物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用

基礎(chǔ)篇
第1章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)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(guò)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(yīng)用層8
1.4物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)8
1.4.1感知與識(shí)別技術(shù)8
1.4.2節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì)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(xí)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(lán)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(yīng)用
目錄2.3傳輸層——網(wǎng)絡(luò)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(xí)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(jī)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(xué)量傳感器42
3.2.2密度和濃度傳感器47
3.2.3光學(xué)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(shí)別傳感器和雷達(dá)65
習(xí)題與思考71
第4章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)典型應(yīng)用72
4.1物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)的應(yīng)用72
4.2物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健中的應(yīng)用76
4.3物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用80
4.4物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用84
4.5物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用87
4.6物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保行業(yè)的應(yīng)用90
4.7物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(xí)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(wú)線電98
5.2MCS51單片機(jī)98
5.3CPU存儲(chǔ)器98
5.3.1存儲(chǔ)器映射98
5.3.2CPU存儲(chǔ)空間99
5.3.3物理存儲(chǔ)器100
5.3.4XDATA存儲(chǔ)空間106
5.3.5存儲(chǔ)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(jí)120
5.6.4應(yīng)用示例121
習(xí)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(diǎn)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(shí)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(shí)鐘133
6.3復(fù)位137
6.4閃存控制器138
6.4.1閃存存儲(chǔ)器組織138
6.4.2閃存寫(xiě)138
6.4.3閃存頁(yè)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(xí)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(wú)線測(cè)試輸出信號(hào)149
7.10掉電信號(hào)MUX(PMUX)149
7.11I/O引腳149
7.12應(yīng)用示例157
習(xí)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(chǔ)訪問(wèn)166
8.5DMA寄存器167
習(xí)題與思考169
第9章定時(shí)器170
9.1定時(shí)器1170
9.1.1計(jì)數(shù)器170
9.1.2通道模式控制171
9.1.3IR信號(hào)的產(chǎn)生和線性化174
9.1.4定時(shí)器1中斷與DMA觸發(fā)177
9.1.5定時(shí)器1寄存器177
9.1.6應(yīng)用示例183
9.2定時(shí)器2184
9.2.1定時(shí)器操作184
9.2.2定時(shí)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(shí)器啟動(dòng)/停止同步186
9.2.5定時(shí)器2寄存器187
9.3定時(shí)器3和定時(shí)器4191
9.3.1位定時(shí)器計(jì)數(shù)器191
9.3.2定時(shí)器3/定時(shí)器4模式控制192
9.3.3通道模式控制192
9.3.4定時(shí)器3/4中斷與DMA觸發(fā)193
9.3.5定時(shí)器3 與定時(shí)器4 寄存器193
9.3.6應(yīng)用示例198
9.4睡眠定時(shí)器199
9.4.1定時(shí)器比較199
9.4.2定時(shí)器捕獲200
9.4.3睡眠定時(shí)器寄存器200
9.4.4應(yīng)用示例203
9.5看門狗定時(shí)器205
9.5.1看門狗模式206
9.5.2定時(shí)器模式206
9.5.3看門狗定時(shí)器寄存器206
9.5.4應(yīng)用示例207
習(xí)題與思考209
第10章模數(shù)轉(zhuǎn)換器、隨機(jī)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(jī)數(shù)發(fā)生器215
10.2.1隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的運(yùn)行216
10.2.2隨機(jī)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(yùn)行模式218
10.3.5AES DMA觸發(fā)221
10.3.6AES寄存器221
