物联网技术及应用PDF电子书下载

基础篇 3

第1章 物联网技术简介 3

1.1 物联网概述 3

1.1.1 物联网基本概念 3

1.1.2 物联网概念的比较 4

1.2 物联网的发展过程 5

1.2.1 物联网的起源 5

1.2.2 物联网的现状 6

1.3 物联网的基本层次 6

1.3.1 感知层 6

1.3.2 传输层 8

1.3.3 应用层 8

1.4 物联网关键技术 8

1.4.1 感知与识别技术 8

1.4.2 节点软硬件设计技术 9

1.4.3 组网与泛在接入技术 9

1.4.4 大规模的感知信息处理技术 10

1.5 物联网架构 10

习题与思考 11

第2章 物联网关键技术 12

2.1 感知层技术 12

2.1.1 EPC技术 12

2.1.2 RFID技术 12

2.1.3 传感器技术 16

2.1.4 无线传感器网络技术 18

2.2 传输层——汇聚网技术 20

2.2.1 ZigBee技术 20

2.2.2 蓝牙技术 24

2.2.3 Wi-Fi技术 26

2.2.4 UWB技术 28

2.3 传输层——网络接入技术 29

2.3.1 M2M接入技术 29

2.3.2 6LoWPAN技术 33

2.4 传输层——承载网技术 36

2.4.1 3G+WLAN 36

2.4.2 TD-SCDMA 37

2.4.3 光纤通信技术 37

习题与思考 38

第3章 物联网用传感器 39

3.1 传感器工作原理 39

3.1.1 机械结构型传感器 39

3.1.2 物性型传感器 40

3.2 物联网中常用传感器 42

3.2.1 热学量传感器 42

3.2.2 密度和浓度传感器 47

3.2.3 光学量传感器 48

3.2.4 气体传感器 53

3.2.5 湿度传感器 56

3.2.6 生物量传感器 58

3.2.7 身份识别传感器和雷达 65

习题与思考 71

第4章 物联网技术典型应用 72

4.1 物联网在物流行业的应用 72

4.2 物联网在医疗保健中的应用 76

4.3 物联网在智能交通中的应用 80

4.4 物联网在智能家居中的应用 84

4.5 物联网在智能电网中的应用 87

4.6 物联网在环保行业的应用 90

4.7 物联网应用新视野 91

4.7.1 车联网 91

4.7.2 人体感知网 92

习题与思考 92

理论篇 95

第5章 物联网系统解决方案 95

5.1 CC2530内部结构 95

5.1.1 CPU与内存 95

5.1.2 外部设备 97

5.1.3 无线电 98

5.2 MCS51单片机 98

5.3 CPU存储器 98

5.3.1 存储器映射 98

5.3.2 CPU存储空间 99

5.3.3 物理存储器 100

5.3.4 XDATA存储空间 106

5.3.5 存储器仲裁 106

5.4 CPU寄存器 107

5.4.1 数据指针 107

5.4.2 寄存器R0～R7 108

5.4.3 程序状态字 108

5.4.4 累加器 109

5.4.5 寄存器B 109

5.4.6 堆栈指针 109

5.5 指令集综述 110

5.6 中断原理及相关设置 114

5.6.1 中断屏蔽 115

5.6.2 中断处理 117

5.6.3 中断优先级 120

5.6.4 应用示例 121

习题与思考 123

第6章 调试接口、电源管理与闪存控制器 124

6.1 调试接口 124

6.1.1 调试模式 124

6.1.2 调试传输 124

6.1.3 锁位 125

6.1.4 调试配置 126

6.1.5 调试状态 128

6.1.6 硬件断点与闪存编程 129

6.1.7 调试接口与供电模式 129

6.1.8 调试寄存器 130

6.2 电源管理与时钟 130

6.2.1 电源管理 130

6.2.2 电源管理控制 132

6.2.3 电源管理寄存器 132

6.2.4 振荡器与时钟 133

6.3 复位 137

6.4 闪存控制器 138

6.4.1 闪存存储器组织 138

6.4.2 闪存写 138

6.4.3 闪存页面擦除 140

6.4.4 闪存DMA触发 140

6.4.5 闪存控制器的寄存器 141

习题与思考 142

第7章 I/O端口 143

7.1 未使用的I/O引脚 143

7.2 低I/O电压 143

7.3 通用I/O 143

7.4 通用I/O中断 144

