物联网应用开发详解 基于ARM Cortex-M3处理器的开发设计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 1

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 4

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远景 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 烟台蔬菜大棚远程监控系统 11

2.1.3 中关村软件园智能楼宇系统 12

2.2 国外物联网应用的典型案例 13

2.2.1 Perma Sense项目 13

2.2.2 国外车联网应用案例 14

2.3 物联网应用远景 15

2.3.1 物联网与智能家居 15

2.3.2 物联网与智能农业 15

2.3.3 物联网与智能物流 16

2.3.4 物联网与智能医疗 17

2.3.5 物联网与节能减排 18

2.4.本章习题 19

第3章 传感器技术 20

3.1 传感器概述 20

3.1.1 传感器概念 20

3.1.2 传感器特性 21

3.1.3 传感器分类 21

3.2 传感器结构 22

3.3 常用传感器 23

3.3.1 电阻式传感器 23

3.3.2 电感式传感器 26

3.3.3 电容式传感器 31

3.3.4 磁电式传感器 33

3.3.5 压电式传感器 36

3.3.6 光电式传感器 40

3.3.7 其他 45

3.4 MEMS技术 45

3.4.1 微机电系统概念 45

3.4.2 微机电系统发展简史 45

3.4.3 微机电系统的特点及前景 46

3.5 传感器接口 46

3.5.1 SPI接口 46

3.5.2 I2C接口 47

3.5.3 串行接口 48

3.6 本章习题 49

第4章 RFID技术 50

4.1 RFID概述 50

4.1.1 RFID的基本组成 50

4.1.2 RFID的工作原理 51

4.1.3 RFID应用领域 51

4.2 RFID架构 52

4.2.1 RFID分类 52

4.2.2 RFID硬件体系结构 54

4.3 RFID标签 55

4.4 RFID读写器 56

4.5 RFID天线技术 57

4.5.1 人们关注的天线特征 57

4.5.2 天线的分类 58

4.6 RFID中间件 59

4.6.1 中间件概述 59

4.6.2 中间件的分类 59

4.6.3 中间件的特征 59

4.7 RFID接口 60

4.8 RFID与EPC技术 61

4.8.1 EPC概述 61

4.8.2 EPC的特点 61

4.8.3 EPC系统的工作流程 62

4.8.4 EPC信息网络系统 62

4.8.5 EPC射频识别系统 63

4.8.6 EPC编码体系 64

4.9 本章习题 64

第5章 有线传输与组网技术 65

5.1 CAN总线 65

5.1.1 CAN简介 65

5.1.2 报文传输与帧结构 66

5.1.3 编码与故障处理 69

5.1.4 应用层 69

5.1.5 控制器和驱动器 70

5.2 RS-485总线 71

5.2.1 RS-485总线简介 71

5.2.2 布线规则 72

5.2.3 通信协议 72

5.2.4 硬件设计 73

5.3 TCP／IP 74

5.3.1 TCP／IP简介 74

5.3.2 TCP／IP的分层 74

5.3.3 TCP／IP协议族中底层的链路层 75

5.3.4 网络层协议 75

5.3.5 传输层协议 75

5.9 本章习题 76

第6章 Cortex-M3微控制器核 77

6.1 低功耗微控制器在物联网中的作用 77

6.2 Cortex-M3综述 77

6.3 Cortex-M3编程模式 79

6.3.1 Cortex-M3工作模式和工作状态 79

6.3.2 特权访问和用户访问 79

6.3.3 Cortex-M3寄存器组 80

6.3.4 Cortex-M3数据类型 82

6.3.5 Cortex-M3存储器格式 82

6.4 Cortex-M3存储系统 83

6.4.1 系统总线构架 83

6.4.2 存储器映射 83

6.4.3 Bit-banding机制 85

6.5 Cortex-M3异常和中断处理 87

6.5.1 异常类型 87

6.5.2 异常优先级 88

6.5.3 异常处理的堆栈使用 89

6.5.4 异常处理机制 91

6.5.5 异常退出 92

6.5.6 复位异常 93

6.5.7 中止（Abort）异常 95

6.5.8 SVC和PendSV 98

