传感器模块：在DemoApp.h 文件中，首先打开#defineIDETECTORS ， 关闭其他宏定义， 其他步骤参考气压传感器模块的烧 录即可。烟雾传感器：在DemoApp.h 文件中，首先打开#d

13、efine MQ2 和#define MQ 关闭其他宏定义， 其他步骤参考气压传感器模块的烧录即 可。继电器控制模块传感器：在DemoApp.h 文件中，首先打开#defineRELAY 关闭其他宏定义， 其他步骤参考气压传感器模块的烧录即可。五、实验结果1.气压传感器图一（改变前）图二（改变后）实验结果分析：气压传感器主要用来测量气体的压强大小， 其中一个大气压量程的气压传感器通常用来测量天气的变化和利用气压和海拔高度的对应关系用于海拔高度的测量。 在不同高度下可测得不同的 气压值。2.磁场传感器图一（改变前）图二（改变后）实验结果分析：磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出

14、的装置。磁场传感器可以测得在不同方位下旋转角度的大小。前后两次测试中旋转角度发生了变化。.红外对射传感器图一（改变前）图二（改变后）实验结果分析：其侦测原理是利用红外发光二极管发射的红外射线，再经过光学透镜做聚焦处理，使光线传至很远距离，最后光线由接收 端的光敏晶体管接收。当有物体挡住发射端发射的红外射线时由于接 收端无法接收到红外线，所以会发出警报。.烟雾传感器图为原始数据，因实验条件不足，未能作出改变后数据。实验结果分析：烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感， 可实现室内烟雾浓度的变 化，第一次测试时有烟雾，第二次改变波特率测试时无烟雾。.继电器控制模块图为点击“开始”后显示数据实验结果分析：继电器电路中一般都要在继电器的线圈两头加一个二 极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势。当控制端为高电