ZigBee技術(shù)與實訓(xùn)教程：基于CC2530的無線傳感網(wǎng)技術(shù)（第2版）

目錄
 
 
 
第1章  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)     1
1.1  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述   1
1.2  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程        2
1.3  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和前景   3
1.4  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點        3
1.5  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)   5
1.6  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)        8
1.7  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展   9
1.8  典型短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)   10
1.9  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要研究領(lǐng)域        13
第2章  IEEE 802.15.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信標準      15
2.1  IEEE 802.15.4標準概述         15
2.2  網(wǎng)絡(luò)組成和拓撲結(jié)構(gòu)   18
2.3  協(xié)議棧架構(gòu)   20
2.4  物理層規(guī)范   21
2.5  MAC層規(guī)范  23
2.6  MAC/PHY信息交互流程       29
2.7  基于IEEE 802.15.4標準的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)        29
第3章  ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信標準          32
3.1  ZigBee標準概述   32
3.2  ZigBee技術(shù)特點   33
3.3  ZigBee協(xié)議框架   35
3.4  ZigBee網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范        35
3.5  ZigBee應(yīng)用層規(guī)范        38
3.6  ZigBee安全服務(wù)規(guī)范   40
第4章  ZigBee開發(fā)平臺     41
4.1  ZigBee硬件開發(fā)平臺   42
4.1.1  CC2530射頻模塊       42
4.1.2  調(diào)試器接口         44
4.1.3  ZigBee學(xué)習板    44
4.2  ZigBee軟件開發(fā)平臺   47
4.2.1  IAR簡介      47
4.2.2  IAR基本操作      48
第5章  CC2530基礎(chǔ)實驗   54
5.1  CC2530無線片上系統(tǒng)概述  54
5.1.1  CC2530芯片主要特性       55
5.1.2  CC2530的應(yīng)用領(lǐng)域   55
5.1.3  CC2530概述       56
5.1.4  CC2530芯片引腳的功能   58
5.1.5  CC2530增強型8051內(nèi)核簡介 59
5.2  通用I/O端口         60
5.2.1  通用I/O端口簡介      60
5.2.2  通用I/O端口相關(guān)寄存器 60
5.2.3  實驗1：點亮LED       61
5.2.4  實驗2：按鍵控制LED交替閃爍      63
5.3  外部中斷        64
5.3.1  中斷概述    64
5.3.2  中斷屏蔽    65
5.3.3  中斷處理    68
5.3.4  實驗：按鍵中斷控制LED 71
5.4  定時器   73
5.4.1  片內(nèi)外設(shè)I/O       73
5.4.2  定時器簡介         74
5.4.3  定時器1寄存器         75
5.4.4  定時器1操作     76
5.4.5  16位計數(shù)器        77
5.4.6  實驗1：定時器1控制LED閃爍      78
5.4.7  定時器3概述     79
5.4.8  實驗2：定時器1和定時器3同時控制LED1和LED2以不同頻率閃爍      80
5.5  1602型LCD   82
5.5.1  1602型LCD簡介        82
5.5.2  1602型LCD引腳功能        82
5.5.3  1602型LCD的特性   83
5.5.4  1602型LCD字符集   83
5.5.5  1602型LCD基本操作程序        83
5.5.6  1602型LCD指令集   84
5.5.7  1602型LCD 4線連接方式         85
5.5.8  實驗：LCD顯示實驗          85
5.6  USART     90
5.6.1  串行通信接口    90
5.6.2  串行通信接口寄存器         91
5.6.3  設(shè)置串行通信接口寄存器波特率    93
5.6.4  實驗1：UART發(fā)送   93
5.6.5  UART接收  95
5.6.6  實驗2：UART發(fā)送與接收        96
5.7  ADC         99
5.7.1  ADC簡介    99
5.7.2  ADC輸入    99
5.7.3  ADC寄存器         100
5.7.4  ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果    102
5.7.5  單個ADC轉(zhuǎn)換   102
