物联网技术与实践 基于ARM Cortex-M0技术PDF电子书下载

第1章 物联网综述 1

1.1 物联网的定义 1

1.1.1 通用定义 1

1.1.2 “中国式”定义 1

1.1.3 欧盟的定义 2

1.2 物联网的发展历史 2

1.3 物联网的体系架构 3

1.4 物联网产业标准 3

1.4.1 ITU-T物联网标准发展 4

1.4.2 ETSI物联网标准进展 5

1.4.3 3GPP/3GPP2物联网标准进展 5

1.4.4 IEEE物联网标准进展 5

1.4.5 中国物联网标准进展 6

1.5 物联网与网络安全 7

1.5.1 安全问题 7

1.5.2 安全分析 7

1.5.3 安全防护 8

1.6 物联网与云计算 8

1.7 物联网与智能处理 9

1.8 本章习题 9

第2章 国内外物联网应用现状与愿景 10

2.1 国内物联网应用的典型案例 10

2.1.1 广东虎门大桥组合式收费系统 10

2.1.2 黑龙江智能农业系统 11

2.1.3 中关村软件园智能楼宇系统 13

2.2 国外物联网应用典型案例 14

2.2.1 Perma Sense项目 14

2.2.2 国外车联网应用案例 15

2.3 物联网应用愿景 16

2.3.1 物联网与智能家居 16

2.3.2 物联网与智能农业 16

2.3.3 物联网与智能物流 18

2.3.4 物联网与智能医疗 19

2.3.5 物联网与节能减排 20

第3章 传感器技术 21

3.1 传感器概述 21

3.1.1 传感器概念 21

3.1.2 传感器特性 22

3.1.3 传感器分类 23

3.2 传感器结构 23

3.3 常用传感器 24

3.3.1 电阻式传感器 24

3.3.2 电感式传感器 27

3.3.3 电容式传感器 34

3.3.4 磁电式传感器 36

3.3.5 压电式传感器 39

3.3.6 光电式传感器 43

3.3.7 其他 48

3.4 MEMS技术 48

3.4.1 微机电系统概念 48

3.4.2 微机电系统发展简史 49

3.4.3 微机电系统的特点及前景 49

3.5 传感器接口 50

3.5.1 SPI接口 50

3.5.2 I2C接口 51

3.5.3 串行接口 52

3.6 本章习题 53

第4章 RFID技术 54

4.1 RFID概述 54

4.1.1 RFID的基本组成 54

4.1.2 RFID的工作原理 55

4.1.3 RFID应用领域 55

4.2 RFID架构 56

4.2.1 RFID分类 56

4.2.2 RFID硬件体系结构 58

4.3 RFID标签 59

4.4 RFID阅读器 60

4.5 RFID天线技术 61

4.5.1 人们关注的天线特征 61

4.5.2 天线的分类 62

4.6 RFID中间件 63

4.6.1 中间件概述 63

4.6.2 中间件的分类 64

4.6.3 中间件的特征 64

4.7 RFID接口 65

4.8 RFID与EPC技术 65

4.8.1 EPC概述 65

4.8.2 EPC的特点 66

4.8.3 EPC系统的工作流程 66

4.8.4 EPC信息网络系统 67

4.8.5 EPC射频识别系统 68

4.8.6 EPC编码体系 69

4.9 本章习题 69

第5章 有线传输与组网技术 70

5.1 CAN总线 70

5.1.1 CAN简介 70

5.1.2 报文传输与帧结构 71

5.1.3 编码与故障处理 74

5.1.4 应用层 75

5.1.5 控制器和驱动器 76

5.2 RS-485总线 76

5.2.1 简介 76

5.2.2 布线规则 77

5.2.3 通信协议 78

5.2.4 硬件设计 78

5.3 TCP/IP 79

5.3.1 TCP/IP简介 79

5.3.2 TCP/IP的分层 79

5.3.3 TCP/IP协议族中最底层的链路层 80

5.3.4 网络层协议 80

5.3.5 传输层协议 80

5.4 本章习题 81

第6章 无线传输与组网技术 82

6.1 ZigBee技术概述 82

6.1.1 低速无线网特点 82

6.1.2 设备 84

6.1.3 网络拓扑 84

6.1.4 协议构架 85

6.1.5 服务原语 86

6.2 IEEE 802.15.4标准 87

6.2.1 物理层 87

