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基于IPv6的家居物聯網開發(fā)與應用技術 版權信息
- ISBN：9787115550330
- 條形碼：9787115550330 ; 978-7-115-55033-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
基于IPv6的家居物聯網開發(fā)與應用技術 本書特色
適讀人群 ：從事物聯網研究與開發(fā)應用的工程技術人員，高等院校電子、通信、物聯網、自動化等高年級本科生或研究生。本書擬從搭建家庭物聯網的關鍵技術理論分析入手，以應用實踐為目的，給出相關理論知識和應用開發(fā)案例（如電路原理圖和程序代碼），淺顯易懂，讀者通過本書可自行設計和開發(fā)一個家庭物聯網系統(tǒng)，是一本應用性較強的技術參考書。
基于IPv6的家居物聯網開發(fā)與應用技術 內容簡介
本書主要針對家居物聯網的開發(fā)和應用技術進行了介紹，目的是構建一個基于6LoWPAN的嵌入式物聯網技術知識架構和開發(fā)案例。本書內容分為3個部分。第 一部分包括章~第4章，圍繞6LoWPAN及其相關技術（IPv6和IEEE802.15.4）進行了詳細介紹；第 二部分包括第5章~第7章，主要對Contiki操作系統(tǒng)、協(xié)議棧和RPL路由技術的工作原理與過程進行了分析和闡述；第三部分為第8章，給出了一個低功耗的智能家居物聯網應用開發(fā)案例。 本書可供從事物聯網研究與開發(fā)應用的工程技術人員參考學習和使用，也可作為高等院校電子、通信、物聯網、自動化等高年級本科生或研究生的教材。
基于IPv6的家居物聯網開發(fā)與應用技術 目錄
第 1章 家居物聯網概述1
1．1 物聯網發(fā)展概述 1
1．1．1 物聯網的出現及其概念 1
1．1．2 物聯網的體系結構 2
1．1．3 物聯網的發(fā)展趨勢與前景 4
1．2 家居物聯網的發(fā)展現狀 6
1．3 家居物聯網的相關技術 9
1．3．1 嵌入式技術 9
1．3．2 無線通信技術 12
1．3．3 計算機網絡技術 17
1．3．4 信息感知與處理技術 18
1．4 家居物聯網的未來 19
參考文獻 21
第 2章 IPv4與IPv6 22
2．1 IPv4 22
2．1．1 IPv4的地址空間 22
2．1．2 IPv4數據報的格式 24
2．1．3 TCP 25
2．1．4 UDP 27
2．2 IPv6 29
2．2．1 IPv6的特征 29
2．2．2 IPv6報頭 30
2．2．3 IPv6地址結構 32
2．2．4 IPv6鄰居發(fā)現 33
2．2．5 IPv6地址無狀態(tài)自動配置 34
2．3 IPv4的不足與向IPv6過渡的方案 36
2．3．1 IPv4的不足 36
2．3．2 IPv6 over IPv4 37
2．3．3 IPv6 to IPv4 37
2．3．4 IPv4 over IPv6 38
2．3．5 IPv4 to IPv6 39
參考文獻 40
第3章 IEEE 802．15．4 41
3．1 IEEE 802．15．4概述 41
3．2 IEEE 802．15．4設備與工作原理 42
3．3 IEEE 802．15．4拓撲結構 43
3．4 IEEE 802．15．4地址 44
3．5 IEEE 802．15．4協(xié)議棧 45
3．5．1 物理層 45
3．5．2 MAC層 47
3．6 IEEE 802．15．4幀結構 49
3．6．1 物理層幀結構 49
3．6．2 MAC層幀結構 49
3．7 IEEE 802．15．4的安全服務 51
3．7．1 幀安全 51
3．7．2 安全模式 52
3．8 基于IEEE 802．15．4的ZigBee技術 52
3．8．1 ZigBee發(fā)展概述 53
3．8．2 ZigBee協(xié)議棧 53
3．8．3 ZigBee數據幀結構 55
3．8．4 ZigBee的應用 56
參考文獻 56
第4章 6LoWPAN技術 57
4．1 6LoWPAN概述 57
4．2 6LoWPAN的發(fā)展歷程 57
4．3 6LoWPAN的結構 59
