无线传感器网络课程设计
大学无线传感器网络教案
大学无线传感器网络教案一、教学目标通过本课程，学生将了解到无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）的原理、网络结构、应用场景以及其在物联网中的重要性，同时掌握WSN的网络拓扑结构设计方法和WSN中的包括传输协议、路由协议、网络安全等相关技术。
二、教学内容1. 无线传感器网络概述1.1 什么是无线传感器网络1.2 无线传感器网络的优缺点1.3 无线传感器网络的应用场景2. 无线传感器网络结构2.1 网络拓扑结构设计2.2 网络节点分类2.3 无线传感器节点的构成2.4 无线传感器网络的通信协议3. 无线传感器网络技术3.1 传输协议3.2 路由协议3.3 网络安全三、教学方法本课程采用讲授结合实验的教学方法，通过讲解概念与原理，引导学生进行实验操作，提高学生的自主探究能力。
四、教学过程1. 无线传感器网络概述1.1 无线传感器网络的定义无线传感器网络是一种由分布在空间中的大量微小的传感器节点组成的无线网络，通过传感器节点进行数据采集、处理、传输和网络通信等功能，实现对监测环境的实时感知、辅助决策等目的。
1.2 无线传感器网络的优缺点优点：1）节点数量可灵活扩展；2）维护成本低廉；3）无线通信便利；4）实时感知能力强；5）他适老面多种应用场景。
缺点：1）网络安全容易受到攻击；2）传输距离有限制；3）数据通信存储的能力有限。
1.3 无线传感器网络的应用场景无线传感器网络可用于环境监测、智能交通、智能家居、工业监测等多个领域，随着物联网的发展和普及，其应用场景将不断拓展。
2. 无线传感器网络结构2.1 网络拓扑结构设计无线传感器网络节点之间的拓扑结构分为两种：平面型结构和三维结构。
平面型结构具有灵活性，安装与维护较为方便；三维结构则能够应对更高水平的感知任务。
但这两种结构都需要合理设计。
2.2 网络节点分类无线传感器网络中的节点可以按照不同维度进行分类：硬件节点、软件节点、通信节点等。
无线传感器网络课程设计
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。
无线传感器网络原理及方法课程设计
无线传感器网络原理及方法课程设计一、前言无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是指由大量分布式的、自组织的、无线通信的、具有感知和处理能力的微型传感器节点（Sensor Node）组成的网络架构。
每个传感器节点都具有感测、通信、计算和存储等功能，可以实现节点之间的无线通信和数据传输，从而实现对所监测区域的实时感知、数据采集、处理和传输等任务。
由于无线传感器网络在实际应用中具有广阔的前景和应用价值，因此近年来得到了极大的关注和重视。
本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的研究和学习，深入了解传感器节点的构成、通信原理、能量管理及传感器网络协议等方面的知识，培养学生的创新意识和实践能力，提高其在工程应用中的综合素质和能力。
二、课程设计内容2.1 课程设计目标本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的学习和掌握，使学生能够掌握以下知识和能力：1.了解无线传感器网络的发展历程、应用领域和研究现状；2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理和协议等方面的基本知识；3.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程；4.培养学生的独立思考、实际动手能力和创新意识；5.提高学生的综合素质和工程应用能力。
2.2 课程设计内容第一阶段（2周）1.了解无线传感器网络的基本概念、特点和分类等方面的知识；2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理等方面的基本知识；3.学习并掌握传感器网络协议和通信技术等方面的知识。
第二阶段（4周）1.了解无线传感器网络的应用领域和现状；2.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程；3.实现传感器节点的数据采集和通信等基本功能；4.调试和优化传感器网络系统，提高系统的性能和可靠性。
第三阶段（2周）1.进行无线传感器网络实验及调试；2.学习并掌握数据处理和信息管理等方面的知识；3.进行数据分析和应用等相关实践。
2.3 课程设计要求1.组成4-5人的小组，每个小组负责设计一个无线传感器网络系统；2.每个小组需要设计系统的硬件、软件和通信模块等；3.确定适当的目标和需求，进行系统设计和实现；4.完成系统调试和优化，达到预期目标。
无线传感器网络课设