習(xí)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(yīng)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(fù)位242
11.2.6掛起與恢復(fù)243
11.2.7遠(yuǎn)程喚醒243
11.2.8USB寄存器243
習(xí)題與思考250
第12章CC2530相關(guān)無(wú)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(wèn)255
12.3RF內(nèi)核的DMA觸發(fā)255
12.4存儲(chǔ)器映射255
12.4.1RXFIFO256
12.4.2TXFIFO256
12.4.3幀過(guò)濾和源匹配存儲(chǔ)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(shí)序265
12.9.3幀處理265
12.9.4同步頭和幀長(zhǎng)度域265
12.9.5幀過(guò)濾266
12.9.6源地址匹配269
12.9.7幀校驗(yàn)序列271
12.9.8確認(rèn)傳輸271
12.10RXFIFO訪問(wèn)273
12.10.1使用FIFO和FIFOP274
12.10.2錯(cuò)誤情況275
12.10.3RSSI275
12.10.4鏈路質(zhì)量指示275
12.11無(wú)線電控制狀態(tài)機(jī)制275
12.12隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生277
12.13數(shù)據(jù)包分析器和無(wú)線電測(cè)試輸出信號(hào)278
12.14命令選通/CSMACA處理器278
12.14.1指令存儲(chǔ)器279
12.14.2數(shù)據(jù)寄存器279
12.14.3中斷請(qǐng)求280
12.14.4隨機(jī)數(shù)指令280
12.14.5運(yùn)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(wèn)模式296
12.15.3寄存器描述297
習(xí)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(diǎn)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(kāi)發(fā)板使用說(shuō)明322
第14章ZigBee開(kāi)發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建326
14.1實(shí)驗(yàn)介紹與準(zhǔn)備工作326
14.2IAR集成開(kāi)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(gè)新的工程331
14.4.2建立一個(gè)源文件332
14.4.3添加源文件到工程332
14.4.4編寫(xiě)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(dòng)345
14.8安裝ZStackCC25302.3.01.4.0/2.5.1.a協(xié)議棧346
習(xí)題與思考347
實(shí)踐篇
實(shí)驗(yàn)1BasicRF無(wú)線點(diǎn)控LED實(shí)驗(yàn)351
習(xí)題與思考354
實(shí)驗(yàn)2無(wú)線傳輸質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)355
習(xí)題與思考357
實(shí)驗(yàn)3無(wú)線收發(fā)控制LED實(shí)驗(yàn)358
習(xí)題與思考370
實(shí)驗(yàn)4協(xié)議棧中串口基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)371
習(xí)題與思考375
實(shí)驗(yàn)5廣播組網(wǎng)——無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)376
習(xí)題與思考383
實(shí)驗(yàn)6組播——多終端控制協(xié)調(diào)器LED實(shí)驗(yàn)384
習(xí)題與思考389
實(shí)驗(yàn)7點(diǎn)播通信——無(wú)線通信實(shí)驗(yàn)390
習(xí)題與思考397
實(shí)驗(yàn)8DS18B20溫度傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)398
習(xí)題與思考406
實(shí)驗(yàn)9DHT11溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)407
習(xí)題與思考413
實(shí)驗(yàn)10氣體濃度數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)414
習(xí)題與思考418
實(shí)驗(yàn)11光敏和熱敏傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)419
習(xí)題與思考422
實(shí)驗(yàn)12紅外熱釋電傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)423
習(xí)題與思考427
實(shí)驗(yàn)13按鍵無(wú)線點(diǎn)控臺(tái)燈實(shí)驗(yàn)428
習(xí)題與思考433
實(shí)驗(yàn)14串口透?jìng)鳌獰o(wú)線QQ實(shí)驗(yàn)434
習(xí)題與思考441
實(shí)驗(yàn)15基于GenericApp無(wú)線收發(fā)實(shí)驗(yàn)442
習(xí)題與思考449
實(shí)驗(yàn)16新建一個(gè)自己的ZStack工程實(shí)驗(yàn)450
習(xí)題與思考453
實(shí)驗(yàn)17協(xié)議捕捉與分析實(shí)驗(yàn)454
習(xí)題與思考457
實(shí)驗(yàn)18SUSTEB2530路由器編譯實(shí)驗(yàn)458
習(xí)題與思考462
實(shí)驗(yàn)19協(xié)議棧讀MQ2濃度模擬量實(shí)驗(yàn)463
習(xí)題與思考466
實(shí)驗(yàn)20協(xié)議棧讀光敏光強(qiáng)模擬量實(shí)驗(yàn)467
習(xí)題與思考468
實(shí)驗(yàn)21協(xié)議棧RFID射頻卡實(shí)驗(yàn)469
習(xí)題與思考470
實(shí)驗(yàn)22ZigBee管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)471
附錄A開(kāi)發(fā)板圖474
附錄B硬件原理圖475
附錄C網(wǎng)絡(luò)層所定義的特性常量484
附錄D常用術(shù)語(yǔ)英漢對(duì)照表488
參考文獻(xiàn)493