5.7.6  片內(nèi)溫度傳感器實驗         102
5.8  睡眠定時器   104
5.8.1  睡眠定時器簡介         104
5.8.2  睡眠定時器寄存器    105
5.8.3  實驗：睡眠定時器喚醒實驗    105
5.9  時鐘和電源管理   110
5.9.1  CC2530電源管理簡介       110
5.9.2  CC2530電源管理控制       111
5.9.3  CC2530振蕩器和時鐘       111
5.9.4  實驗：中斷喚醒系統(tǒng)實驗         111
5.10  看門狗 114
5.10.1  看門狗模式       115
5.10.2  定時器模式       115
5.10.3  看門狗定時器寄存器       116
5.10.4  實驗：看門狗實驗  116
5.11  DMA     118
5.11.1  DMA操作 119
5.11.2  DMA配置參數(shù) 119
5.11.3  DMA配置安裝 122
5.11.4  實驗：DMA傳輸     123
第6章  常用傳感器     127
6.1  數(shù)字溫濕度傳感器DHT11   127
6.1.1  DHT11簡介         127
6.1.2  DHT11典型應(yīng)用電路         127
6.1.3  DHT11串行接口         128
6.1.4  DHT11串行接口通信過程         128
6.1.5  實驗：DHT11實驗    129
6.2  紅外人體感應(yīng)模塊實驗        133
6.2.1  紅外人體感應(yīng)模塊功能特點    133
6.2.2  紅外人體感應(yīng)模塊實物    133
6.2.3  實驗：紅外人體感應(yīng)模塊實驗         134
6.3  結(jié)露傳感器實驗   134
6.3.1  HDS05結(jié)露傳感器特性曲線     135
6.3.2  HDS05結(jié)露傳感器電路設(shè)計     135
6.3.3  HDS05結(jié)露傳感器實物     135
6.3.4  實驗：結(jié)露傳感器實驗    136
6.4  煙霧傳感器模塊   138
6.4.1  煙霧傳感器模塊的功能特點    138
6.4.2  煙霧傳感器模塊實物         138
6.4.3  實驗：煙霧傳感器模塊實驗    139
6.5  光強度傳感器模塊        139
6.5.1  GY-30 數(shù)字光模塊介紹     139
6.5.2  數(shù)字光模塊實物         140
6.5.3  I2C總線介紹      140
6.5.4  實驗：光強度傳感器模塊實驗         141
第7章  CC2530實現(xiàn)紅外通信   148
7.1  紅外通信簡介        148
7.1.1  紅外線通信的特點    148
7.1.2  紅外線發(fā)射和接收    148
7.1.3  紅外線遙控發(fā)射和接收電路    149
7.1.4  紅外發(fā)射電路    150
7.1.5  NEC協(xié)議     150
7.2  實驗1：中斷方式發(fā)射紅外信號         150
7.3  實驗2：PWM方式輸出紅外信號       157
7.4  實驗3：紅外接收實驗         161
第8章  Z-Stack協(xié)議棧         165
8.1  Z-Stack協(xié)議棧基礎(chǔ)       165
8.1.1  Z-Stack協(xié)議棧簡介    165
8.1.2  Z-Stack協(xié)議?；靖拍?nbsp;   165
8.1.3  Z-Stack的下載與安裝        168
8.2  Sample Application工程         169
8.2.1  Sample Application工程簡介     169
8.2.2  Sample Application工程概況     170
8.2.3  Sample Application工程初始化與事件的處理          170
8.2.4  Sample Application工程事件的處理函數(shù)          172
8.2.5  Sample Application工程流程     173
8.3  OSAL循環(huán)       178
8.3.1  Z-Stack的任務(wù)調(diào)度    178
8.3.2  Z-Stack主函數(shù)    179
8.3.3  Z-Stack任務(wù)的初始化        180
8.3.4  Z-Stack的系統(tǒng)主循環(huán)        181
8.4  數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收        184
8.4.1  網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置         184
8.4.2  數(shù)據(jù)的發(fā)送         186
8.4.3  數(shù)據(jù)的接收         189
8.5  修改LED驅(qū)動        191
8.6  修改按鍵驅(qū)動        195
8.6.1  Z-Stack的按鍵機制概述    195
8.6.2  Z-Stack按鍵的宏定義        195
8.6.3  Z-Stack按鍵初始化代碼分析    196
8.6.4  Z-Stack按鍵的配置    199
8.6.5  Z-Stack輪詢方式按鍵處理        201
8.6.6  Z-Stack中斷方式按鍵處理        206
8.7  Z-Stack 2007串口機制  213
8.7.1  串口配置    213
8.7.2  串口初始化         215
8.7.3  串口接收數(shù)據(jù)    220
8.7.4  Z-Stack串口發(fā)送數(shù)據(jù)        225
8.8  Z-Stack啟動分析   227
8.8.1  啟動配置    227
8.8.2  Z-Stack啟動相關(guān)概念        228
8.8.3  SampleApp工程協(xié)調(diào)器啟動過程分析      232
8.9  ZigBee綁定機制   236
8.10  SimpleApp工程    237
