低功耗蓝牙与智能硬件设计PDF电子书下载

第1章 电波传播基础 1

1.1电磁波以及无线通信技术的发展 1

1.1.1奥斯特实验 1

1.1.2法拉第电磁感应实验 1

1.1.3麦克斯韦方程组 2

1.1.4赫兹电磁波实验 2

1.1.5马可尼无线电报实验 3

1.1.6无线电通信技术的发展历史 3

1.2电波传播分析 4

1.2.1无线系统链路动态范围 5

1.2.2自由空间电波传播损耗 5

1.2.3无线电信号的穿透损耗 8

1.2.4无线电波的反射、散射、绕射及多径效应 9

第2章 天线基本原理 14

2.1天线的作用 14

2.2关于天线的一些其他问题 18

2.3偶极子天线 19

2.4单极天线 20

2.4.1鞭状天线 21

2.4.2倒F天线 21

2.4.3蛇形天线 23

2.4.4片状天线 24

2.5周围物体对天线性能的影响及考虑 28

2.5.1金属物体对天线性能的影响 28

2.5.2介电材料对天线性能的影响 28

2.6天线的调谐 28

2.6.1天线的初步调谐 29

2.6.2天线的最后调谐 30

2.7天线小型化的考虑 31

2.8如何检查天线的设计 33

2.9关于巴伦 33

2.10关于阻抗及阻抗匹配 35

第3章nRF51822开发实验环境的搭建 36

3.1 nRF51822的开发环境简介 36

3.2 nRF51-DK开发包 36

3.2.1 nRF51开发板 36

3.2.2 nRFgo Studio综合开发环境 36

3.2.3 Keil MDK-ARM开发工具 39

3.2.4 nRF51 SDK软件开发包（Software Development Kit） 39

3.3 nRF51 Dongle 40

3.3.1配合Master Control Panel，作为低功耗蓝牙主机使用 41

3.3.2配合nRF Sniffer工具和Wireshark，作为低功耗蓝牙嗅探器使用 42

3.4智能手机端的低功耗蓝牙开发调试工具 49

3.4.1主机控制面板Master Control Pannel 50

3.4.2 nRF Toolbox工具软件 54

3.4.3 LightBlue工具软件 54

3.5 XT-EDU移动互联综合应用开发系统 59

3.5.1移动互联综合应用开发系统资源介绍 59

3.5.2 XT-EDU-AK介绍 59

3.5.3 XT-EDU-HK介绍 60

3.5.4配套传感器模块和OLED屏介绍 61

3.5.5 J-Link开发仿真工具 62

3.5.6 XT-EDU-AK主板系统框图 63

3.6低功耗蓝牙模块 63

3.6.1纽扣电池大小的嵌入式低功耗蓝牙模块PTR5518 63

3.6.2指尖大小的超小型低功耗蓝牙模块PTR5528 65

3.6.3 PTR9018全I/O型低功耗蓝牙模块 66

3.6.4 PTR9018＋外接天线低功耗蓝牙模块 69

第4章 如何创建低功耗蓝牙应用 72

4.1创建nRF51822的低功耗蓝牙应用 72

4.2低功耗蓝牙各层介绍 72

4.2.1 Generic Access Profile通用访问配置文件（GAP） 73

4.2.2 Generic Attribute Profile通用属性配置文件（GATT） 75

4.2.3标准和自定义服务与特性 76

4.2.4 UUID 76

4.2.5空中操作和属性 77

4.3最基本的低功耗蓝牙应用概述 78

4.3.1初始化概述 78

4.3.2 S110协议栈 79

4.3.3连接参数 79

4.3.4服务 80

4.3.5特性 80

4.4 LED按键应用范例 80

4.4.1代码概述 81

4.4.2源代码 83

4.4.3建立 83

4.4.4 Implementing the service实现服务 84

4.4.5应用实现 91

4.5测试应用 97

第5章 Android下的低功耗蓝牙编程开发 102

5.1关于Android 102

5.2 Android的开发环境 103

5.2.1 Java SE development kit安装 103

5.2.2 Eclipse 开发环境 107

5.3 Android下低功耗蓝牙APP的开发 116

5.3.1开始 Android的低功耗蓝牙编程 117

5.3.2扫描外围设备 118

5.3.3与低功耗蓝牙（智能蓝牙）设备进行通信 127

第6章 iOS下的低功耗蓝牙编程开发 151

6.1关于iOS 151

6.2 iOS开发入门 152

6.2.1 iOS开发前主要步骤 152

6.2.2苹果商店APP Store 152

6.2.3创建Apple ID 153

6.2.4关于Xcode 155

6.3 iOS下低功耗蓝牙APP的开发及实验 162

6.3.1创建一个新的Xcode项目 162

6.3.2导入封装包文件 164

6.3.3扫描外设 165

6.4 iOS与低功耗蓝牙设备通信 178

6.4.1连接到设备 178

6.4.2读取RSSI值 192

6.4.3扫描服务 195

6.4.4查询特性 197

6.4.5读写特性 198

6.4.6按键按下时智能蓝牙设备发声 202

6.4.7手机在Link loss链路断开时声音提醒 204