6.5.9 NVIC与中断控制 99

6.5.1 0软件中断 100

6.5.1 1SysTick定时器 100

6.5.1 2中断控制寄存器 100

6.6 Cortex-M3的电源管理 101

6.6.1 SLEEPING 102

6.6.2 SLEEPDEEP 102

6.6.3 存储器保护单元（MPU） 102

6.7 Cortex-M3调试系统 104

6.8 Cortex-M3指令集 105

6.9 本章习题 108

第7章 ATMEL SAM3S4B微处理器在物联网中的应用 109

7.1 FSIOT＿A物联网开发平台介绍 109

7.2 IAR Embedded Workbench IDE ARM开发环境搭建 111

7.2.1 IAR Embedded Workbench IDE简介 111

7.2.2 仿真工具J-LINK-ARM V8.0 111

7.2.3 IAR EWARM工程实例 111

7.2.4 IAR EWARM调试使用 115

7.3 SAM3S启动分析 118

7.3.1 Flash.icf文件 118

7.3.2 startup_sam3.c功能描述 119

7.3.3 启动代码与应用程序接口 121

7.4 GPIO编程 123

7.4.1 实例内容与目标 123

7.4.2 GPIO基本原理 123

7.4.3 LED灯实验 128

7.4.4 LED数码管实验 129

7.4.5 门磁传感器实验 135

7.4.6 温湿度传感器实验 136

7.4.7 蜂鸣器控制实验 142

7.5 UART编程 143

7.5.1 实例内容与目标 144

7.5.2 UART基本原理 144

7.5.3 UART软件设计与分析 147

7.6 SPI／SSP编程 151

7.6.1 实例内容与目标 151

7.6.2 SPI／SSP基本原理 151

7.6.3 SPI／SSP软件设计与分析 152

7.6.4 ISD1760语音实验 156

7.7 I2C编程 164

7.7.1 实例内容与目标 164

7.7.2 I2C基本原理 164

7.7.3 SAM3S4B中I2C的实现 166

7.7.4 光敏传感器实验 169

7.7.5 三轴加速度传感器实验 172

7.8 A／D转换编程 174

7.8.1 实例内容与目标 174

7.8.2 A／D转换基本原理 174

7.8.3 A／D烟雾传感器实验 178

7.8.4 A／D电压采集实验 180

7.9 SysTick定时器编程 180

7.9.1 实例内容与目标 180

7.9.2 SysTick定时器的基本原理 180

7.9.3 SysTick定时器的软件设计与实现 181

7.9.4 SysTick定时器参考程序及说明 182

7.1 0脉冲宽度调制（PWM） 183

7.1 0.1 实例内容与目标 183

7.1 0.2 PWM基本原理 183

7.1 0.3 PWM软件设计与分析 183

7.1 0.4 PWM控制风扇实验 188

7.1 1WDT看门狗编程 190

7.1 1.1 实例内容与目标 190

7.1 1.2 WDT看门狗基本原理 190

7.1 1.3 WDT看门狗软件设计与分析 192

7.1 2本章习题 194

第8章 μC／OS-II操作系统应用 196

8.1 实时操作系统基本原理与技术 196

8.1.1 实时操作系统的基本特征 196

8.1.2 实时操作系统的关键技术指标 197

8.1.3 实时操作系统基本术语 197

8.2 μC／OS-II的任务管理和调度 199

8.2.1 任务及任务状态 199

8.2.2 μC／OS-II的任务管理 200

8.2.3 μC／OS-II的时间管理 214

8.2.4 任务之间通信与同步 220

8.2.5 内存管理 229

8.3 μC／OS-II应用程序开发 234

8.3.1 μC／OS-II的变量类型 234

8.3.2 应用程序的基本结构 234

8.3.3 μC／OS-II API介绍 235

8.3.4 μC／OS-II多任务实现机制 236

8.4 μC／OS-II在SAM3S4B开发板上的移植及程序解析 237

8.4.1 移植条件 237

8.4.2 移植步骤 238

8.4.3 实例程序分析 242

8.5 本章习题 244

第9章 RFID实践 245

9.1 非接触式逻辑加密卡芯片MF1 IC S50 245

9.1.1 系统结构及工作流程 245

9.1.2 主要特性 245

9.1.3 EEPROM存储结构 246

9.1.4 射频卡工作原理 248

9.1.5 读写卡模块与S50卡的操作指令与交易流程 250

9.2 CY-14443A低功耗读写芯片 251

