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第1章 物联网中无线传感器网络、射频识别、Wi-Fi技术 1

1.1 物联网概述 1

1.1.1 物联网的定义 1

1.1.2 物联网的组成 1

1.1.3 物联网中的四大支撑网络 1

1.2 无线数据传输 2

1.2.1 无线电波和信道 2

1.2.2 短距离无线数据传输的原理 3

1.3 无线传感器网络的结构 6

1.3.1 无线传感器网络节点组成 7

1.3.2 无线传感器网络的特点 7

1.3.3 无线传感器网络的研究热点 8

1.4 无线传感器网络的路由协议 10

1.4.1 平面路由协议 10

1.4.2 分层路由协议 11

1.4.3 平面路由与分层路由的比较 12

1.5 无线传感器网络的能耗问题 13

1.5.1 无线传感器网络低功耗设计的必要性 13

1.5.2 无线传感器网络节点的节能设计策略 13

1.6 射频识别技术 15

1.6.1 射频识别技术简介 15

1.6.2 射频识别系统的分类 15

1.6.3 射频识别系统的组成 16

1.6.4 电子标签的工作原理 18

1.6.5 有源电子标签的工作方式 19

1.7 无线局域网Wi-Fi 19

1.7.1 Wi-Fi技术概述 19

1.7.2 IEEE 802.11无线局域网与其他短距离无线通信标准的比较 20

1.7.3 Wi-Fi网络的系统结构 21

第2章 SeaIOT-I型物联网硬件开发平台 23

2.1 SeaIOT-I型物联网实验柜整体概述 23

2.2 主机系统硬件平台设计 25

2.2.1 人体红外感应模块 26

2.2.2 SPI总线接口 28

2.2.3 I2C总线接口 30

2.2.4 数字音频接口 32

2.2.5 摄像头模块 41

2.2.6 以太网模块 43

2.2.7 SD卡接口 50

2.2.8 手机模块 55

2.2.9 CC1101-433无线数传模块 59

2.2.10 SPI/SDIO接口的Wi-Fi模块 64

2.2.11 USB接口的Wi-Fi模块 68

2.3 传感器节点硬件平台设计 69

2.3.1 MSP430F1232单片机 70

2.3.2 射频模块 73

2.3.3 温度传感器模块 76

2.3.4 湿度传感器模块 80

2.3.5 玻璃破碎探测器 82

2.3.6 前端气体传感器节点 84

2.3.7 烟感探测器模块 87

2.3.8 学习型红外遥控器 88

2.3.9 射频识别RFID模块 91

2.3.10 指纹识别模块 96

2.3.11 ZigBee模块 100

2.3.12 4～20mA变送器 104

2.3.13 基于LPC2210的以太网节点设计 106

第3章 SeaIOT-I型物联网软件开发平台的建立与设置 118

3.1 主机系统中Windows CE 5.0操作系统的建立 118

3.1.1 Windows CE简介 118

3.1.2 建立Windows CE 5.0开发环境 119

3.1.3 编译Windows CE 5.0平台 121

3.1.4 烧写Windows CE 5.0内核 124

3.1.5 在Windows CE和桌面系统之间建立连接 128

3.1.6 应用程序开发平台SDK的建立 130

3.2 主机系统的应用程序开发平台 133

3.2.1 eMbedded Visual C++简介 133

3.2.2 eMbedded Visual C++安装与配置 133

3.2.3 eMbedded Visual C++的应用开发 135

3.3 以MSP430为控制器的前端节点软件设计平台的建立 139

3.3.1 IAR For 430软件的安装 139

3.3.2 IAR软件的设置与调试 142

3.4 以LPC2210为控制器的前端节点软件设计平台的建立 146

3.4.1 ADS1.2集成开发环境的组成 146

3.4.2 调试LPC2210需要准备的工具 147

3.4.3 使用ADS1.2创建和编译工程 147

本章小结 155

第4章 SeaIOT-I型物联网实验柜的软件开发 156

4.1 主机系统软件开发 156

4.1.1 GPIO输出控制蜂鸣器实验 156

4.1.2 人体感应模块实验 168

4.1.3 串口通信实验 173

4.1.4 AD实验 180

4.1.5 PWM实验 185

4.1.6 I2C实验 190

4.1.7 SD卡实验 193

4.1.8 语音留言实验 197

4.1.9 摄像头模块驱动实验 202

4.1.10 TCP/IP客户端实验 208

4.1.11 TCP/IP服务器实验 216

4.1.12 GSM模块实验 220

4.1.13 电子秘书实验 223

4.1.14 家居控制实验 226

4.1.15 VGA显示 230

4.2 前端节点软件开发 233

4.2.1 温度传感器实验 233

4.2.2 湿度传感器实验 239

4.2.3 玻璃破碎探测实验 243

4.2.4 气体传感器实验 248

4.2.5 烟感探测实验 253

4.2.6 红外遥控实验 257

4.2.7 RFID实验 262

4.2.8 ZigBee实验 267

第5章 主机系统中Linux软件开发平台的建立 273

5.1 烧写Linux内核与文件系统 273

5.2 建立Linux开发环境 277

5.2.1 图解安装Fedora 9.0 277

5.2.2 常用设置和服务 288

5.2.3 建立交叉编译环境 292

5.2.4 解压安装源代码 292

5.2.5 解压创建目标文件系统 293

5.2.6 目标文件系统映象制作工具mkyaffs2image 293

5.2.7 配置网络文件系统NFS服务 293

5.3 定制Linux内核及制作文件系统 295

5.3.1 编译内核 295

5.3.2 制作目标板文件系统映像 305

5.4 嵌入式Linux程序开发入门示例 305

5.4.1 网络编程示例——服务器／客户机 305

5.4.2 Linux中的AD转换示例 315

5.5 Linux系统的Qt界面 321

5.5.1 用户界面GUI介绍 321

5.5.2 Qt介绍 322

5.5.3 Qt设计器 323

5.5.4 Qt编程 325

5.5.5 简单的“hello world” 333

第6章 物联网应用项目举例 335

6.1 无线智能家居安防系统 335

6.1.1 无线智能家居安防系统需要实现的功能 335

6.1.2 无线智能家居安防系统的理论基础 337

6.1.3 无线智能家居系统的硬件设计 337

6.1.4 无线智能家居系统的软件设计 339

6.2 基于RFID技术的高速公路不停车收费系统 347

6.2.1 系统组成 348

6.2.2 系统工作流程 348

6.3 短距离无线抄表系统 349

6.3.1 无线抄表系统的组成 349

6.3.2 系统各模块之间的通信设计 350

6.4 其他短距离无线通信的应用 351

6.4.1 PC的无线外设 351

6.4.2 胎压监测系统 351

6.4.3 物流系统 351

本章小结 352

参考文献 353