无线传感器网络课设目录第一章绪论---------------------------------------------------------1 1.1 课题的背景------------------------------------------------------1 1.2 国内外研究现状--------------------------------------------------1 1.3 课程设计意义和目标----------------------------------------------2 第二章无线传感器网络简介-------------------------------------------3 2.1 传感器网络体系结构----------------------------------------------3 2.2 无线传感器网络的特征--------------------------------------------6 第三章无线传感器网络节点硬件设计方案------------------------------10 3.1 硬件设计方案---------------------------------------------------10 3.2 微处理器的选型与电路设计---------------------------------------10 3.3 供电电路设计---------------------------------------------------12 第四章无线传感器网络节点功能软件设计和电路调试--------------------14 4.1 编程环境-------------------------------------------------------14 4.2 程序加载和调试工具介绍-----------------------------------------14 4.3 传感器ADC数据采集程序设计-------------------------------------15 4.4 电池状态监测及充电模块程序设计---------------------------------16 4.5 电路功能调试---------------------------------------------------18 第五章总结与展望--------------------------------------------------19 参考文献-----------------------------------------------------------20第一章绪论1.1课题的背景当今世界通信技术迅猛发展，无线通信技术已逐步深入到社会生活的各个领域，其中无线传感器网络技术是很有前途的新兴技术之一。
无限传感网络课程设计
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
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。
无线传感器网络课程设计
目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2选题的现实意义 (1)第二章系统硬件电路的设计 (2)2.1系统硬件构成及其测控原理 (2)2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图 (2)2.1.2系统整体电路图 (2)2.1.3系统工作原理 (3)2.2 显示模块的选择 (3)2.2.1DS18B20简介 (3)2.2.2 DS18B20的性能特点 (3)2.2.3 DS18B20的管脚排列 (3)2.2.4 DS18B20的内部结构 (4)2.3 温度调节模块设计 (8)2.4 湿度报警模块设计 (10)第三章温室大棚控制系统软件设计 (12)3.1 Keil C 软件概述 (12)3.2 温室大棚控制系统程序设计 (14)3.2.1整体系统框图 (14)3.2.2 LCD1602显示模块程序设计 (15)3.2.3 PWM程序设计 (16)第四章总结与展望 (17)参考文献 (I)附录 (II)谢辞............................................... V I无线传感器网络课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：信息工程学院2011年11月10日摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。
该系统运行可靠，成本低。
系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。
促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。
关键词: STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测第一章绪论1.1选题背景随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计基于ZigBee技术的无线传感器网络技术是当今物联网领域的热门技术之一，其在工业自动化、智能家居、农业监测以及环境监测等领域有着广泛的应用。
针对这一技术，本文将结合课程设计的形式，详细介绍关于基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课程设计内容。
一、课程设计目标本课程设计旨在使学生了解和掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的原理、应用及相关技术，具体目标包括：1. 了解ZigBee技术的基本原理和特点；2. 掌握无线传感器网络的组网和通信技术；3. 掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用实践；4. 具备无线传感器网络的设计、搭建和调试能力；5. 发展学生的创新能力，培养学生的实际动手能力。
