物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用

基礎(chǔ)篇
第1章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介3
1.1物聯(lián)網(wǎng)概述 3
1.1.1物聯(lián)網(wǎng)基本概念3
1.1.2物聯(lián)網(wǎng)概念的比較4
1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程5
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的起源5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀6
1.3物聯(lián)網(wǎng)的基本層次6
1.3.1感知層6
1.3.2傳輸層8
1.3.3應用層8
1.4物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)8
1.4.1感知與識別技術(shù)8
1.4.2節(jié)點軟硬件設(shè)計技術(shù)9
1.4.3組網(wǎng)與泛在接入技術(shù)9
1.4.4大規(guī)模的感知信息處理技術(shù)10
1.5物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)10
習題與思考11
第2章物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)12
2.1感知層技術(shù)12
2.1.1EPC技術(shù)12
2.1.2RFID技術(shù)12
2.1.3傳感器技術(shù)16
2.1.4無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)18
2.2傳輸層——匯聚網(wǎng)技術(shù)20
2.2.1ZigBee技術(shù)20
2.2.2藍牙技術(shù)24
2.2.3WiFi技術(shù)26
2.2.4UWB技術(shù)28
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用
目錄2.3傳輸層——網(wǎng)絡接入技術(shù)29
2.3.1M2M接入技術(shù)29
2.3.26LoWPAN技術(shù)33
2.4傳輸層——承載網(wǎng)技術(shù)36
2.4.13G+WLAN36
2.4.2TDSCDMA37
2.4.3光纖通信技術(shù)37
習題與思考38
第3章物聯(lián)網(wǎng)用傳感器39
3.1傳感器工作原理39
3.1.1機械結(jié)構(gòu)型傳感器39
3.1.2物性型傳感器40
3.2物聯(lián)網(wǎng)中常用傳感器42
3.2.1熱學量傳感器42
3.2.2密度和濃度傳感器47
3.2.3光學量傳感器48
3.2.4氣體傳感器53
3.2.5濕度傳感器56
3.2.6生物量傳感器58
3.2.7身份識別傳感器和雷達65
習題與思考71
第4章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)典型應用72
4.1物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)的應用72
4.2物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健中的應用76
4.3物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應用80
4.4物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應用84
4.5物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用87
4.6物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保行業(yè)的應用90
4.7物聯(lián)網(wǎng)應用新視野91
4.7.1車聯(lián)網(wǎng)91
4.7.2人體感知網(wǎng)92
習題與思考92
理論篇
第5章物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案95
5.1CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)95
5.1.1CPU與內(nèi)存95
5.1.2外部設(shè)備97
5.1.3無線電98
5.2MCS51單片機98
5.3CPU存儲器98
5.3.1存儲器映射98
5.3.2CPU存儲空間99
5.3.3物理存儲器100
5.3.4XDATA存儲空間106
5.3.5存儲器仲裁106
5.4CPU寄存器107
5.4.1數(shù)據(jù)指針107
5.4.2寄存器R0～R7108
5.4.3程序狀態(tài)字108
