基于Contiki的超声距离监控系统的设计与实现.doc

摘要:日常生活里有很多场合需进行非接触测距如工业测井、机器人躲避障碍物、液位测量、汽车防撞等。超声波测距能在近距离范围直接测量目标，成本低，操作简便，覆盖范围广，而且不受电磁、光线、烟雾等因素的干扰。随着物联网兴起，许多无线传感器网络节点连入互联网。无线传感器网络可以通过各类微型传感器共同实现对环境对象的实时感知和采集，实现实时监测。基于无线传感器网络设计的Contiki操作系统具备C语言开发、移植简便、支持许多硬件平台、支持动态加载和更换单个程序和服务、在运行时加载和卸载各个应用程序或服务、耗能低等特点。

本次设计的主要内容是在基于CC2530平台上移植的Contiki操作系统，利用超声波测距模块HC-SR04设计并实现了一个超声波距离测量的系统。通过该设备可以赋予无线传感网中检测节点超声距离检测的能力，网络中的其他节点可以随时获取距离检测节点的距离数据，当距离过近或过远时可给出报警信号通知上位机。

关键词 Contiki；超声波；CC2530；传感器；无线传感器网络

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究的背景与意义-1

1.2 无线传感网络技术的发展现状-1

1.3 超声波测距的发展现状-2

1.4 论文的主要研究内容与结构组织-2

2 Contiki及无线传感网络-4

2.1 Contiki-4

2.1.1 Contiki代码结构-4

2.1.2 内核源代码目录结构-5

2.1.3 Contiki系统架构-6

2.2 无线传感器网络-7

2.2.1 无线传感器网络的特点-7

2.2.2 无线传感器网络体系结构-8

2.2.3 无线传感器网络的关键技术-8

3 总系统设计-9

3.1 系统需要完成的功能-9

3.2 方案与论证-9

3.2.1 信号无线传输部分-9

3.2.2 超声波模块选择-10

3.2.3 PC上位机显示的选择-10

4 系统硬件设计-11

4.1 超声波测距模块-11

4.2 信号传输模块-12

4.2.1 CC2530芯片主要特性-13

4.2.2 I/O端口引脚功能-14

4.2.3 电源引脚功能-14

4.2.4 控制引脚功能-14

4.3串口通信模块-15

5 软件设计-16

5.1 软件开发语言与开发环境-16

5.2 Contiki在CC2530下的移植要点-16

5.2.1 操作系统内核移植-16

5.2.2设备驱动-16

5.3发送模块程序设计-16

5.4 接收模块程序设计-17

5.5 上位机模块程序设计-18

6 系统测试与结果分析-21

6.1 硬件连线方法-21

6.2 驱动安装与测试-21

6.3 VB上位机显示-23

6.4 误差分析-26

结论-27

致谢-28

参考文献-29