7.5 通用I/O DMA 144

7.6 外设I/O 145

7.7 调试接口 148

7.8 XOSC输入 149

7.9 无线测试输出信号 149

7.10 掉电信号MUX（PMUX） 149

7.11 I/O引脚 149

7.12 应用示例 157

习题与思考 161

第8章 DMA控制器及操作 162

8.1 DMA操作 162

8.2 DMA配置参数 162

8.3 DMA配置、传输与中断 165

8.4 DMA配置数据结构与存储访问 166

8.5 DMA寄存器 167

习题与思考 169

第9章 定时器 170

9.1 定时器1 170

9.1.1 计数器 170

9.1.2 通道模式控制 171

9.1.3 IR信号的产生和线性化 174

9.1.4 定时器1中断与DMA触发 177

9.1.5 定时器1寄存器 177

9.1.6 应用示例 183

9.2 定时器2 184

9.2.1 定时器操作 184

9.2.2 定时器2中断 186

9.2.3 事件输出（DMA触发和CSP事件） 186

9.2.4 定时器启动／停止同步 186

9.2.5 定时器2寄存器 187

9.3 定时器3和定时器4 191

9.3.1 位定时器计数器 191

9.3.2 定时器3／定时器4模式控制 192

9.3.3 通道模式控制 192

9.3.4 定时器3/4中断与DMA触发 193

9.3.5 定时器3与定时器4寄存器 193

9.3.6 应用示例 198

9.4 睡眠定时器 199

9.4.1 定时器比较 199

9.4.2 定时器捕获 200

9.4.3 睡眠定时器寄存器 200

9.4.4 应用示例 203

9.5 看门狗定时器 205

9.5.1 看门狗模式 206

9.5.2 定时器模式 206

9.5.3 看门狗定时器寄存器 206

9.5.4 应用示例 207

习题与思考 209

第10章 模数转换器、随机数发生器与AES协处理器 210

10.1 ADC模数转换 210

10.1.1 ADC操作 211

10.1.2 ADC寄存器 213

10.2 随机数发生器 215

10.2.1 随机数发生器的运行 216

10.2.2 随机数发生器的寄存器 217

10.3 AES协处理器 217

10.3.1 AES操作 217

10.3.2 密钥和IV 218

10.3.3 协处理器与CPU通信 218

10.3.4 运行模式 218

10.3.5 AES DMA触发 221

10.3.6 AES寄存器 221

习题与思考 222

第11章 UART与USB接口 223

11.1 UART模式 223

11.1.1 UART发送 223

11.1.2 UART接收 223

11.1.3 UART硬件流控制 224

11.1.4 UART特征格式 224

11.1.5 SPI模式 224

11.1.6 SSN从模式选择引脚 225

11.1.7 波特率的产生 225

11.1.8 清除USART 226

11.1.9 USART中断 226

11.1.10 USART DMA触发 226

11.1.11 USART寄存器 227

11.1.12 应用示例 231

11.2 USB 235

11.2.1 USB的使能与中断 236

11.2.2 端口0 237

11.2.3 端口1～5 239

11.2.4 DMA 242

11.2.5 USB复位 242

11.2.6 挂起与恢复 243

11.2.7 远程唤醒 243

11.2.8 USB寄存器 243

习题与思考 250

第12章 CC2530相关无线通信技术 251

12.1 RF内核 251

12.1.1 RF收发器中断相关 251

12.1.2 中断寄存器 251

12.2 FIFO访问 255

12.3 RF内核的DMA触发 255

12.4 存储器映射 255

12.4.1 RXFIFO 256

12.4.2 TXFIFO 256

12.4.3 帧过滤和源匹配存储器映射 256

12.5 频率和通道编程 257

12.6 IEEE 802.1 5.4 —2006调制格式 258

12.7 IEEE 802.1 5.4 —2006帧格式 259

12.8 发送模式 260

12.9 接收模式 264

12.9.1 RX控制 264

12.9.2 RX状态时序 265

12.9.3 帧处理 265

