傳感器基礎和測試系統(tǒng)綜合實驗教程

第1章 傳感器基礎和實驗須知……………………………………………………… 1
1.1 傳感器基礎 …………………………………………………………………… 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 實驗須知 ……………………………………………………………………… 3
1.2.1 實驗室注意事項 ………………………………………………………… 3
1.2.2 預習要求 ………………………………………………………………… 4
1.2.3 出勤要求 ………………………………………………………………… 4
1.2.4 實驗報告要求 …………………………………………………………… 5
第2章 傳感器測量基礎實驗………………………………………………………… 6
2.1 傳感器實驗平臺 ……………………………………………………………… 6
2.1.1 實驗設備簡介 …………………………………………………………… 6
2.1.2 實驗設備操作說明 ……………………………………………………… 7
2.2 傳感器測量信號處理軟件…………………………………………………… 10
2.2.1 波形的產生……………………………………………………………… 10
2.2.2 波形的顯示……………………………………………………………… 11
2.2.3 快速傅里葉變換………………………………………………………… 12
2.2.4 相關運算………………………………………………………………… 12
2.2.5 m文件 ………………………………………………………………… 13
2.3 傳感器信號分析基礎實驗…………………………………………………… 14
2.4 活塞壓力計系統(tǒng)靜態(tài)特性校準實驗………………………………………… 18
2.5 溫度傳感器實驗……………………………………………………………… 23
2.6 電感式傳感器實驗…………………………………………………………… 29
2.7 應變傳感器實驗……………………………………………………………… 37
2.8 超聲傳感器實驗……………………………………………………………… 41
2.9 電容式傳感器實驗…………………………………………………………… 44
2.10 電渦流傳感器實驗 ………………………………………………………… 46
2.11 光纖光電傳感器實驗 ……………………………………………………… __________49
2.12 霍爾傳感器實驗 …………………………………………………………… 53
參考文獻 …………………………………………………………………………… 55
第3章 飛行大氣數據系統(tǒng)實驗 …………………………………………………… 56
3.1 飛行大氣數據實驗平臺……………………………………………………… 56
3.1.1 基于計算機的大氣數據實驗系統(tǒng)……………………………………… 56
3.1.2 基于嵌入式的大氣數據實驗系統(tǒng)……………………………………… 59
3.1.3 大氣數據實驗系統(tǒng)軟件………………………………………………… 60
3.1.4 飛行大氣參數解算公式………………………………………………… 62
3.2 大氣壓力開環(huán)控制實驗……………………………………………………… 63
3.3 飛行大氣參數解算綜合實驗………………………………………………… 64
參考文獻 …………………………………………………………………………… 67
第4章 無線片上系統(tǒng) ……………………………………………………………… 68
4.1 無線片上系統(tǒng)的特點………………………………………………………… 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 ……………………………… 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)實驗平臺 …………………………………… 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 …………………………………………………………………………… 90
第5章 無線片上系統(tǒng)實驗 ………………………………………………………… 91
5.1 基于無線片上系統(tǒng)的數字I/O實驗 ……………………………………… 91
5.2 基于無線片上系統(tǒng)的外部中斷實驗………………………………………… 96
5.3 基于無線片上系統(tǒng)的定時器實驗 ………………………………………… 101
5.4 基于無線片上系統(tǒng)的串口通信實驗 ……………………………………… 106
5.5 基于無線片上系統(tǒng)的A/D實驗…………………………………………… 115
5.6 基于無線片上系統(tǒng)的光強測量實驗 ……………………………………… 119
5.7 基于無線片上系統(tǒng)的溫濕度測量實驗 …………………………………… 124
參考文獻…………………………………………………………………………… 132
第6章 基于ZigBee無線傳感器網絡實驗 ……………………………………… 133
6.1 物聯網介紹 ………………………………………………………………… 133
6.1.1 物聯網的基本定義 …………………………………………………… 133
6.1.2 物聯網概念的產生與發(fā)展 …………………………………………… 135
6.1.3 政策戰(zhàn)略引導 ………………………………………………………… 136
6.1.4 物聯網的基本框架 …………………………………………………… 137
6.1.5 物聯網的基本特征 …………………………………………………… 139
6.1.6 物聯網元素 …………………………………………………………… 140
6.1.7 物聯網驅動技術 ……………………………………………………… 141
6.1.8 物聯網的應用 ………………………………………………………… 143
6.1.9 物聯網與泛在網絡、傳感網的關系…………………………………… 144
6.1.10 物聯網體系架構的互聯……………………………………………… 145
6.1.11 物聯網研究與開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)……………………………………… 146
6.2 無線傳感器網絡介紹 ……………………………………………………… 148
6.2.1 無線傳感器網絡概述 ………………………………………………… 148
6.2.2 傳感器節(jié)點結構 ……………………………………………………… 150
6.2.3 傳感器網絡協(xié)議棧 …………………………………………………… 150
6.2.4 傳感器網絡的特點 …………………………………………………… 150
6.2.5 無線傳感器網絡的應用 ……………………………………………… 151
6.2.6 傳感器網絡研究中的熱點問題 ……………………………………… 152
6.2.7 無線通信技術 ………………………………………………………… 157
6.2.8 無線傳感器網絡中的安全問題 ……………………………………… 159
6.3 基于無線傳感器網絡的實驗平臺介紹 …………………………………… 160
6.3.1 基于ZigBee的星形無線傳感器網絡綜合實驗……………………… 161
6.3.2 基于ZigBee的 Mesh無線傳感器網絡綜合實驗 …………………… 167
參考文獻…………………………………………………………………………… 177__