1. ZigBee技术基础知识（1）ZigBee技术概述：介绍ZigBee技术的起源、发展和应用领域；（2）ZigBee技术标准：讲解ZigBee技术的协议栈、PHY层和MAC层等相关标准；（3）ZigBee技术特点：详细介绍ZigBee技术在无线传感器网络中的优点和特点。
2. 无线传感器网络基础知识（1）传感器网络概念：介绍传感器网络的概念和组成结构；（2）传感器节点：讲解传感器节点的功能和设计原理；（3）传感器数据采集：详细介绍传感器数据的采集和传输方式。
3. 基于ZigBee技术的无线传感器网络组网与通信（1）ZigBee组网技术：讲解ZigBee协议栈中的网络层和应用层的组网原理；（2）无线传感器网络通信协议：详细介绍ZigBee技术在传感器网络中的通信协议和数据传输机制。
（1）工业自动化应用：介绍ZigBee技术在工业生产过程中的应用案例；（2）智能家居应用：详细介绍ZigBee技术在智能家居领域的应用案例；（3）环境监测应用：讲解ZigBee技术在环境监测领域的应用案例。
5. 无线传感器网络设计与调试实践（1）传感器网络设计原理：介绍无线传感器网络的设计原理和方法；（2）传感器网络搭建实践：实际操作搭建无线传感器网络并调试；（3）传感器网络应用案例分析：分析不同应用场景下的传感器网络设计和调试原理。
无线传感器网络课设
⽆线传感器⽹络课设⽬录第⼀章绪论---------------------------------------------------------1 1.1 课题的背景------------------------------------------------------1 1.2 国内外研究现状--------------------------------------------------1 1.3 课程设计意义和⽬标----------------------------------------------2 第⼆章⽆线传感器⽹络简介-------------------------------------------3 2.1 传感器⽹络体系结构----------------------------------------------3 2.2 ⽆线传感器⽹络的特征--------------------------------------------6 第三章⽆线传感器⽹络节点硬件设计⽅案------------------------------10 3.1 硬件设计⽅案---------------------------------------------------10 3.2 微处理器的选型与电路设计---------------------------------------10 3.3 供电电路设计---------------------------------------------------12 第四章⽆线传感器⽹络节点功能软件设计和电路调试--------------------14 4.1 编程环境-------------------------------------------------------14 4.2 程序加载和调试⼯具介绍-----------------------------------------14 4.3 传感器ADC数据采集程序设计-------------------------------------15 4.4 电池状态监测及充电模块程序设计---------------------------------16 4.5 电路功能调试---------------------------------------------------18 第五章总结与展望--------------------------------------------------19 参考⽂献-----------------------------------------------------------20第⼀章绪论1.1课题的背景当今世界通信技术迅猛发展，⽆线通信技术已逐步深⼊到社会⽣活的各个领域，其中⽆线传感器⽹络技术是很有前途的新兴技术之⼀。
无线传感网技术课程设计
无线传感网技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传感网技术的基本概念，掌握其工作原理和关键技术；2. 使学生掌握无线传感网在环境监测、智能交通等领域的应用；3. 帮助学生了解无线传感网技术的发展趋势及其在未来物联网中的地位。
技能目标：1. 培养学生运用无线传感网技术设计简单应用方案的能力；2. 提高学生分析、解决无线传感网技术在实际应用中遇到的问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流和动手实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对无线传感网技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生关注社会热点问题，提高其社会责任感和使命感；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到无线传感网技术在促进社会发展中的积极作用。
