傳感器基礎(chǔ)和測(cè)試系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)教程

第1章 傳感器基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)須知……………………………………………………… 1
1.1 傳感器基礎(chǔ) …………………………………………………………………… 1
1.1.1 傳感器分類 ……………………………………………………………… 1
1.1.2 傳感器的靜態(tài)特性 ……………………………………………………… 1
1.2 實(shí)驗(yàn)須知 ……………………………………………………………………… 3
1.2.1 實(shí)驗(yàn)室注意事項(xiàng) ………………………………………………………… 3
1.2.2 預(yù)習(xí)要求 ………………………………………………………………… 4
1.2.3 出勤要求 ………………………………………………………………… 4
1.2.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 …………………………………………………………… 5
第2章 傳感器測(cè)量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)………………………………………………………… 6
2.1 傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ……………………………………………………………… 6
2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介 …………………………………………………………… 6
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作說明 ……………………………………………………… 7
2.2 傳感器測(cè)量信號(hào)處理軟件…………………………………………………… 10
2.2.1 波形的產(chǎn)生……………………………………………………………… 10
2.2.2 波形的顯示……………………………………………………………… 11
2.2.3 快速傅里葉變換………………………………………………………… 12
2.2.4 相關(guān)運(yùn)算………………………………………………………………… 12
2.2.5 m文件 ………………………………………………………………… 13
2.3 傳感器信號(hào)分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)…………………………………………………… 14
2.4 活塞壓力計(jì)系統(tǒng)靜態(tài)特性校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)………………………………………… 18
2.5 溫度傳感器實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 23
2.6 電感式傳感器實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 29
2.7 應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 37
2.8 超聲傳感器實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 41
2.9 電容式傳感器實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 44
2.10 電渦流傳感器實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 46
2.11 光纖光電傳感器實(shí)驗(yàn) ……………………………………………………… __________49
2.12 霍爾傳感器實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………… 53
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 55
第3章 飛行大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) …………………………………………………… 56
3.1 飛行大氣數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)……………………………………………………… 56
3.1.1 基于計(jì)算機(jī)的大氣數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)……………………………………… 56
3.1.2 基于嵌入式的大氣數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)……………………………………… 59
3.1.3 大氣數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件………………………………………………… 60
3.1.4 飛行大氣參數(shù)解算公式………………………………………………… 62
3.2 大氣壓力開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 63
3.3 飛行大氣參數(shù)解算綜合實(shí)驗(yàn)………………………………………………… 64
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 67
第4章 無線片上系統(tǒng) ……………………………………………………………… 68
4.1 無線片上系統(tǒng)的特點(diǎn)………………………………………………………… 68
4.2 典型的無線片上系統(tǒng)………………………………………………………… 69
4.2.1 第一代無線片上系統(tǒng)———CC2430 …………………………………… 69
4.2.2 第二代無線片上系統(tǒng)———CC2530 …………………………………… 71
4.2.3 基于SimpleLink的無線片上系統(tǒng)平臺(tái) ……………………………… 74
4.2.4 多協(xié)議無線片上系統(tǒng)———CC2652R ………………………………… 76
4.3 基于CC2530的無線片上系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) …………………………………… 79
4.4 無線片上系統(tǒng)嵌入式軟件集成開發(fā)環(huán)境…………………………………… 81
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 90
第5章 無線片上系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 91
5.1 基于無線片上系統(tǒng)的數(shù)字I/O實(shí)驗(yàn) ……………………………………… 91
5.2 基于無線片上系統(tǒng)的外部中斷實(shí)驗(yàn)………………………………………… 96
5.3 基于無線片上系統(tǒng)的定時(shí)器實(shí)驗(yàn) ………………………………………… 101
5.4 基于無線片上系統(tǒng)的串口通信實(shí)驗(yàn) ……………………………………… 106
5.5 基于無線片上系統(tǒng)的A/D實(shí)驗(yàn)…………………………………………… 115
5.6 基于無線片上系統(tǒng)的光強(qiáng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) ……………………………………… 119
5.7 基于無線片上系統(tǒng)的溫濕度測(cè)量實(shí)驗(yàn) …………………………………… 124
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 132
第6章 基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn) ……………………………………… 133
6.1 物聯(lián)網(wǎng)介紹 ………………………………………………………………… 133
6.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本定義 …………………………………………………… 133
6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生與發(fā)展 …………………………………………… 135
6.1.3 政策戰(zhàn)略引導(dǎo) ………………………………………………………… 136
6.1.4 物聯(lián)網(wǎng)的基本框架 …………………………………………………… 137
6.1.5 物聯(lián)網(wǎng)的基本特征 …………………………………………………… 139
6.1.6 物聯(lián)網(wǎng)元素 …………………………………………………………… 140
6.1.7 物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù) ……………………………………………………… 141
6.1.8 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 ………………………………………………………… 143
6.1.9 物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)的關(guān)系…………………………………… 144
6.1.10 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的互聯(lián)……………………………………………… 145
6.1.11 物聯(lián)網(wǎng)研究與開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)……………………………………… 146
6.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹 ……………………………………………………… 148
6.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 ………………………………………………… 148
6.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) ……………………………………………………… 150
6.2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 …………………………………………………… 150
6.2.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) …………………………………………………… 150
6.2.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 ……………………………………………… 151
6.2.6 傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點(diǎn)問題 ……………………………………… 152
6.2.7 無線通信技術(shù) ………………………………………………………… 157
6.2.8 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全問題 ……………………………………… 159
6.3 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹 …………………………………… 160
6.3.1 基于ZigBee的星形無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)……………………… 161
6.3.2 基于ZigBee的 Mesh無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn) …………………… 167
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 177__