4．4 6LoWPAN協(xié)議棧 60
4．5 6LoWPAN數據幀結構 63
4．6 6LoWPAN頭部壓縮 64
4．6．1 無狀態(tài)頭部壓縮技術 65
4．6．2 基于上下文的頭部壓縮技術 67
4．7 6LoWPAN分片與重組 71
4．8 6LoWPAN地址自動配置 71
4．9 6LoWPAN路由與轉發(fā) 72
4．9．1 Mesh Under路由轉發(fā) 73
4．9．2 Route Over路由轉發(fā) 75
4．10 6LoWPAN鄰居發(fā)現協(xié)議 76
4．10．1 IPv6鄰居發(fā)現協(xié)議的不足 76
4．10．2 鄰居發(fā)現協(xié)議的優(yōu)化 77
4．10．3 新的鄰居發(fā)現選項 78
4．10．4 流程示例 80
4．11 6LoWPAN實例 80
4．12 6LoWPAN與ZigBee 82
參考文獻 82
第5章 Contiki操作系統(tǒng)基礎 84
5．1 Contiki系統(tǒng)簡介 84
5．2 Contiki操作系統(tǒng)的數據結構 86
5．2．1 進程的數據結構 86
5．2．2 事件的數據結構 90
5．2．3 timer的數據結構 92
5．3 *簡應用實例 96
5．3．1 進程開發(fā)規(guī)范 96
5．3．2 進程框架分析 98
5．3．3 進程的啟動、調用和退出過程 101
5．4 系統(tǒng)的調度 113
5．4．1 進程和事件的調度 113
5．4．2 etimer的分析 116
5．5 進程間通信 122
5．5．1 基于用戶事件的進程間通信 122
5．5．2 進程間通信與中斷的關系 125
參考文獻 127
第6章 Contiki協(xié)議棧 128
6．1 Contiki的網絡協(xié)議棧 128
6．1．1 Contiki網絡協(xié)議棧的系統(tǒng)結構 128
6．1．2 基本數據結構 133
6．2 Rime的結構與實現 141
6．2．1 Rime的結構 141
6．2．2 匿名廣播abc的實現 147
6．2．3 polite廣播的實現 149
6．3 uIP的結構與實現 150
6．3．1 uIP的結構和接口 150
6．3．2 uIP的分析 153
6．3．3 raw API應用實例和響應函數模板 156
6．3．4 Protosocket模型的uIP實現 159
參考文獻 170
第7章 RPL路由協(xié)議及Cooja仿真 171
7．1 RPL路由協(xié)議概述 171
7．2 RPL路由協(xié)議的發(fā)展背景 171
7．3 RPL路由協(xié)議的基本概念 172
7．3．1 RPL路由協(xié)議的基本術語 172
7．3．2 RPL控制消息的功能模塊 175
7．4 RPL路由協(xié)議的工作原理 179
7．5 RPL路由協(xié)議的建立過程 180
7．5．1 上行路由的建立 180
7．5．2 下行路由的建立 183
7．6 RPL路由協(xié)議的功能機制 183
7．6．1 Trickle機制 183
7．6．2 修復機制 184
7．6．3 安全機制 184
7．6．4 RPL通信模式 185
7．7 RPL路由協(xié)議的目標函數與度量 185
7．7．1 目標函數 185
7．7．2 路由度量 186
7．8 Cooja仿真器 188
7．8．1 Cooja的啟動及使用 189
7．8．2 運行一個仿真實例 193
7．9 RPL在Contiki中的實例及仿真 199
7．9．1 RPL的主要函數 199
7．9．2 RPL-UDP Server文件 204
7．9．3 RPL-UDP Client 205
7．9．4 仿真及分析 207
參考文獻 209
第8章 基于6LoWPAN的低功耗家居物聯網應用 211
8．1 概述 211
8．1．1 智能家居物聯網應用系統(tǒng)結構 211
8．1．2 智能家居系統(tǒng)的功能要求 213
8．2 低功耗節(jié)點的實現 215
8．2．1 低功耗照明感知節(jié)點的實現 215
8．2．2 全功能照明開關節(jié)點的實現 228
