物联网实验(物联网实验报告)

 

对于大部分高校开设的传感器的实验教学往往只是简单的验证性实验，对于应用型高校主要注重提高实践能力，验证性的实验不能满足应用型培养的要求，由于物联网平台配有大量的传感器，利用物联网实验平台的传感器优势，研究将传感器课程实验应用于物联网的项目中，通过软硬件结合的实训，综合单片机、传感器、电子技术等知识发挥传感器课程实验教学的最佳作用。物联网的实验平台采用赛佰特科技有限公司研发的基于CC2530的传感器实验箱，配备近20种传感器模块，通过蓝牙、ZigBee、WiFi等无线通信模块传送到控制台的显示器显示传感器测量结果。完全满足《传感器与检测技术》课程的实验项目要求。这样的实践教学能真正的提高学生的实践能力且符合应用型的民办高校的培养定位。

1.实验开设项目

针对我校48学时的《传感器与检测技术》课程项目式改革后的实验项目开设共8个，其中一个是对物联网实验平台的介绍和操作实验。实验项目开设情况如表1所示。从表中可以看出，每个实验针对不同类型的传感器，符合课程实验的要求。不仅要认识传感器的原理和特性，还要认识传感器的输出数据的格式和组成，熟悉各种传感器的应用，这对学生参加各类电子竞赛和完成毕业设计等有很大的帮助，能充分发挥这门课的作用。

2.实验项目的设计过程举例

（1）以光照传感器为例，实验搭配光敏电阻作为光照传感器，理论课堂讲解光敏电阻的原理和结构以及暗电阻、暗电流、最高工作电压、灵敏度等相关参数，熟悉光敏电路的伏安特性和光照特性。可以发现在小范围内光敏电阻的伏安特性曲线成直线关系，但是在光照特性曲线中直线范围并不理想，所以光敏电阻只适合用于判断有无光照或者一定灵敏度的强光和弱光的判断。常用于声光报警等电路。

以如图1所示，光敏电阻传感器的连接电路比较简单，用串联电阻分压，当光照增强时电阻的阻值减小，则该设备中光敏电阻传感器的暗电阻为2MΩ左右，亮电阻为10kΩ左右，R2取值为10kΩ，则无光时输出电压为：

有亮光时输出电压为:

由于STM8单片机内部自带10位AD转换，则AD读数为：

在AD转换器的输出中可以512作为临界值，当大于512时为无光状态，当小于512时为有光状态，将此临界值带入程序中编程即可。

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（2）编程流程图。相应的程序流程图如图2所示，用无限循环while（1）不断的扫描传感器输出数据并通过AD转换的值与阈值比较，小于512的为有光状态，向单片机输入0，大于512为无光状态，向单片机输入1，单片机通过输入电平的数值，决定执行情况。

（3）传统实验操作。传统的光敏电阻实验操作是测量光照强度和输出电流的大小关系，并绘制光照强度特性图，属于验证性实验，没有在传感器的应用上进行拓展。

3.结语

通过以上例子，可以看出在改革之后的传感器实验能在传感器的应用上提高学生的动手能力，熟悉各种类型传感器的应用有利于学生在后续的专业课程、电子类竞赛、毕业设计等方面有较好的实践能力。在传统的传感器教学上，结合物联网技术进行教学和培养学生，将课程的重点从传感器的原理转移到传感器的应用上，以培养更多参加各种科技竞赛的学生，符合应用型人才培养的目标。

作者：马华玲

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第20期

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