课程性质：本课程为选修课程，旨在拓展学生的知识面，提高其实践能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术和计算机网络基础，对新兴技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的创新思维和动手能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 无线传感网技术概述- 引导学生了解无线传感网的概念、发展历程和未来发展趋势；- 分析无线传感网的技术特点及其在物联网领域的应用。
2. 无线传感网关键技术- 介绍传感器技术、嵌入式技术、通信技术和网络协议等；- 分析各关键技术在实际应用中的重要性。
3. 无线传感网架构与协议- 讲解无线传感网的基本架构，包括传感器节点、汇聚节点和用户节点；- 介绍常见的无线传感网通信协议，如ZigBee、IEEE 802.15.4等。
4. 无线传感网应用案例分析- 分析环境监测、智能交通、智能家居等领域的无线传感网应用案例；- 引导学生学会运用无线传感网技术设计实际应用方案。
5. 无线传感网实践操作- 组织学生进行无线传感网设备的安装、调试和组网；- 培养学生动手实践能力和团队协作精神。
无线传感器网络课程设计
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。
无线传感器网络课程设计
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
目录第1章实习目的与要求 (1)1.1 GPRS 远程监测终端系统项目 (1)1.2 GPIO口 (1)1.4 嵌入式STM32 LCD 屏模块 (1)1.5 嵌入式STM32 GSM、温湿度实训阶段 (1)课堂要求： (2)第2章设计背景 (3)2.1 课题研究的背景 (3)2.2 国内外stm32控制以太网技术发展现状及趋势 (4)第3 章 (5)3.1 GPRS的远程终端监控系统 (5)3.2 GPIO口功能描述 (7)3.3 STM32串口 (13)3.4 嵌入式STM32 LCD 屏模块 (15)3.5 嵌入式STM32 GSM、温湿度实训阶段 (16)第4章调制和测试 (18)4.1 LED点亮实验： (18)4.2 流水灯实验一： (18)4.3 按键控制LED实验： (18)4.4 流水灯实验二 (18)4.5 温湿度实验调制与结果 (18)4.6实验结果 (18)第5章实习心得 (20)参考文献 (21)第1章实习目的与要求通过实习提高自己的对社会的认知能力，同时理论联系实际，让自己迅速适应社会，跟上新兴产业前进的快速步伐。
通过理论与实际的结合、学校与社会的沟通，进一步提高学生的思想觉悟、业务水平，尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养自己成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。
1.1 GPRS 远程监测终端系统项目主要工作：基于 GPRS 远程监测终端系统项目流程、项目分析目的：了解整体项目流程过程，及对嵌入式行业整体认识1.2 GPIO口主要工作：嵌入式概述、 ARM 体系架构、 ARM 开发平台、 STM32 库函数讲解、 GPIO 实验运用 GPIO 口寄存器对流水灯和呼吸灯程序实验目的：学生掌握嵌入式中 STM32 的寄存器开发过程1.3嵌入式 STM32 串口实训阶段主要工作：通信的划分、常用串行通信协议。
通信接口电平的讲解STM32 串口控制器的工作原理目的：学生掌握嵌入式 STM32 中串口通信以及上位机操作，方便后续项目的使用1.4 嵌入式 STM32 LCD 屏模块主要工作：项目中常用显示器件的介绍和产品案例。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程背景无线传感器网络技术是一种新兴的技术，它能够实现对环境和物体的监测和控制。
它在环境监测、军事侦察、医疗保健、智能家居等领域有着广泛的应用前景，因此受到了广泛的关注。
本课程以ZigBee技术为基础，着重介绍了无线传感器网络技术的原理、技术特点、构架及其应用，并通过实际案例分析来加深学生的理解。
二、课程目标1.了解无线传感器网络技术的基本原理和发展历程；2.掌握ZigBee技术的基本原理和应用；3.了解无线传感器网络技术的构架；4.学习无线传感器网络技术在不同领域的应用。
2.ZigBee技术概述（1）ZigBee的介绍和特点；（2）ZigBee技术的工作原理；（3）ZigBee网络的构架和通信方式。
3.无线传感器网络技术的构架（1）传感器节点的组成和功能；（2）传感器节点之间的通信方式；（3）数据采集和处理。
4.无线传感器网络技术的应用（1）环境监测中的应用；（2）智能家居中的应用；（3）军事侦察中的应用；（4）医疗保健中的应用。
四、教学方法1.理论授课通过讲授无线传感器网络技术的基本原理和应用，介绍ZigBee技术的工作原理与通信方式，对学生进行理论知识的系统学习。
2.案例分析通过对实际应用案例的分析，深入理解无线传感器网络技术在不同领域的具体应用。
3.实验操作设计相关的实验来帮助学生掌握ZigBee技术的应用和工作原理，培养学生的动手能力。
4.课程设计学生需要完成一个基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课设项目，包括系统设计、搭建和调试等环节。