6.2.2 MAC层 88

6.3 ZigBee规范 89

6.3.1 应用层 89

6.3.2 网络层 92

6.3.3 安全服务 99

6.4 WiFi介绍 100

6.4.1 WiFi简述 100

6.4.2 WiFi突出优势 100

6.4.3 WiFi组建方法 101

6.4.4 WiFi联结点 101

6.4.5 WiFi未来发展 102

6.5 Bluetooth介绍 102

6.5.1 蓝牙的起源 102

6.5.2 蓝牙的概念 103

6.5.3 蓝牙原理 103

6.5.4 技术优势 104

6.5.5 应用 105

6.6 GPRS介绍 105

6.6.1 GPRS概述 105

6.6.2 GPRS优势 106

6.6.3 GPRS与GSM的比较 106

6.7 3G介绍 107

6.7.1 概述 107

6.7.2 3G标准 107

6.7.3 3G应用 108

6.8 本章习题 109

第7章 低功耗ARM C0rtex-M0微控制器 110

7.1 低功耗微控制器在物联网中的作用 110

7.2 Cortex-M0综述 110

7.3 Cortex-M0编程模式 111

7.3.1 Cortex-M0工作模式和工作状态 112

7.3.2 Cortex-M0寄存器 112

7.3.3 Cortex-M0数据类型 113

7.3.4 Cortex-M0存储器格式 113

7.4 Cortex-M0存储系统 114

7.4.1 系统总线构架 114

7.4.2 存储器映射 115

7.4.3 存储器属性 116

7.4.4 启动配置 117

7.4.5 系统控制寄存器 117

7.5 Cortex-M0异常和中断处理 118

7.5.1 异常类型 118

7.5.2 异常优先级 119

7.5.3 异常处理的堆栈使用 120

7.5.4 异常处理机制 122

7.5.5 异常退出 123

7.5.6 复位异常 124

7.5.7 中止（Abort）异常 126

7.5.8 SVC和PendSV 129

7.5.9 NVIC与中断控制 130

7.5.10 软件中断 131

7.5.11 SysTick定时器 132

7.5.12 异常和中断控制寄存器汇总 132

7.6 Cortex-M0电源管理 133

7.6.1 SLEEPING 134

7.6.2 SLEEPDEEP 134

7.6.3 存储器保护单元（MPU） 134

7.6.4 唤醒中断控制器（WIC） 136

7.7 Cortex-M0调试系统 136

7.7.1 Cortex-M0 ROM表的识别和入口 137

7.7.2 调试寄存器的总结 138

7.8 Cortex-M0指令集 138

7.9 本章习题 142

第8章 低功耗微处理器在物联网中的应用 143

8.1 FS11C14物联网开发平台 143

8.1.1 简介 143

8.1.2 硬件组成 143

8.1.3 应用简介 144

8.2 ARM开发环境RealView MDK平台搭建 145

8.2.1 RealView MDK安装与配置 145

8.2.2 RealView MDK使用 150

8.2.3 仿真工具U-LINK2 160

8.2.4 CMSIS标准 161

8.2.5 RealView MDK工程实例 161

8.3 启动代码与NVIC 163

8.3.1 汇编启动代码解析 163

8.3.2 NVIC功能描述 165

8.3.3 启动代码与应用程序接口 166

8.4 GPIO编程 167

8.4.1 实例内容与目标 167

8.4.2 GPIO基本原理 167

8.4.3 GPIO软件设计与实现 169

8.4.4 LED灯实验 171

8.4.5 LED数码管实验 172

8.4.6 温／湿度传感器结点实验 174

8.5 UART编程 178

8.5.1 实例内容与目标 178

8.5.2 UART基本原理 178

8.5.3 UART软件设计与分析 182

8.6 printf函数和scanf函数的重定位 186

8.6.1 printf函数重定位 186

8.6.2 uart printf函数实现 187

8.6.3 scanf函数重定位 187

8.6.4 uart scanf函数实现 188

8.7 系统编程（ISP）的使用 189