12.9.4 同步头和帧长度域 265

12.9.5 帧过滤 266

12.9.6 源地址匹配 269

12.9.7 帧校验序列 271

12.9.8 确认传输 271

12.10 RXFIFO访问 273

12.10.1 使用FIFO和FIFOP 274

12.10.2 错误情况 275

12.10.3 RSSI 275

12.10.4 链路质量指示 275

12.11 无线电控制状态机制 275

12.12 随机数的产生 277

12.13 数据包分析器和无线电测试输出信号 278

12.14 命令选通／CSMA-CA处理器 278

12.14.1 指令存储器 279

12.14.2 数据寄存器 279

12.14.3 中断请求 280

12.14.4 随机数指令 280

12.14.5 运行CSP程序 280

12.14.6 寄存器 280

12.14.7 指令集综述 281

12.14.8 指令集定义 283

12.15 寄存器一览表 295

12.15.1 寄存器设置更新 296

12.15.2 寄存器访问模式 296

12.15.3 寄存器描述 297

习题与思考 316

入门篇 319

第13章 SUST-EB2530硬件原理与结构 319

13.1 功能特点 319

13.2 管脚信息 320

13.3 硬件原理 320

13.3.1 SUST-EB2530 PACK板原理图 320

13.3.2 SUST-EB2530底板原理图 320

13.4 硬件结构 322

13.4.1 元件布局图 322

13.4.2 开发板使用说明 322

第14章 ZigBee开发平台的构建 326

14.1 实验介绍与准备工作 326

14.2 IAR集成开发环境介绍 327

14.3 IAR Embedded Workbench的安装 327

14.4 新建工程与工程设置 331

14.4.1 建立一个新的工程 331

14.4.2 建立一个源文件 332

14.4.3 添加源文件到工程 332

14.4.4 编写代码 334

14.4.5 工程的设置 335

14.4.6 编译工程 341

14.5 安装SmartRF Flash Programmer和仿真器 341

14.6 程序仿真与调试 345

14.7 安装USB转串口驱动 345

14.8 安装ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0/2.5.1.a协议栈 346

习题与思考 347

实践篇 351

实验1 BasicRF无线点控LED实验 351

习题与思考 354

实验2 无线传输质量检测实验 355

习题与思考 357

实验3 无线收发控制LED实验 358

习题与思考 370

实验4 协议栈中串口基础实验 371

习题与思考 375

实验5 广播组网——无线数据传输实验 376

习题与思考 383

实验6 组播——多终端控制协调器LED实验 384

习题与思考 389

实验7 点播通信——无线通信实验 390

习题与思考 397

实验8 DS18B20温度传感器数据采集实验 398

习题与思考 406

实验9 DHT11温湿度传感器数据采集实验 407

习题与思考 413

实验10 气体浓度数据采集实验 414

习题与思考 418

实验11 光敏和热敏传感器数据采集实验 419

习题与思考 422

实验12 红外热释电传感器数据采集实验 423

习题与思考 427

实验13 按键无线点控台灯实验 428

习题与思考 433

实验14 串口透传——无线QQ实验 434

习题与思考 441

实验15 基于GenericApp无线收发实验 442

习题与思考 449

实验16 新建一个自己的Z-Stack工程实验 450

习题与思考 453

实验17 协议捕捉与分析实验 454

习题与思考 457

实验18 SUST-EB2530路由器编译实验 458

习题与思考 462

实验19 协议栈读MQ-2浓度模拟量实验 463

习题与思考 466

实验20 协议栈读光敏光强模拟量实验 467

习题与思考 468

实验21 协议栈RFID射频卡实验 469

习题与思考 470

实验22 ZigBee管理系统实验 471

附录A 开发板图 474

附录B 硬件原理图 475

附录C 网络层所定义的特性常量 484

附录D 常用术语英汉对照表 488

参考文献 493