五、教学过程1.第一阶段：介绍无线传感器网络技术的概述和发展历程，引导学生了解该技术的应用领域及其重要性。
2.第二阶段：介绍ZigBee技术的基本原理和特点，并通过案例分析来加深学生的理解。
六、评价方法1.平时表现包括学生对课堂内容的理解情况、实验操作的表现、课程设计的进展等。
2.作业布置相关的理论作业和实验报告，检验学生对无线传感器网络技术的掌握程度。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程目标本课程设计旨在帮助学生深入了解无线传感器网络技术，并且掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的设计、搭建和应用。
通过本课程的学习，学生将能够掌握无线传感器网络的相关理论知识，熟练掌握ZigBee技术的原理和应用，具备无线传感器网络设计和应用的能力。
二、课程内容1. 无线传感器网络基础知识1.1 无线传感器网络概述1.2 无线传感器网络的组成和特点1.3 无线传感器网络的应用领域2. ZigBee技术介绍2.1 ZigBee技术的原理和特点2.2 ZigBee协议栈结构2.3 ZigBee技术的应用场景三、教学方法本课程将采用理论教学和实践操作相结合的教学方法。
通过理论讲解使学生掌握相关知识，通过实践操作使学生掌握实际应用能力。
在教学过程中，将引导学生分析无线传感器网络的实际应用案例，激发学生的创新意识和实践能力。
四、实践环节为了提高学生的实际操作能力和解决问题的能力，本课程将设置大量的实践环节。
学生将有机会参与传感器节点的设计与制作、无线传感器网络的搭建和调试、以及对实际场景中无线传感器网络的应用案例进行分析和实现。
五、课程评估1. 平时表现：包括课堂讨论、实验报告等，占总评成绩的30%。
2. 期中考试：考察学生对无线传感器网络理论知识的掌握程度，占总评成绩的30%。
3. 期末实践项目：要求学生根据所学知识设计并实现一个小型无线传感器网络应用项目，占总评成绩的40%。
六、教学资源1. 教材：《无线传感器网络技术与应用》，王明、李华主编2. 软件：ZigBee网络模拟软件、ZigBee应用开发软件3. 硬件：无线传感器节点、ZigBee通信模块、无线传感器网络开发板。
无线传感器网络 教案
无线传感器网络教案教案标题：无线传感器网络教案目标：1. 了解无线传感器网络的基本概念和原理。
2. 掌握无线传感器网络的应用领域和优势。
3. 学习无线传感器网络的组网方式和通信协议。
4. 能够设计和实现简单的无线传感器网络应用。
教案步骤：一、导入环节：1. 利用图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景，引发学生的兴趣和好奇心。
2. 提问学生对无线传感器网络的了解程度，激发他们思考和探索的欲望。
二、知识讲解：1. 介绍无线传感器网络的定义和基本概念，包括传感器节点、无线通信、数据采集等。
2. 解释无线传感器网络的工作原理，包括传感器节点的感知、数据处理和通信传输等过程。
3. 探讨无线传感器网络的应用领域，如环境监测、农业、医疗等，并展示相关案例。
4. 介绍无线传感器网络的组网方式，包括星型、网状和混合网等，并比较它们的优劣势。
5. 讲解无线传感器网络的通信协议，如ZigBee、WiFi、LoRa等，分析其特点和适用场景。
三、案例分析：1. 提供一个无线传感器网络的实例案例，让学生分析其应用需求和设计方案。
2. 引导学生思考如何选择合适的组网方式和通信协议，以及如何解决能耗、安全性等问题。
3. 分组讨论并展示各自的设计方案，进行评价和改进。
四、实践操作：1. 提供一些简单的无线传感器网络实验装置，让学生进行实际操作。
2. 引导学生设置传感器节点、配置通信参数，并观察数据采集和传输的结果。
3. 分析实验结果，让学生总结经验和教训，并提出改进措施。
五、总结与评价：1. 总结本节课的学习内容，强调无线传感器网络的重要性和应用前景。
2. 鼓励学生对无线传感器网络进行深入学习和研究，并提供相关资源和参考文献。
3. 对学生的表现进行评价和反馈，鼓励他们在课后继续探索和实践。
教学资源：1. 图片或视频展示无线传感器网络的实际应用场景。
2. 无线传感器网络的相关案例和实验装置。
3. 相关的教学PPT和课件。
4. 学生实验操作指南和实验报告模板。
无线传感器网络课程设计报告
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.。
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无线传感器网络课程设计------远程数据采集系统设计学生姓名：指导教师：峰斌专业：电子信息工程班级：D0745学号：设计时间：2011年1月3日至2011年1月20日实验地点：新实验楼524随着无线网络技术的飞速发展和同益普及，低速、低功耗、低成本的ZigBee 无线网络技术，己成为当前传感器网络及自动化控制领域中的一个重要研究课题。
本论文对ZigBee技术进行广泛深入的分析和研究，使用ZigBee协议设计应用程序并结合硬件进行实验，主要研究工作如下：(1)介绍了ZigBee相关概念、应用前景和研究现状、体系结构、优缺点以及网络拓扑、设备类型、ZigBee网络的基本框架、功能、特点等内容。
(2)对ZigBee网络层、应用层及ZigBee应用程序框架结构、功能进行了研究。
分析了ZigBee协议栈的总体功能结构，着重讨论网络建立、路由机制、数据帧结构和数据传输模式、数据处理模式以及编程接口，展示了整个系统的应用程序编写过程。
