無線感測網路技術課程設計報告

遼寧工業大學

題目：加速度感測器資料採集系統

院（系）：電子與資訊工程學院

專業班級：物聯網

學號學生姓名

指導教師

教師職稱

起止時間：14-06-23至14-07-11

課程設計（**）任務及評語

院（系）：電子與資訊工程學院教研室：

目錄第1章加速度資料採集系統設計方案 5

1.1 引言 5

1.2 總體方案論述 5

第2章加速度資料採集系統的硬體設計 6

2.1 系統所需的硬體 6

2.2 硬體系統各部分實現的功能 8

2.3系統整體實現的功能簡介 9

第3章加速度感測器資料採集系統的軟體設計 10

3.1 系統軟體的功能說明 10

3.2 系統程式流程圖 10

3.3 系統主要** 11

第4章課程設計總結 16

參考文獻 17

加速度資料採集系統的總體結構如圖1所示。系統主要由三部分組成，包括加速度感測器節點，協調器，pc。首先我們將編寫好的協調器**通過iar環境燒寫到協調器中，然後修改協調器中各節點id，此時協調器將會組建乙個小範圍的網路來控制各個節點協調工作。

加速度感測器節點將採集到的資料通過無線的方式傳給協調器，協調器通過串列埠將資料上傳到上位機的顯示屏。本次的系統設計在原有的基礎上增加了難度，不僅通過串列埠通訊輸出到 pc 機上實時顯示，而且同過無線的方式用加速度感測器採集到的資訊來控

電機，通過轉動與停止來檢測是否產生加速度。

其系統組成框圖如圖1.1所示

圖1.1 系統總體框圖

加速度資料採集系統所需的硬體包括加速度感測器節點，協調器，電機感測器節點，pc機，燒寫**的工具。

其實物圖如下：

圖2.1 加速度感測器節點

圖2.2 燒寫**工具

圖2.3 協調器

圖 2.4 電機感測器節點

2.2.1 資料的採集與傳送部分

實現該部分功能的部件是加速度感測器節點，該節點中的敏感元件將測點的加速度訊號轉換為相應的電訊號，進入前置放大電路，經過訊號調理電路改善訊號的訊雜比，再進行模數轉換得到數碼訊號，最後送入到其嵌入的的微控制器中，微控制器再進行資料儲存與控制。當感測元件以加速度a運動時，質量塊受到乙個與加速度方向相反的慣性力作用，發生與加速度成正比a的形變，使懸臂梁也隨之產生應力和應變。該變形被貼上在懸臂梁上的擴散電阻感受到。

根據矽的壓阻效應，擴散電阻的阻值發生與應變成正比的變化，將這個電阻作為電橋的乙個橋臂，通過測量電橋輸出電壓的變化可以完成對加速度的測量。

其框圖如圖2.2：

圖 2.2 無線加速度感測器網路節點框圖

2.2.2 協調器節點部分

協調器是加速度感測器資料採集系統中的重要組成部分，它的作用主要包括協調建立網路，還包括檢測網路狀態、傳送維護訊號、傳送採集命令，其他功能還包括：傳輸網路信標、管理網路節點及儲存網路節點資訊，並且提供關聯節點之間的路由資訊;此外，網路協調器要儲存一些基本資訊，如節點資料裝置、資料**表及裝置關聯表等。

其框圖如圖2.3：

圖 2.3 協調器節點框圖

2.2.3 結果的表達與輸出部分

該部分包括兩部分，一是電機節點，二是pc機的顯示屏。由加速度感測器節點採集到的資料最終將通過串列埠輸出資料顯示在螢幕上，還有通過電機的轉動與停止來觀察資料。

圖 2.4 資料顯示在螢幕上

各個節點的**及協調器的**燒寫完畢後，對加速度感測器進行一定動作後，在協調器所組建的這個小網路下將進行資料的無線傳輸。協調器接收到資料後通過串列埠將資料

上傳到顯示屏上，電機接收到資料後會開始轉動。

其實現的功能如下圖所示：

主程式是系統的監控程式，主要對系統中各部分進行初始化工作，使整個系統在上電後進入初始化狀態，，主要工作流程是：系統在上電後首先完成cpu和外部埠的初始化，採集節點會將採集到的資料在zigbee網路中廣播，協調器將收到的資料上傳上位機，電

機收到資料後發生轉動，這就是系統軟體實現的功能。

y圖 3.1 系統程式流程圖

3.3.1 加速度感測器節點**

void serialapp_init( uint8 task_id )

else

uart0_format.header_1 = 0xee;

uart0_format.header_2 = 0xcc;

uart0_format.nodeseq = 0x01;

uart0_format.nodeid = accele;

uart0_format.tailer = 0xff;

serialapp_txaddr.addrmode =(afaddrmode_t)addr16bit;//傳送位址初始化

serialapp_txaddr.endpoint = serialapp_endpoint;

serialapp_txaddr.addr.shortaddr = 0xffff;

txpower = 0xf5;

}void serialapp_init( uint8 task_id )

else

uart0_format.header_1 = 0xee;

uart0_format.header_2 = 0xcc;

uart0_format.nodeseq = 0x01;

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