《無線傳感網(wǎng)絡技術與應用》全面、系統(tǒng)地介紹了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡、藍牙、Wi-Fi的基本理論及相關應用。該書采用“項目導人”方式編寫,以項目為案例將CC2530的基本組件、基于BasicRF無線通信和基于Z-Stack協(xié)議棧的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信、藍牙通信、Wi-Fi通信的知識點和技能點融人各個任務之中。在逐個完成各個任務的過程中,以“層層遞進”的方式完成項目實戰(zhàn),實現(xiàn)以實訓項目為主線、項目實戰(zhàn)為載體的教學目標。
《無線傳感網(wǎng)絡技術與應用》內容深入淺出、概念清晰、語言流暢、理論和實際應用相結合,且工程實驗指導均給出了完整的實現(xiàn)細節(jié)。
無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)綜合了傳感器、嵌入式計算、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信和分布式信息處理等技術,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)同完成對各種環(huán)境或監(jiān)測對象信息的實時感知、采集和處理,這些信息通過無線方式被發(fā)送,并以自組多跳的網(wǎng)絡方式傳送到用戶終端,從而實現(xiàn)物理世界、計算世界以及人類社會這三元世界的連通。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡關注的是在保證通信質量的情況下的數(shù)據(jù)吞吐率最大化,而無線傳感器網(wǎng)絡主要用于檢測不同環(huán)境下各種緩慢變化參數(shù),通信速率并不是其主要考慮的因素,它最關心的問題是如何在體積小、布局方便以及能量有限的情況下盡可能地延長目前網(wǎng)絡的生命周期。
本書主要是從使用CC2530芯片和Z-Stack協(xié)議棧來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、藍牙通信和Wi-Fi通信,為讀者解析用ZigBee技術、藍牙、Wi-Fi開發(fā)無線傳感器網(wǎng)絡的各個要點,由淺人深地講述如何開發(fā)具體的無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)。
本書共分為七章。
第一章,介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的基本理論、發(fā)展歷程、系統(tǒng)特點、技術特點及應用領域,使讀者對無線傳感器網(wǎng)絡有一個整體上的認識。
第二章,介紹了CC2530環(huán)境搭建和程序燒寫,使讀者對CC2530單片機的開發(fā)與使用有一個初步了解。
第三章,以“低溫加熱控制系統(tǒng)”項目為案例,將CC2530基本組件的知識點和技能點融人任務中。基于核心芯片CC2530內部硬件模塊設計若干個任務,使讀者熟悉核心芯片CC2530的主要功能。
第四章,以“智慧工廠”項目為案例,將光照、紅外和溫濕度傳感器組成Basic RF無線傳感器網(wǎng)絡通信技術融入任務中,使讀者掌握基于BasicRF無線通信技術,并為進一步學習ZigBee協(xié)議棧打下基礎。
第五章,以“智能燈光控制系統(tǒng)”項目為案例,將Z-Stack協(xié)議棧OSAL、單播、組播、廣播、按鍵、Z-Stack串口機制以及無線傳感器網(wǎng)絡通信技術融人任務中,使讀者深入掌握Z-Stack的工作機制。
第六章,以“公司辦公區(qū)內實現(xiàn)Wi-Fi全覆蓋”項目為案例,實現(xiàn)遠程控制辦公區(qū)通風系統(tǒng)——風扇和照明系統(tǒng)——照明燈,以及溫濕度數(shù)據(jù)采集通過Wi-Fi傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺。
第七章,以“公司考勤打卡系統(tǒng)”項目為案例,實現(xiàn)通過藍牙傳輸考勤數(shù)據(jù)以及遠程控制燈光。
本書理論與實踐相結合。書中以大量實例為基礎,給出程序源代碼,一步一步修改與講解,詳細闡述ZigBee網(wǎng)絡的組建以及相關技術知識,突出關鍵技術。
本書附帶講解過程中所有程序代碼,模塊化的程序設計讓讀者更好理解。每個項目都經過精心設計,盡量做到每行代碼都添加注釋且風格一致。項目中的每個任務都有詳細的操作步驟并附帶運行效果圖片,內容涵蓋從編譯環(huán)境配置到基礎實訓、組網(wǎng)演練、項目實戰(zhàn)的全部內容。
由于作者水平有限及對無線傳感器網(wǎng)絡和ZigBee技術理解不深,書中難免有錯誤的地方,誠懇地希望讀者批評指正。隨著我們實訓項目的不斷完善,希望為讀者提供更多的相關資料。
第1章 無線傳感器網(wǎng)絡概述
知識目標
1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的概述
1.2 傳感器節(jié)點的組成
1.3 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構
1.4 無線傳感器網(wǎng)絡的支撐技術
1.5 無線傳感器網(wǎng)絡特點
1.6 無線傳感器網(wǎng)絡應用
1.7 典型的無線通信網(wǎng)絡技術
1.8 本章總結
1.9 習題
第2章 CC2530入門知識
知識目標
技能目標
2.1 CC2530開發(fā)板硬件資源概述
2.2 任務1:搭建IAR開發(fā)環(huán)境
2.3 任務2:燒寫CC2530程序
2.4 本章總結
2.5 習題
第3章 CC2530基礎編程
知識目標
技能目標
3.1 CC2530單片機簡介
3.2 開發(fā)項目:低溫加熱控制系統(tǒng)
3.3 本章總結
3.4 習題
第4章 基于BasicRF的無線通信應用
知識目標
技能目標
4.1 BasicRF簡介
4.2 BasicRF工作原理
4.3 開發(fā)項目:智慧工廠
4.4 本章總結
4.5 習題
第5章 ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信
知識目標
技能目標
5.1 ZigBee概述
5.2 Z-Stack簡介
5.3 開發(fā)項目:智能燈光控制系統(tǒng)
5.4 本章總結
5.5 習題
第6章 Wi-Fi無線通信應用
知識目標
技能目標
6.1 Wi-Fi概述
6.2 硬件平臺介紹
6.3 任務1:通過Wi-Fi連接NEWLab服務器
6.4 任務2:Wi-Fi控制風扇工作
6.5 任務3:Wi-Fi控制電燈工作
6.6 任務4:Wi-Fi獲取溫度傳感器溫度
6.7 本章總結
6.8 習題
第7章 藍牙4.0無線通信應用
知識目標
技能目標
7.1 藍牙4.0概述
7.2 任務1:基于BLE協(xié)議棧的串口通信
7.3 任務2:主從機建立連接與數(shù)據(jù)傳輸
7.4 任務3:基于BLE協(xié)議棧的無線點燈
7.5 本章總結
7.6 習題
附錄
附錄A CC2530引腳描述
附錄B CC2530外設I/O引腳映射
參考文獻