5.4.4累加器109
5.4.5寄存器B109
5.4.6堆棧指針109
5.5指令集綜述110
5.6中斷原理及相關(guān)設(shè)置114
5.6.1中斷屏蔽115
5.6.2中斷處理117
5.6.3中斷優(yōu)先級120
5.6.4應用示例121
習題與思考123
第6章調(diào)試接口、電源管理與閃存控制器124
6.1調(diào)試接口124
6.1.1調(diào)試模式124
6.1.2調(diào)試傳輸124
6.1.3鎖位125
6.1.4調(diào)試配置126
6.1.5調(diào)試狀態(tài)128
6.1.6硬件斷點與閃存編程129
6.1.7調(diào)試接口與供電模式129
6.1.8調(diào)試寄存器130
6.2電源管理與時鐘130
6.2.1電源管理130
6.2.2電源管理控制132
6.2.3電源管理寄存器132
6.2.4振蕩器與時鐘133
6.3復位137
6.4閃存控制器138
6.4.1閃存存儲器組織138
6.4.2閃存寫138
6.4.3閃存頁面擦除140
6.4.4閃存DMA觸發(fā)140
6.4.5閃存控制器的寄存器141
習題與思考142
第7章I/O端口143
7.1未使用的I/O引腳143
7.2低I/O電壓143
7.3通用I/O143
7.4通用I/O中斷144
7.5通用I/O DMA144
7.6外設(shè)I/O145
7.7調(diào)試接口148
7.8XOSC輸入149
7.9無線測試輸出信號149
7.10掉電信號MUX(PMUX)149
7.11I/O引腳149
7.12應用示例157
習題與思考161
第8章DMA控制器及操作162
8.1DMA操作162
8.2DMA配置參數(shù)162
8.3DMA配置、傳輸與中斷165
8.4DMA配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與存儲訪問166
8.5DMA寄存器167
習題與思考169
第9章定時器170
9.1定時器1170
9.1.1計數(shù)器170
9.1.2通道模式控制171
9.1.3IR信號的產(chǎn)生和線性化174
9.1.4定時器1中斷與DMA觸發(fā)177
9.1.5定時器1寄存器177
9.1.6應用示例183
9.2定時器2184
9.2.1定時器操作184
9.2.2定時器2中斷186
9.2.3事件輸出（DMA觸發(fā)和CSP事件）186
9.2.4定時器啟動/停止同步186
9.2.5定時器2寄存器187
9.3定時器3和定時器4191
9.3.1位定時器計數(shù)器191
9.3.2定時器3/定時器4模式控制192
9.3.3通道模式控制192
9.3.4定時器3/4中斷與DMA觸發(fā)193
9.3.5定時器3 與定時器4 寄存器193
9.3.6應用示例198
9.4睡眠定時器199
9.4.1定時器比較199
9.4.2定時器捕獲200
9.4.3睡眠定時器寄存器200
9.4.4應用示例203
9.5看門狗定時器205
9.5.1看門狗模式206
9.5.2定時器模式206
9.5.3看門狗定時器寄存器206
9.5.4應用示例207
習題與思考209
第10章模數(shù)轉(zhuǎn)換器、隨機數(shù)發(fā)生器與AES協(xié)處理器210
10.1ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換210
10.1.1ADC操作211
10.1.2ADC寄存器213
10.2隨機數(shù)發(fā)生器215
10.2.1隨機數(shù)發(fā)生器的運行216
10.2.2隨機數(shù)發(fā)生器的寄存器217
10.3AES協(xié)處理器217
10.3.1AES操作217
10.3.2密鑰和IV218
10.3.3協(xié)處理器與CPU通信218
10.3.4運行模式218
10.3.5AES DMA觸發(fā)221
10.3.6AES寄存器221
習題與思考222
第11章UART與USB接口223
11.1UART模式223
11.1.1UART發(fā)送223
11.1.2UART接收223
11.1.3UART硬件流控制224
11.1.4UART特征格式224
11.1.5SPI模式224
11.1.6SSN從模式選擇引腳225
11.1.7波特率的產(chǎn)生225
11.1.8清除USART226
11.1.9USART中斷226
11.1.10USART DMA觸發(fā)226
11.1.11USART寄存器227
11.1.12應用示例231
11.2USB235
11.2.1USB的使能與中斷236
11.2.2端口0237
11.2.3端口1～5239
11.2.4DMA242
11.2.5USB復位242
11.2.6掛起與恢復243
11.2.7遠程喚醒243
11.2.8USB寄存器243
習題與思考250
第12章CC2530相關(guān)無線通信技術(shù)251
12.1RF內(nèi)核251
12.1.1RF收發(fā)器中斷相關(guān)251
12.1.2中斷寄存器251
