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ZigBee技術與實訓教程-基于CC2530的無線傳感網技術-(第2版)

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出版社：清華大學出版社出版時間：2018-08-01
開本： 16開 頁數： 321
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ZigBee技術與實訓教程-基于CC2530的無線傳感網技術-(第2版) 版權信息

ZigBee技術與實訓教程-基于CC2530的無線傳感網技術-(第2版) 本書特色

本書以ZigBee無線傳感網絡技術為主要對象，以基于CC2530芯片（TI公司）為核心的硬件平臺，在介紹了常用傳感器編程的基礎上，深入剖析了TI的Z-Stack協議棧架構和編程接口，并詳細講述了如何在此基礎上開發自己的ZigBee項目。本書可作為工程技術人員進行單片機、無線傳感器網絡應用、ZigBee技術等項目開發的學習、參考用書，也可作為高等院校高年級本科生或研究生計算機、電子、自動化、無線通信等課程的教材。

ZigBee技術與實訓教程-基于CC2530的無線傳感網技術-(第2版) 內容簡介

用ZigBee技術來實現無線傳感器網絡，主要需要考慮通信節點的硬件設計，包括傳感數據的獲得及發送，以及實現相應數據處理功能所必需的應用軟件開發。TI（德州儀器公司）的CC2530芯片實現ZigBee技術的優秀解決方案，完全符合ZigBee技術對節點“體積小、能耗低”的要求，另外，TI還提供了Z-Stack協議棧，盡可能地減輕了開發者的開發通信程序的工作量，使開發者能專注于實現業務邏輯。