9.3 协议说明 252

9.4 RFID读取序列号 252

9.5 RFID读取数据 254

9.6 RFID写入数据 254

9.7 RFID加密介绍 255

9.8 RFID例程 256

9.9 本章习题 258

第10章 红外无线通信技术与实践 259

10.1 红外通信原理 259

10.1.1 红外通信定义 259

10.1.2 红外通信的特点 259

10.1.3 红外遥控器 259

10.1.4 红外遥控通信过程 260

10.1.5 IrDA标准 260

10.1.6 红外遥控协议举例 262

10.2 红外学习基本原理 263

10.2.1 红外学习的定义 263

10.2.2 红外学习的应用特点 263

10.3 红外学习模块控制硬件电路及程序 263

10.3.1 控制模块特性 263

10.3.2 硬件电路 264

10.3.3 控制程序实现 264

10.4 本章习题 265

第11章 ZigBee无线通信技术与实践 266

11.1 ZigBee简介 266

11.1.1 ZigBee联盟 266

11.1.2 ZigBee与IEEE802.1 5.4 266

11.1.3 ZigBee设备 268

11.1.4 ZigBee网络拓扑 269

11.1.5 ZigBee协议栈 270

11.1.6 ZigBee服务原语 270

11.2 ZigBee规范 271

11.2.1 应用层 271

11.2.2 网络层 273

11.2.3 安全服务 279

11.3 AT86RF231 ZigBee应用接口电路 279

11.4 ZigBee组网例程 281

11.5 本章习题 285

第12章 Wi-Fi无线通信技术与实践 286

12.1 Wi-Fi技术 286

12.1.1 Wi-Fi与嵌入式Wi-Fi 286

12.1.2 Wi-Fi无线网络结构 286

12.1.3 IEEE802.1 1的工作模式 287

12.1.4 Wi-Fi技术的特点 288

12.1.5 Wi-Fi组建方法 288

12.1.6 Wi-Fi应用 288

12.2 基于RS9110-N-11-22的Wi-Fi应用模块 289

12.3 Wi-Fi通信部分应用接口电路 291

12.4 Wi-Fi例程 292

12.5 本章习题 298

第13章 GPRS无线通信技术与实践 299

13.1 GPRS概述 299

13.1.1 GPRS的产生及发展 299

13.1.2 GPRS的特点 299

13.1.3 GPRS的网络结构 300

13.1.4 GPRS的网络接口 300

13.1.5 GPRS网络实体 302

13.2 中兴ME3000模块应用接口电路 304

13.3 基于中兴ME3000的GPRS例程 305

13.4 本章习题 310

第14章 工业串口屏实践 311

14.1 串口屏基本原理 311

14.1.1 串口屏定义 311

14.1.2 串口屏的触摸类别及工作原理 311

14.1.3 各类型触摸屏的优缺点比较 312

14.2 FSIOT_A实验设备使用的串口屏简介 312

14.2.1 串口配置 312

14.2.2 串口屏工作模式 313

14.2.3 通信帧缓冲区（FIFO） 313

14.3 串口屏部分应用接口电路 313

14.4 串口屏例程 314

14.5 本章习题 317

第15章 物联网智能家居综合案例 318

15.1 引言 318

15.1.1 项目背景 318

15.1.2 术语及缩略语的定义 318

15.2 系统概述 319

15.2.1 系统功能 319

15.2.2 性能说明 319

15.3 系统硬件设计 320

15.3.1 ZigBee模块 320

15.3.2 Nodel传感板 321

15.3.3 Node2执行板 322

15.3.4 Node3红外板 323

15.3.5 Mainboard网关板 323

15.3.6 Android平板和串口屏交互控制单元 324

15.4 无线通信方案 325

15.5 系统软件设计 325

15.5.1 Nodel传感板的软件设计 325

15.5.2 Node2执行板 333

15.5.3 Node3红外板 338

15.5.4 Mainboard网关板 339

15.6 μC／OS-II操作系统简要移植步骤 379

15.6.1 μC／OS-II相关文件 379

15.6.2 μC／OS-II代码修改 379

15.7 Android智能终端语音控制 381

15.7.1 协议说明 381

15.7.2 流程分析 381

15.7.3 语音控制操作 385

参考文献 388