8.7.1 ISP介绍 189

8.7.2 ISP硬件设置 189

8.7.3 Flash Magic下载软件的使用 189

8.8 SPI/SSP编程 190

8.8.1 实例内容与目标 190

8.8.2 SPI/SSP基本原理 190

8.8.3 SPI/SSP软件设计与分析 192

8.8.4 OLED屏的显示实验 197

8.8.5 RS-485通信实验 199

8.9 I2C编程 201

8.9.1 实例内容与目标 201

8.9.2 I2C基本原理 201

8.9.3 I2C软件设计与实现 203

8.9.4 光敏传感器实验 207

8.9.5 三轴加速度传感器实验 209

8.10 A/D转换编程 211

8.10.1 实例内容与目标 211

8.10.2 A/D转换基本原理 211

8.10.3 A/D软件设计与实现 213

8.11 SysTick定时器编程 216

8.11.1 实例内容与目标 216

8.11.2 SysTick定时器基本原理 216

8.11.3 SysTick定时器软件设计与实现 218

8.11.4 SysTick定时器参考程序及说明 218

8.12 TIMER编程 219

8.12.1 实例内容与目标 219

8.12.2 TIMER基本原理 219

8.12.3 TIMER软件设计与分析 220

8.12.4 PWM控制蜂鸣器实验 222

8.13 WDT看门狗编程 225

8.13.1 实例内容与目标 225

8.13.2 WDT看门狗基本原理 225

8.13.3 WDT看门狗软件设计与分析 226

8.14 CAN总线编程 229

8.14.1 实例内容与目标 229

8.14.2 CAN总线基本原理 229

8.14.3 CAN总线软件设计与实现 236

8.15 本章习题 240

第9章 μC/OS-Ⅱ操作系统应用 241

9.1 实时操作系统基本原理与技术 241

9.1.1 实时操作系统的基本特征 241

9.1.2 实时操作系统的关键技术指标 242

9.1.3 实时操作系统基本术语 242

9.2 μC/OS-Ⅱ的任务管理和调度 244

9.2.1 μC/OS.Ⅱ的任务管理 244

9.2.2 μC/OS-Ⅱ的时间管理 258

9.2.3 任务之间通信与同步 263

9.2.4 内存管理 272

9.3 μC/OS-Ⅱ应用程序开发 277

9.3.1 μC/OS-Ⅱ的变量类型 278

9.3.2 应用程序的基本结构 278

9.3.3 μC/OS-Ⅱ API介绍 279

9.3.4 μC/OS-Ⅱ多任务实现机制 280

9.4 μC/OS-Ⅱ在FS11C14开发板上的移植及程序解析 281

9.4.1 移植条件 281

9.4.2 移植步骤 282

9.4.3 实例程序分析 286

9.5 本章习题 293

第10章 RFID实践 294

10.1 非接触式逻辑加密卡芯片MF1IC S50 294

10.1.1 系统结构及工作流程 294

10.1.2 主要特性 295

10.1.3 EEPROM存储结构 295

10.1.4 操作指令与交易流程 296

10.2 MF RC522低功耗读／写芯片 297

10.3 协议说明 298

10.4 RFID读取序列号 299

10.5 RFID读取数据 301

10.6 RFID写入数据 302

10.7 RFID加密 302

10.8 本章习题 305

第11章 ZigBee实践 306

11.1 点对点通信 306

11.2 点对多点通信 310

11.3 路由和接力 312

11.4 局域网 314

11.5 本章习题 318

第12章 综合案例 319

12.1 有线无线综合网传感器信息采集 319

12.2 物联网仓储系统 320

12.2.1 开发平台介绍 320

12.2.2 系统需求分析 323

12.2.3 系统构建 325

12.2.4 项目演示 328

12.3 基于Qt的物联网仓储系统 331

12.3.1 系统概述 331

12.3.2 部分程序展现 331

12.3.3 项目演示 332

12.4 智能家居 334

12.4.1 系统背景 334

12.4.2 系统需求分析 335

12.4.3 系统构建 336

12.4.4 项目演示 341

12.5 本章习题 347