無線傳感器網絡簡明教程

（第2版）崔遜學左從菊編著第八章無線傳感器網絡試驗本章內容8.1實驗背景和設計8.2實驗內容和步驟8.1實驗背景和設計Mica系列傳感器網絡的編程實驗學習安裝和使用CrossBow公司的Mica傳感器網絡，練習傳感器網絡的基本應用，加深學生對傳感器網絡基本工作原理和實現方法的理解，強化學生將傳感器網絡課本知識與工程實踐相結合的能力。2、實驗目的1、實驗名稱8.1實驗背景和設計PC機顯示數據發送與接受消息事件驅動的傳感器數據獲取掌握安裝TinyOS操作系統實驗目標8.1實驗背景和設計操作系統：安裝有Cygwin的Windows2000/XP操作系統，或者安裝有GCC編譯器的Linux操作系統。下載并安裝以下軟件：3、實驗所需軟件①Cygwin();②WinAVR();③nesC();④JavaJDK(/j2se/1.4.1);

⑤TinyOS(/projects/tinyos/projects/tinyos).8.1實驗背景和設計除了采用普通計算機以外，還需要的實驗硬件設備清單如圖：5、實驗設備8.1實驗背景和設計

MIB510的具體型號為MIB510CA，下圖所示的各標號部件的含義如下：①9針的RS232接口。

②與MICAz/MICA2相連的51針接口。

③與MICA2DOT相連的19針接口。

④MICAz/MICA2發光二極管指示器：紅、綠、黃。

⑤編程指示器：發光二極管為綠色，表示“電源開啟”；如果為紅色，表示“編程中”。

⑥編程接口開關：On/Off開關控制串行傳輸。

⑦臨時開關：復位編程處理器和Mote。

⑧10針Jtag接口。

⑨電源：5V@50mA應用外接電源。8.1實驗背景和設計Mica2的具體型號為MPR400CB，各標號部件的含義分別如下：①51針的接口(插針型)。

②電源On/Off開關。③外接電源的接口。④MMCX接口(插孔型)。8.1實驗背景和設計傳感器板的具體型號為MTS300，各標號部件的含義分別如下：①51針的接口(插座型)。②光傳感器。③聲音傳感器(4kHz)。④蜂鳴器。8.1實驗背景和設計8.2實驗內容和步驟(1)下載與安裝

TinyOS操作系統有兩種安裝方式，一種是使用安裝向導自動安裝，另一種是全手動安裝。不管使用哪種方式，都需要安裝相同的RPM。1、安裝TinyOS8.2實驗內容和步驟TinyOS1.1.0、TinyOSTools1.1.0、NesC1.1.0、Cygwin、SupportTools、Java1.4JDK&JavaCOMM2.0、Graphviz、AVRTools、avr-binutils、avr-libc20030512cvs、avr-gcc3.3-tinyos、avarice2.0.20030825cvs和avr-insightcvs-pre6.0-tinyos。

這里介紹在Windows平臺下自動安裝TinyOS。

TinyOS自動安裝程序的下載地址如下：/tos/dist-1.1.0/tinyos/windows/tinyos-1.1.0-lis.exe。

TinyOS1.1.0安裝向導提供的軟件包包括如下工具：8.2實驗內容和步驟

用戶可以選擇“完全”安裝和“自定義”安裝兩種類型之一。完全安裝包括以上所有內容，而自定義安裝允許用戶選擇自己需要的部分。完全自定義8.2實驗內容和步驟用戶需要選擇一個安裝目錄。所有選擇的模塊都會安裝在這個目錄下。以下稱這個安裝目錄為INSTALLDIR，通常默認目錄為C:\ProgramFiles\UCB\，并假設我們選擇完全自動安裝的選項。8.2實驗內容和步驟

①PC工具驗證如果在Windows平臺下使用TinyOS開發環境，“toscheck”是一個專門用來檢驗這些軟件是否正確安裝以及相應的環境變量是否設置完好的工具。在cygwinshell命令行的提示下，轉到tinyos-1.x/tools/scripts目錄，運行toscheck，輸出結果可能會報告環境變量設置不正確，TinyOS運行檢查不通過。8.2實驗內容和步驟(2)軟件與硬件驗證根據系統的提示，需要自己設置一下環境變量。對于TinyOS1.x的環境變量設置問題，可以修改C:\ProgramFiles\UCB\cygwin\etc\profile.d\tinyos.sh文件，內容如下：#設置TinyOS根路徑exportTOSROOT='/opt/tinyos-1.x'#設置TinyOS核心組件所在的目錄exportTOSDIR='$TOSROOT/tos'#classpath的設置需要根據自己的安裝路徑進行設置exportCLASSPATH='.;$CLASSPATH;C:\ProgramFiles\UCB\cygwin\opt\tinyos-.x\tools\java\javapath;C:\ProgramFiles\UCB\cygwin\opt\tinyos-1.x\tools\java;'#設置Make入口點exportMAKERULES='$TOSROOT/tools/make/Makerules‘8.2實驗內容和步驟重新啟動cygwin之后，再運行toscheck進行驗證，系統會報告安裝成功。最后一行報告“toscheckcompletedwithouterror.”，這是十分重要的，只有顯式了這一行才表示安裝無誤；否則如果報告存在什么錯誤或問題，一定要先修補好。8.2實驗內容和步驟

②硬件驗證

TinyOS的apps目錄下有一個應用程序“MicaHWVerify”，是專門用來測試mica/mica2/mica2dot系列硬件設備是否功能完好的驗證工具。

對于傳感器節點在硬件編程時須注意：若使用配套的電源給編程接口板供電，將傳感器節點插到接口板前要保證節點上的電池已取出；若利用傳感器節點上的電池給編程接口板供電，不需再接電源，并保證電池電量大于等于3.0V且節點上開關狀態為On。如果既外接電源，又采用電池供電，很可能會燒毀電路板。8.2實驗內容和步驟

這是運行hardware_checkjava程序，輸出結果類似如下內容：

hardware_checkstartedHardwareverificationsuccessful.NodeSerialID:16048fb6001e

這里返回遠端節點的序列號，表示傳感器節點之間進行無線通信已經成功。如果遠端傳感器節點關閉或工作不正常，將返回提示信息“Nodetransmissionfailure”。如果系統通過了上述測試，就可以進行TinyOS的開發工作了。8.2實驗內容和步驟該應用程序位于apps/Sense目錄，配置文件為Sense.nc，實現模塊文件為SenseM.nc。

跟前面的例子一樣，在C:\ProgramFiles\UCB\cygwin\opt\tinyos-1.x\apps\Sense目錄下輸入命令：makemicainstall2、事件驅動的傳感器數據獲取8.2實驗內容和步驟TinyOS支持的所有傳感器板都在tos/sensorboards目錄下，每個目錄對應一種型號，目錄名稱與主板名稱相一致。這里ADC將光傳感器獲取的大樣本數據轉化為10位的數字，表示當節點在光亮處時LED關掉，在黑暗中LED則發亮，因而將該數據的高三位求反。在SenseM.nc的函數ADC.dataReady()中有如下語句：“display(7-((data>>7)&0x7));”，就是為了實現這個用途。8.2實驗內容和步驟實驗步驟如下：

(1)將網絡節點Mica2通過串口與MIB510編程板相連。

(2)打開Cygwin窗口，輸入下面的命：cd/opt/tinyos-1.x/apps/CntToLedsAndRfm(3)輸入編譯命令：makemica2install(4)輸入命令：cd/opt/tinyos-1.x/apps/RfmToLeds(5)