ZigBee技術與實訓教程-基于CC2530的無線傳感網技術-(第2版) 目錄

目錄 第1章 無線傳感器網絡 1 1.1 無線傳感器網絡概述 1 1.2 無線傳感器網絡的發展歷程 2 1.3 無線傳感器網絡的研究現狀和前景 3 1.4 無線傳感器網絡的特點 3 1.5 無線傳感器網絡體系結構 5 1.6 無線傳感器網絡的關鍵技術 8 1.7 無線傳感器網絡的應用與發展 9 1.8 典型短距離無線通信網絡技術 10 1.9 無線傳感器網絡的主要研究領域 13 第2章 IEEE 802.15.4無線傳感器網絡通信標準 15 2.1 IEEE 802.15.4標準概述 15 2.2 網絡組成和拓撲結構 18 2.3 協議棧架構 20 2.4 物理層規范 21 2.5 MAC層規范 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絡 29 第3章 ZigBee無線傳感器網絡通信標準 32 3.1 ZigBee標準概述 32 3.2 ZigBee技術特點 33 3.3 ZigBee協議框架 35 3.4 ZigBee網絡層規范 35 3.5 ZigBee應用層規范 38 3.6 ZigBee安全服務規范 40 第4章 ZigBee開發平臺 41 4.1 ZigBee硬件開發平臺 42 4.1.1 CC2530射頻模塊 42 4.1.2 調試器接口 44 4.1.3 ZigBee學習板 44 4.2 ZigBee軟件開發平臺 47 4.2.1 IAR簡介 47 4.2.2 IAR基本操作 48 第5章 CC2530基礎實驗 54 5.1 CC2530無線片上系統概述 54 5.1.1 CC2530芯片主要特性 55 5.1.2 CC2530的應用領域 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 片內外設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 設置串行通信接口寄存器波特率 93 5.6.4 實驗1：UART發送 93 5.6.5 UART接收 95 5.6.6 實驗2：UART發送與接收 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轉換結果 102 5.7.5 單個ADC轉換 102 5.7.6 片內溫度傳感器實驗 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 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 數字溫濕度傳感器DHT11 127 6.1.1 DHT11簡介 127 6.1.2 DHT11典型應用電路 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 紅外人體感應模塊實驗 133 6.2.1 紅外人體感應模塊功能特點 133 6.2.2 紅外人體感應模塊實物 133 6.2.3 實驗：紅外人體感應模塊實驗 134 6.3 結露傳感器實驗 134 6.3.1 HDS05結露傳感器特性曲線 135 6.3.2 HDS05結露傳感器電路設計 135 6.3.3 HDS05結露傳感器實物 135 6.3.4 實驗：結露傳感器實驗 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 數字光模塊介紹 139 6.5.2 數字光模塊實物 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 紅外線發射和接收 148 7.1.3 紅外線遙控發射和接收電路 149 7.1.4 紅外發射電路 150 7.1.5 NEC協議 150 7.2 實驗1：中斷方式發射紅外信號 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協議棧 165 8.1 Z-Stack協議棧基礎 165 8.1.1 Z-Stack協議棧簡介 165 8.1.2 Z-Stack協議棧基本概念 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 172 8.2.5 Sample Application工程流程 173 8.3 OSAL循環 178 8.3.1 Z-Stack的任務調度 178 8.3.2 Z-Stack主函數 179 8.3.3 Z-Stack任務的初始化 180 8.3.4 Z-Stack的系統主循環 181 8.4 數據的發送和接收 184 8.4.1 網絡參數的設置 184 8.4.2 數據的發送 186 8.4.3 數據的接收 189 8.5 修改LED驅動 191 8.6 修改按鍵驅動 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 串口接收數據 220 8.7.4 Z-Stack串口發送數據 225 8.8 Z-Stack啟動分析 227 8.8.1 啟動配置 227 8.8.2 Z-Stack啟動相關概念 228 8.8.3 SampleApp工程協調器啟動過程分析 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 燈開關實驗 240 8.11.1 SimpleController.c 240 8.11.2 SimpleSwitch.c 244 8.11.3 燈開關實驗其他函數分析 248 8.12 傳感器采集實驗 249 8.12.1 采集節點SimpleCollector.c 249 8.12.2 傳感器節點SimpleSensor.c 251 第9章 智能家居系統 254 9.1 智能家居系統設計 254 9.1.1 智能家居系統的需求分析 254 9.1.2 智能家居系統分析 255 9.1.3 智能家居系統軟件設計 255 9.2 智能家居系統開發環境的搭建 256 9.2.1 Mini6410 ARM11開發板 256 9.2.2 建立Android應用開發環境 256 9.2.3 在Andorid程序中訪問串口 260 9.2.4 Android上的Servlet服務器i-jetty 261 9.3 智能家居系統下位機程序設計 262 9.3.1 下位機程序設計思路 262 9.3.2 一鍵報警功能下位機實現 262 9.3.3 水浸報警功能下位機實現 263 9.3.4 中斷方式報警的紅外入侵傳感器的實現 264 9.4 智能家居系統設置模塊的實現 265 9.4.1 SQLite簡介 265 9.4.2 Android系統中SQLite?數據庫的操作 266 9.4.3 智能家居系統設置模塊的實現 267 9.5 智能家居系統監聽服務的實現 270 9.5.1 Android Service 270 9.5.2 Android多線程 271 9.5.3 短信的發送與接收 273 9.5.4 智能家居系統監聽服務的實現 274 9.6 Web方式訪問智能家居系統 279 9.6.1 ContentProvider簡介 280 9.6.2 ContentProvider操作 280 9.6.3 創建ContentProvider 282 9.6.4 Web方式訪問智能家居系統 283 第10章 智能溫室系統 290 10.1 智能溫室系統設計 290 10.1.1 智能溫室定義 290 10.1.2 智能溫室系統的需求分析 290 10.1.3 智能溫室系統分析 291 10.2 智能溫室系統控制功能的實現 291 10.2.1 繼電器 291 10.2.2 控制板中控制電路的實現 292 10.2.3 智能溫室系統控制功能的實現 293 10.3 智能溫室系統休眠功能的實現 29410.4 協調器直接訪問Web服務器 29510.4.1 設置wificp210x模塊 29510.4.2 使用wificp210x模塊訪問Web服務器 29610.4.3 編程實現ZigBee協調器數據上傳至Web服務器 297 第11章 學生考勤管理系統 299 11.1 學生考勤管理系統設計 299 11.1.1 校園一卡通學生考勤管理系統的組成 299 11.1.2 校園一卡通學生考勤管理系統的可行性分析 300 11.1.3 校園一卡通學生考勤管理系統的需求分析 300 11.2 學生考勤管理系統的時鐘功能的實現 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時鐘模塊實現顯示時間的功能 306 11.3 學生考勤管理系統讀卡功能的實現 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實現讀卡功能 319 參考文獻 322
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