12.2FIFO訪問255
12.3RF內(nèi)核的DMA觸發(fā)255
12.4存儲器映射255
12.4.1RXFIFO256
12.4.2TXFIFO256
12.4.3幀過濾和源匹配存儲器映射256
12.5頻率和通道編程257
12.6IEEE 802.15.4—2006調(diào)制格式258
12.7IEEE 802.15.4—2006幀格式259
12.8發(fā)送模式260
12.9接收模式264
12.9.1RX控制264
12.9.2RX狀態(tài)時序265
12.9.3幀處理265
12.9.4同步頭和幀長度域265
12.9.5幀過濾266
12.9.6源地址匹配269
12.9.7幀校驗序列271
12.9.8確認傳輸271
12.10RXFIFO訪問273
12.10.1使用FIFO和FIFOP274
12.10.2錯誤情況275
12.10.3RSSI275
12.10.4鏈路質(zhì)量指示275
12.11無線電控制狀態(tài)機制275
12.12隨機數(shù)的產(chǎn)生277
12.13數(shù)據(jù)包分析器和無線電測試輸出信號278
12.14命令選通/CSMACA處理器278
12.14.1指令存儲器279
12.14.2數(shù)據(jù)寄存器279
12.14.3中斷請求280
12.14.4隨機數(shù)指令280
12.14.5運行CSP程序280
12.14.6寄存器280
12.14.7指令集綜述281
12.14.8指令集定義283
12.15寄存器一覽表295
12.15.1寄存器設(shè)置更新296
12.15.2寄存器訪問模式296
12.15.3寄存器描述297
習題與思考316
入門篇
第13章SUSTEB2530硬件原理與結(jié)構(gòu)319
13.1功能特點319
13.2管腳信息320
13.3硬件原理320
13.3.1SUSTEB2530 PACK板原理圖320
13.3.2SUSTEB2530底板原理圖320
13.4硬件結(jié)構(gòu)322
13.4.1元件布局圖322
13.4.2開發(fā)板使用說明322
第14章ZigBee開發(fā)平臺的構(gòu)建326
14.1實驗介紹與準備工作326
14.2IAR集成開發(fā)環(huán)境介紹327
14.3IAR Embedded Workbench的安裝327
14.4新建工程與工程設(shè)置331
14.4.1建立一個新的工程331
14.4.2建立一個源文件332
14.4.3添加源文件到工程332
14.4.4編寫代碼334
14.4.5工程的設(shè)置335
14.4.6編譯工程341
14.5安裝SmartRF Flash Programmer和仿真器341
14.6程序仿真與調(diào)試345
14.7安裝USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動345
14.8安裝ZStackCC25302.3.01.4.0/2.5.1.a協(xié)議棧346
習題與思考347
實踐篇
實驗1BasicRF無線點控LED實驗351
習題與思考354
實驗2無線傳輸質(zhì)量檢測實驗355
習題與思考357
實驗3無線收發(fā)控制LED實驗358
習題與思考370
實驗4協(xié)議棧中串口基礎(chǔ)實驗371
習題與思考375
實驗5廣播組網(wǎng)——無線數(shù)據(jù)傳輸實驗376
習題與思考383
實驗6組播——多終端控制協(xié)調(diào)器LED實驗384
習題與思考389
實驗7點播通信——無線通信實驗390
習題與思考397
實驗8DS18B20溫度傳感器數(shù)據(jù)采集實驗398
習題與思考406
實驗9DHT11溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集實驗407
習題與思考413
實驗10氣體濃度數(shù)據(jù)采集實驗414
習題與思考418
實驗11光敏和熱敏傳感器數(shù)據(jù)采集實驗419
習題與思考422
實驗12紅外熱釋電傳感器數(shù)據(jù)采集實驗423
習題與思考427
實驗13按鍵無線點控臺燈實驗428
習題與思考433
實驗14串口透傳——無線QQ實驗434
習題與思考441
實驗15基于GenericApp無線收發(fā)實驗442
習題與思考449
實驗16新建一個自己的ZStack工程實驗450
習題與思考453
實驗17協(xié)議捕捉與分析實驗454
習題與思考457
實驗18SUSTEB2530路由器編譯實驗458
習題與思考462
實驗19協(xié)議棧讀MQ2濃度模擬量實驗463
習題與思考466
實驗20協(xié)議棧讀光敏光強模擬量實驗467
習題與思考468
實驗21協(xié)議棧RFID射頻卡實驗469
習題與思考470
實驗22ZigBee管理系統(tǒng)實驗471
附錄A開發(fā)板圖474
附錄B硬件原理圖475
附錄C網(wǎng)絡層所定義的特性常量484
附錄D常用術(shù)語英漢對照表488
參考文獻493