(3)分析了ZigBee设备组成结构及硬件设计思路。
在具体介绍JN5121处理器模块、电源模块、时钟模块、存储器模块以及各个接口模块的基础上给出了硬件设计的整体方案及硬件原理图。
(4)讨论了ZigBee网络与因特网的互联及数据交换方式。
研究了嵌入式操作的定制及嵌入式数据库的应用。
(5)组建基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以JN5121单片机和数字式温湿度传感器SHT10设计出了传感器网络节点，S3C2440控制器作为ZigBee网关。
传感器节点通过无线通信方式将数据发送到ZigBee网关。
ZigBee网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机，并对实验结果进行分析。
该系统具有良好的人机交互界面和远程访问功能，良好的可移植性和扩展性，可以根据具体要求方便地在数据采集模块上进行传感器的扩充以实现更多功能。
关键词：ZigBee技术，IEEE802.15.4，无线网络，第一章绪论 (1)1.1课题的背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3课程设计意义和目标 (2)第二章无线传感器网络简介 (3)2.1传感器网络体系结构 (3)2.2无线传感器网络的特征 (6)第三章远程数据采集系统硬件设计 (9)3.1系统结构和工作原理 (9)3.2硬件平台 (10)3.3供电电路设计 (11)第四章远程数据采集系统软件设计 (13)4.1软件总体框架 (13)4.2ZigBee协调器节点程序 (14)4.3ZigBee路由器节点程序 (17)第五章总结与展望 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1课题的背景当今世界通信技术迅猛发展，无线通信技术已逐步深入到社会生活的各个领域，其中无线传感器网络技术是很有前途的新兴技术之一。
随着无线传感器网络支撑技术ZigBee通信协议的发布及完善，基于ZigBee无线传感器网络的研发成为近年来国内外竞相发展的一个领域。
这项技术的发展有力地推动了低速率无线个人区域网LR-WPAN的发展，也将根本改变工业控制、测控、环境监测、汽车、医学等短路无线网络应用现状，具有广泛的应用价值。
本论文工作正式结合ZigBee无线传感器网络节点，并实现ZigBee无线传感器星型网的基本应用，为进一步研究创建良好的基础。
1.2国内外研究现状无线传感器网络的研究起步于90年代末期，从2000年起，传感器节点以及由其构成的无线传感器网络引起军世界、学术界、工业界的极大关注和普遍重视。
自20世纪90年代起，美国的很多大学和科研机构就开始了无线传感器网络的研究。
加州大学伯克利分校研制的用于无线传感器网络研究的演示平台现已成为研究无线传感器网络最主要的试验平台之一、罗克韦尔技术研究中心与加州大学洛杉矶分校合作开发的无线传感器网络原型与系统已在美国一些政府机构和工程项目上进行了相关实验、哈佛大学开展了传感器网络中痛讯理论基础等研究、麻省理工学院致力于极低功耗无线传感器网络技术的研究等。
无线传感器网络的研究首先在军方应用和推广，美国陆军近年来连续启动了一系列研究计划，探索无线传感器网络在未来战争中的应用。
DAPAR资助的SensIT项目，通过部署在战场的多种传感器组成的自组织特性的传感器网络，使指挥员和士兵可及时了解战场形势、迅速全面地获得战场实况信息，大大提高了参战人员对战场态势的感知能力。
2002年5月，美国Sandia国家实验室与美国能源部合作，共同研究能够预警以地铁、车站等公共场所目标的生化武器，并及时采取防范对策的系统，系统集有毒气体检测传感器和网络于一体，该系统的研制有效增强了公共场所抵御生化武器袭击的能力。
在国内，无线传感器网络领域的研究也在很多科研机构展开。
中科院上海微系统与信息技术研究所从1998年开始就对无线传感网络进行了跟踪和研究，并完成了一些终端节点和基础的研发，中科院电子所和沈阳所也分别从传感器技术和控制技术角度入手开展研究，2004年国家自然科学基金资助浙江大学和中科院合作开展了无线传感器网络通信协议、定位、部署和覆盖等方面的研究，中科院宁波所计算技术研究所也较早开展了无线传感器网络的研究，并于05年12月开发出了基于IEEE802.15.4协议的GAINS节点和SNAMP平台。
1.3课程设计意义和目标随着2004年底ZigBee协议的正式颁布，关于ZigBee无线传感器网络的研究和应用在世界各地蓬勃展开，ZigBee的特点使得它在无线传感器网络领域具有非常重要的地位。
目前，ZigBee技术的研究处于初期阶段。
研究从节点的硬件设计、节点功能软件设计、协议研究及协议移植、计算机管理软件开发、ZigBee 星型网应用层开发等多方面同时展开。
课题的主要任务是建立ZigBee开发初级平台，为后续的无线定位、路由开发等ZigBee技术的深入研究和ZigBee产品开发奠定基础。
具体就是在研究ZigBee技术及其协议栈的基础上，首先是设计与实现硬件平台，其次课题组进行ZigBee组网研究和移植Microchip公司基于PIC单片机的ZigBee协议栈MpZBee1.0-3.6到AVR单片机上，实现ZigBee协议的软件化，并进行ZigBee星型网的应用层开发和无线传感器网络管理软件ZS_WSN的设计与开发，最后使用研制的节点、开发的无线传感器网络管理软件完成ZigBee星型网的基本应用。
