光照、温湿度采集.docVIP

光照温度传感器验证实验 一、理论原理 室内环境监测系统概述 室内环境检测是运用现代科学技术方法以间断或连续的形式定量地测定环境因子及其他有害于人体健康的室内环境污染物的浓度变化，观察并分析其环境影响过程与程度的科学活动。 室内环境检测的目的是为了及时、准确、全面地反映室内环境质量现状及发展趋势，并为室内环境管理、污染源控制、室内环境规划、室内环境评价提供科学依据。室内环境检测治理研究表明:中国是人口大国，通过对各地方性人口健康调查发现室内环境检测指数较好的环境人口普遍寿龄高于居住在环境较差的地方的寿龄。 在节能领域，以室内环境为监测对象,通过对室内温度和光照强度的监测,能反映空调系统和照明系统消耗能源所产生的效果,从而可以在此基础上优化系统运行,达到节能的目的。 为实现对室内环境的监测,需要在楼宇内的不同区域域布置大量传感装置。而在楼宇中采用传统的有线监测网络将产生巨大的安装成本且对楼宇本身存在一定程度的损伤(特别是对既有建筑而言)。如果采用无线传感技术,则布线工作即可免去,工程的总成本将大幅降低。因此,通过无线传感技术实现楼宇内的环境信息的采集和传输是成功建立监测系统的关键。 西安建筑科技大学信控学院智能家居实验室以节能和营造舒适居住环境为目标，目前进行的工作为监测室内各参数并配合其他系统实现联动控制。 二、实验原理 2.1、原理介绍 智能家居实验室室内环境监测系统基于Crossbow公司Mote系列节点构建，将Mote节点部署于室内特定位置，采集温度、湿度和光照等参数，最后传送至管理中心计算机，完成对数据的显示、分析，监控并完成最后的综合评估和改善。 图1.1 监测系统硬件组成 图1.2 Mote节点实时数据采集截图 图1.3 加载光照信息的Mote节点拓扑结构 西安建筑科技大学信控学院智能家居实验室以节能和营造舒适居住环境为目标，目前进行的工作为监测室内各参数并配合其他系统实现联动控制。 2.2、TonyOS相关概念 Tiny OS系统、库及应用程序都是用nesC语言写的语言写的，这时一种新的用于编写结构化的基于组件的应用程序的语言。nesC语言主要用于诸如传感器网络等嵌入式系统。nesC具有类似于C语言的语法，但支持Tiny OS的并发模型，同时具有机构化机制、命名机制，能够与其他软组件链接在一起从而形成一个鲁棒的网络嵌入式系统。 NesC程序的基本组成是组件（Component），一个组件是一个*.nc文件。每个组件可以完成一定的工作，一个app一般有一个称为“Main”的组件作为程序的执行体（类似于C语言的main函数），“Main”调用其他的组件以实现程序的功能。 “Main”调用其他组件以及一个组件调用其他的组件的方式是通过接口（interface）的连接，组件使用（use） 接口连接到其他组件提供（provides）的接口。接口（interface）可以看作函数声明的一种封装，一个接口的内容是几个函数的声明（没有函数的定义），Tiny OS系统提供了一系列接口（接口由系统提供，不用自己写的）。可以理解为Interface是 Component的属性，函数是interface的属性。 组件（Component）分为两类: 配置（configuration）和模块（module）。配置是用来将其它组件装配起来的组件，将各个组件所使用的接口与其它组件提供的接口连接在一起。这种行为称为导通（wiring）；模块则提供应用程序代码，实现一个或多个接口。每个nesC应用程序都由一个顶级配置所描述，其内容就是将该应用程序所用到的所有组件导通起来，形成一个有机整体。 NesC定义了两类特殊的函数：命令（command）和事件（event）。函数调用时，命令用关键字call，事件用关键字signal。在一个组件中，提供接口中的命令函数必须被实现，使用接口中的事件函数必须被实现。“async”指出这个command或者event可以在有中断时使用。为了协调任务和中断的执行，nesC使用关键字atomic指出该段代码“不可被打断”。另外定义了任务（task）封装一些代码来完成一个任务，不同的任务之间没有优先级，但任务可以被interrupt handler打断。 当传感器信息通过串口到达PC机时，我们需要显示并分析这些信息，这时所用的工具就是XServe。XServe是在Cygwin 命令窗口下运行的一个程序，能把传感器信息自动记录存储到数据库中。 而当信息通过无线从一个Mote节点传送到基站时，我们用XSniffer这个工具监控这些传感器信息。 三、实验操作步骤 （1）创建编写Makefile文件 Makefile文件说明了如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。在Programmer’s No