8．2．3 溫度采集節(jié)點的實現 231
8．2．4 體重采集節(jié)點的實現 237
8．3 邊緣節(jié)點的實現 243
8．3．1 中心控制器和邊緣節(jié)點的軟硬件結構 243
8．3．2 WSN節(jié)點地址 244
8．3．3 SLIP簡介 245
8．3．4 SLIP程序分析 245
8．3．5 邊緣網關節(jié)點程序實現 251
8．4 網絡通信測試 257
8．4．1 SLIP測試 257
8．4．2 服務器監(jiān)控程序測試 258
8．4．3 運行測試 260
參考文獻 260
1．1 物聯網發(fā)展概述 1
1．1．1 物聯網的出現及其概念 1
1．1．2 物聯網的體系結構 2
1．1．3 物聯網的發(fā)展趨勢與前景 4
1．2 家居物聯網的發(fā)展現狀 6
1．3 家居物聯網的相關技術 9
1．3．1 嵌入式技術 9
1．3．2 無線通信技術 12
1．3．3 計算機網絡技術 17
1．3．4 信息感知與處理技術 18
1．4 家居物聯網的未來 19
參考文獻 21
第 2章 IPv4與IPv6 22
2．1 IPv4 22
2．1．1 IPv4的地址空間 22
2．1．2 IPv4數據報的格式 24
2．1．3 TCP 25
2．1．4 UDP 27
2．2 IPv6 29
2．2．1 IPv6的特征 29
2．2．2 IPv6報頭 30
2．2．3 IPv6地址結構 32
2．2．4 IPv6鄰居發(fā)現 33
2．2．5 IPv6地址無狀態(tài)自動配置 34
2．3 IPv4的不足與向IPv6過渡的方案 36
2．3．1 IPv4的不足 36
2．3．2 IPv6 over IPv4 37
2．3．3 IPv6 to IPv4 37
2．3．4 IPv4 over IPv6 38
2．3．5 IPv4 to IPv6 39
參考文獻 40
第3章 IEEE 802．15．4 41
3．1 IEEE 802．15．4概述 41
3．2 IEEE 802．15．4設備與工作原理 42
3．3 IEEE 802．15．4拓撲結構 43
3．4 IEEE 802．15．4地址 44
3．5 IEEE 802．15．4協(xié)議棧 45
3．5．1 物理層 45
3．5．2 MAC層 47
3．6 IEEE 802．15．4幀結構 49
3．6．1 物理層幀結構 49
3．6．2 MAC層幀結構 49
3．7 IEEE 802．15．4的安全服務 51
3．7．1 幀安全 51
3．7．2 安全模式 52
3．8 基于IEEE 802．15．4的ZigBee技術 52
3．8．1 ZigBee發(fā)展概述 53
3．8．2 ZigBee協(xié)議棧 53
3．8．3 ZigBee數據幀結構 55
3．8．4 ZigBee的應用 56
參考文獻 56
第4章 6LoWPAN技術 57
4．1 6LoWPAN概述 57
4．2 6LoWPAN的發(fā)展歷程 57
4．3 6LoWPAN的結構 59
4．4 6LoWPAN協(xié)議棧 60
4．5 6LoWPAN數據幀結構 63
4．6 6LoWPAN頭部壓縮 64
4．6．1 無狀態(tài)頭部壓縮技術 65
4．6．2 基于上下文的頭部壓縮技術 67
4．7 6LoWPAN分片與重組 71
4．8 6LoWPAN地址自動配置 71
4．9 6LoWPAN路由與轉發(fā) 72
4．9．1 Mesh Under路由轉發(fā) 73
4．9．2 Route Over路由轉發(fā) 75
4．10 6LoWPAN鄰居發(fā)現協(xié)議 76
4．10．1 IPv6鄰居發(fā)現協(xié)議的不足 76
4．10．2 鄰居發(fā)現協(xié)議的優(yōu)化 77
4．10．3 新的鄰居發(fā)現選項 78
4．10．4 流程示例 80
4．11 6LoWPAN實例 80
4．12 6LoWPAN與ZigBee 82
參考文獻 82
第5章 Contiki操作系統(tǒng)基礎 84
5．1 Contiki系統(tǒng)簡介 84
5．2 Contiki操作系統(tǒng)的數據結構 86
5．2．1 進程的數據結構 86
5．2．2 事件的數據結構 90