8.10.1  SimpleApp的打開     237
8.10.2  SimpleApp啟動分析         238
8.11  燈開關(guān)實驗 240
8.11.1  SimpleController.c     240
8.11.2  SimpleSwitch.c  244
8.11.3  燈開關(guān)實驗其他函數(shù)分析       248
8.12  傳感器采集實驗 249
8.12.1  采集節(jié)點SimpleCollector.c      249
8.12.2  傳感器節(jié)點SimpleSensor.c      251
第9章  智能家居系統(tǒng)          254
9.1  智能家居系統(tǒng)設(shè)計        254
9.1.1  智能家居系統(tǒng)的需求分析         254
9.1.2  智能家居系統(tǒng)分析    255
9.1.3  智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計    255
9.2  智能家居系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建   256
9.2.1  Mini6410 ARM11開發(fā)板   256
9.2.2  建立Android應(yīng)用開發(fā)環(huán)境      256
9.2.3  在Andorid程序中訪問串口      260
9.2.4  Android上的Servlet服務(wù)器i-jetty    261
9.3  智能家居系統(tǒng)下位機程序設(shè)計   262
9.3.1  下位機程序設(shè)計思路         262
9.3.2  一鍵報警功能下位機實現(xiàn)         262
9.3.3  水浸報警功能下位機實現(xiàn)         263
9.3.4  中斷方式報警的紅外入侵傳感器的實現(xiàn)         264
9.4  智能家居系統(tǒng)設(shè)置模塊的實現(xiàn)   265
9.4.1  SQLite簡介 265
9.4.2  Android系統(tǒng)中SQLite?數(shù)據(jù)庫的操作      266
9.4.3  智能家居系統(tǒng)設(shè)置模塊的實現(xiàn)         267
9.5  智能家居系統(tǒng)監(jiān)聽服務(wù)的實現(xiàn)   270
9.5.1  Android Service   270
9.5.2  Android多線程   271
9.5.3  短信的發(fā)送與接收    273
9.5.4  智能家居系統(tǒng)監(jiān)聽服務(wù)的實現(xiàn)         274
9.6  Web方式訪問智能家居系統(tǒng)        279
9.6.1  ContentProvider簡介          280
9.6.2  ContentProvider操作          280
9.6.3  創(chuàng)建ContentProvider          282
9.6.4  Web方式訪問智能家居系統(tǒng)    283
第10章  智能溫室系統(tǒng)       290
10.1  智能溫室系統(tǒng)設(shè)計      290
10.1.1  智能溫室定義  290
10.1.2  智能溫室系統(tǒng)的需求分析       290
10.1.3  智能溫室系統(tǒng)分析  291
10.2  智能溫室系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn) 291
10.2.1  繼電器       291
10.2.2  控制板中控制電路的實現(xiàn)       292
10.2.3  智能溫室系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn)       293
10.3  智能溫室系統(tǒng)休眠功能的實現(xiàn) 294
　　10.4  協(xié)調(diào)器直接訪問Web服務(wù)器     295
　　　　　10.4.1  設(shè)置wificp210x模塊   295
　　　　　10.4.2  使用wificp210x模塊訪問Web服務(wù)器       296
　　　　　10.4.3  編程實現(xiàn)ZigBee協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)上傳至Web服務(wù)器     297
第11章  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)       299
11.1  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)設(shè)計      299
11.1.1  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的組成  299
11.1.2  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的可行性分析       300
11.1.3  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的需求分析  300
11.2  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的時鐘功能的實現(xiàn)      300
11.2.1  DS1302實時時鐘電路     300
11.2.2  DS1302實時時鐘模塊     300
11.2.3  DS1302實時時鐘模塊的操作說明 301
11.2.4  DS1302時鐘模塊例程     303
11.2.5  Z-Stack中使用DS1302時鐘模塊實現(xiàn)顯示時間的功能        306
11.3  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)讀卡功能的實現(xiàn) 307
11.3.1  RFID介紹 307
11.3.2  M104BPC讀寫模塊 309
11.3.3  例程  313
11.3.4  Z-Stack實現(xiàn)讀卡功能      319
參考文獻         322