第二章无线传感器网络简介2.1传感器网络体系结构2.1.1传感器网络结构传感器网络结构如图2-1所示，传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。
大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。
传感器节点监测的数据沿着其它传感节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。
用户通过管理节点岁传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。
图2-1传感器网络节构传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过携带能量有限的电池供电。
从网络功能上看，每个传感器节点兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能，除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其它节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。
目前传感器节点的软硬件技术是传感器网络研究的重点。
汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对比较强，它连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转化，同时发布管理节点的检测任务，并把收集的数据转发到外部网络上。
汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点，有足够的能量供给和更多的内存与计算资源，也可以是没有监测功能仅带有无线通信接口的特殊网关设备。
2.1.2传感器节点结构传感器节点有传感器模块、处理模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，如图2-2所示。
传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其它节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线痛信，交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块位传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。
图2-2传感器节点体系结构2.1.3传感器网络协议栈随着传感器网络的深入研究，研究人员提出了多个传感器节点上的协议栈。
图2-3（a）所示是早期提出的一个协议栈，这个协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，与互联网协议栈的五层协议相对应。
另外，协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。
这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。
各层协议和平台的功能如下：∙物理层提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术；∙数据链路层负责数据成帧、帧监测、媒体访问和差错控制；∙网络层主要负责路由生成与路由选择；∙传输层负责数据流的传输控制，是保证通信服务质量的重要部分；∙应用层包括一系列基于监测任务的应用层软件；∙能量管理平台管理传感器节点如何使用能源，在各个协议层都需要考虑节省能量；∙移动管理平台监测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置；∙任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。
图2-3传感器网络协议栈图2-3(b)所示的协议栈细化并改进了原始模型。
定位和时间同步子层在协议栈中的位置比较特殊。
它们既要依赖于数据传输通道进行协作定位和时间同步协商，同时又要为网络协议各层提供信息支持，如基于时分复用的MAC协议，基于地理位置的路由协议的等很多传感器网络协议都需要定位和同步信息。
所以在图2-3（a）所示的各层协议中，用以优化和管理协议流程：另一部分独立在协议外层，通过各种收集和配置接口对相应机制进行配置和监控。
如能量管理，在图2-3（a）中的每个协议层次中都要增加能量控制代码，并提供给配置系统进行能量分配决策；QoS管理在各协议层设计队列管理、优先级机制或者带宽预留等机制，并对特定应用的数据给予特别处理；拓扑控制利用物理层、链路层或路由层完成拓扑生成，反过来又为它们提供基础信息支持，优化MAC协议和路由协议的协议过程，提高协议效率，减少网络能量消耗；网络管理则要求协议各层嵌入各种信息接口，并定时收集协议运行状态和流量信息，协调控制网络中各个协议组件的运行。
2.2无线传感器网络的特征2.2.1与现有无线网络的区别无线自组网是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。
其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信道流。
通常节点具有持续的能量供给。