5．2．3 timer的數據結構 92
5．3 *簡應用實例 96
5．3．1 進程開發(fā)規(guī)范 96
5．3．2 進程框架分析 98
5．3．3 進程的啟動、調用和退出過程 101
5．4 系統(tǒng)的調度 113
5．4．1 進程和事件的調度 113
5．4．2 etimer的分析 116
5．5 進程間通信 122
5．5．1 基于用戶事件的進程間通信 122
5．5．2 進程間通信與中斷的關系 125
參考文獻 127
第6章 Contiki協(xié)議棧 128
6．1 Contiki的網絡協(xié)議棧 128
6．1．1 Contiki網絡協(xié)議棧的系統(tǒng)結構 128
6．1．2 基本數據結構 133
6．2 Rime的結構與實現 141
6．2．1 Rime的結構 141
6．2．2 匿名廣播abc的實現 147
6．2．3 polite廣播的實現 149
6．3 uIP的結構與實現 150
6．3．1 uIP的結構和接口 150
6．3．2 uIP的分析 153
6．3．3 raw API應用實例和響應函數模板 156
6．3．4 Protosocket模型的uIP實現 159
參考文獻 170
第7章 RPL路由協(xié)議及Cooja仿真 171
7．1 RPL路由協(xié)議概述 171
7．2 RPL路由協(xié)議的發(fā)展背景 171
7．3 RPL路由協(xié)議的基本概念 172
7．3．1 RPL路由協(xié)議的基本術語 172
7．3．2 RPL控制消息的功能模塊 175
7．4 RPL路由協(xié)議的工作原理 179
7．5 RPL路由協(xié)議的建立過程 180
7．5．1 上行路由的建立 180
7．5．2 下行路由的建立 183
7．6 RPL路由協(xié)議的功能機制 183
7．6．1 Trickle機制 183
7．6．2 修復機制 184
7．6．3 安全機制 184
7．6．4 RPL通信模式 185
7．7 RPL路由協(xié)議的目標函數與度量 185
7．7．1 目標函數 185
7．7．2 路由度量 186
7．8 Cooja仿真器 188
7．8．1 Cooja的啟動及使用 189
7．8．2 運行一個仿真實例 193
7．9 RPL在Contiki中的實例及仿真 199
7．9．1 RPL的主要函數 199
7．9．2 RPL-UDP Server文件 204
7．9．3 RPL-UDP Client 205
7．9．4 仿真及分析 207
參考文獻 209
第8章 基于6LoWPAN的低功耗家居物聯網應用 211
8．1 概述 211
8．1．1 智能家居物聯網應用系統(tǒng)結構 211
8．1．2 智能家居系統(tǒng)的功能要求 213
8．2 低功耗節(jié)點的實現 215
8．2．1 低功耗照明感知節(jié)點的實現 215
8．2．2 全功能照明開關節(jié)點的實現 228
8．2．3 溫度采集節(jié)點的實現 231
8．2．4 體重采集節(jié)點的實現 237
8．3 邊緣節(jié)點的實現 243
8．3．1 中心控制器和邊緣節(jié)點的軟硬件結構 243
8．3．2 WSN節(jié)點地址 244
8．3．3 SLIP簡介 245
8．3．4 SLIP程序分析 245
8．3．5 邊緣網關節(jié)點程序實現 251
8．4 網絡通信測試 257
8．4．1 SLIP測試 257
8．4．2 服務器監(jiān)控程序測試 258
8．4．3 運行測試 260
參考文獻 260
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基于IPv6的家居物聯網開發(fā)與應用技術 作者簡介
程衛(wèi)軍2004年畢業(yè)于北京郵電大學獲工學博士學位，2005年—2006年在北京大學信息科學技術學院從事博士后研究工作，自2007年任現職于中 央民族大學信息工程學院，從事電子與通信技術方面的教學和科學研究工作，專業(yè)方向為無線通信與嵌入式技術。
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