第7章 Windows 8下的低功耗蓝牙开发 207

7.1关于Windows 8 207

7.2 Windows 8与低功耗蓝牙 207

7.3低功耗蓝牙设备的扫描 208

7.3.1创建一个新的Windows Phone工程 208

7.3.2智能手机扫描外设 208

7.3.3智能手机扫描外设 212

7.4与低功耗蓝牙设备通信 212

7.4.1添加页面来控制蓝牙设备 212

7.4.2添加外设控制页Peripheral Control Page 212

第8章 低功耗蓝牙/2.4 GHz无线桌面套装设计 221

8.1无线桌面套装 221

8.2 2.4 GHz/低功耗蓝牙无线桌面套装介绍 222

8.3 nRF6927——2.4 GHz/低功耗蓝牙无线桌面套装之无线键盘 223

8.3.1无线键盘系统框图 223

8.3.2键盘矩阵 223

8.3.3 nRF51822无线模块 225

8.3.4 NFC模块 227

8.4 nRF6927——2.4 GHz/低功耗蓝牙无线桌面套装之无线鼠标 230

8.4.1 2.4 GHz/低功耗蓝牙无线鼠标系统框图 230

8.4.2无线及处理器部分 230

8.4.3 DC/DC转换 231

8.4.4光学传感部分 232

8.4.5按键、滚轮及连接器原理图 233

8.4.6无线鼠标PCB布局图 233

8.5多协议无线桌面套装的软件设计 233

8.5.1软件系统架构 235

8.5.2电源管理 236

8.5.3多协议实现 237

8.5.4无线鼠标软件流程图 237

8.5.5无线键盘软件流程图 238

8.5.6 NFC模块软件流程图 240

8.5.7无线USB适配器软件流程图 244

8.6 nRF6928——2.4 GHz无线USB适配器 253

8.6.1无线USB适配器系统框图 254

8.6.2无线USB原理图 254

第9章 可穿戴技术及智能手环设计 256

9.1关于可穿戴技术 256

9.2关于智能手环 258

9.3智能手环的硬件实现 258

9.3.1低功耗蓝牙射频以及处理器 259

9.3.2加速度传感器 259

9.3.3系统电源管理电路 261

9.3.4振动马达及驱动电路 264

9.3.5智能手环原理图 265

9.4智能手环运动检测的原理 266

9.5计步算法实现的流程图 269

9.6智能手环的计步软件总体流程图 270

第10章 智能家居之智能LED灯设计 272

10.1智能家居概述 272

10.2低功耗蓝牙与智能家居 272

10.3苹果公司的智能家居解决方案 273

10.4谷歌的智能家居解决方案 274

10.5智能LED灯 274

10.5.1智能LED灯的构成框图 276

10.5.2 BLE低功耗蓝牙模块以及软件设计 277

10.5.3 LED驱动模块 278

10.5.4电源模块 281

10.5.5智能LED灯APP软件 283

10.6低功耗蓝牙无线MESH网络 284

10.6.1点到点的连接 284

10.6.2点到多点的连接 284

10.6.3 Mesh Network连接 286

10.6.4低功耗蓝牙无线Mesh网络 286

10.6.5基于Mesh的低功耗智能蓝牙LED灯Mesh网络系统 287

第11章 关于Beacon原理及应用 291

11.1什么是iBeacon 291

11.2 iBeacon的应用场景 293

11.3深入了解iBeacon的工作模式 297

11.4 iBeacon的数据格式 298

11.5一个iBeacon演示系统的实现 302

11.5.1 Beacon硬件 302

11.5.2 iBeacon硬件框图 302

11.5.3 iBeacon硬件设计原理图 302

11.5.4 iOS下的Beacon应用演示软件 303

11.6 iBeacon的最新发展 305

11.7 iBeacon在国内最新应用 306

11.7.1 iBeacon在北京首都机场实现室内导航 306

11.7.2 iBeacon在微信中的应用 306

11.7.3 iBeacon在支付宝中的应用 308

11.7.4各种应用场景的iBeacon 309

11.7.5 iBeacon配置工具 313

11.8 xBeacon开发工具包 317

11.8.1 xBeacon的SDK开发工具包简介 317

11.8.2应用程序初始化 318

11.8.3开始搜索附近蓝牙设备 318

11.8.4停止搜索 319

11.8.5 xBeacon中常用的重要参数列表 323

第12章 关于蓝牙认证及测试 324

12.1关于蓝牙认证与测试 324

12.2低功耗蓝牙测试原理 324

12.3测试流程 324

12.3.1发射机测试流程 326

12.3.2接收机测试流程 327

12.4蓝牙测试命令 327

12.5 nRF51822测试用工程文件及使用方法 329

12.5.1射频测试radio_test_example 329

12.5.2 DTM模式测试采用SDK以及nRF51-DK测试 331

12.5.3采用专用的蓝牙测试仪器测试 332

12.5.4 PTS配置文件调整工具 333

参考文献 334