物联网系统设计及应用PDF电子书下载

第1章 物联网系统概论 1

1.1物联网的定义 1

1.2物联网的体系架构 2

1.2.1物联网的框架结构 2

1.2.2感知层 3

1.2.3网络层 6

1.2.4应用层 8

1.3射频识别（RFID）技术 9

1.3.1 RFID的组成 10

1.3.2 RFID工作原理 11

1.3.3 RFID的技术标准 12

1.4 ZigBee技术 13

1.4.1 ZigBee技术概述 13

1.4.2 ZigBee协议规范 15

1.5无线传感网络技术 16

1.5.1无线传感网络概述 16

1.5.2无线传感网络关键技术 18

1.5.3无线传感网络协议 19

1.6无线传感器网络定位技术 22

1.6.1定位技术综述 22

1.6.2基于距离的定位方法 24

1.6.3基于非测距的定位算法 25

1.7物联网通信技术 27

1.7.1无线接入网技术 27

1.7.2基于光传输的接入网技术 29

1.8物联网系统的应用前景 30

思考题 32

第2章 物联网设计所需基本仪器使用方法 33

2.1示波器 33

2.1.1功能检查 33

2.1.2设置垂直系统 35

2.1.3设置水平系统 36

2.1.4设置触发系统 37

2.2信号发生器 38

2.2.1信号发生器面板介绍 39

2.2.2信号发生器的使用 39

2.3频谱分析仪 40

2.3.1频谱分析仪的技术指标 41

2.3.2频谱分析仪的使用方法 42

2.3.3测试流程 43

思考题 45

第3章 物联网电路设计与仿真 46

3.1物联网电路原理图设计 46

3.1.1项目说明 46

3.1.2电路原理图设计的流程 46

3.1.3原理图设计编辑界面 47

3.1.4原理图菜单栏、工具栏及工作面板 47

3.1.5绘制仪用AD转换电路原理图 50

3.1.6层次化原理图设计 64

3.2物联网电路仿真 72

3.2.1项目说明 72

3.2.2电路仿真的基本概念 72

3.2.3放置电源及仿真激励源 72

3.2.4仿真分析的参数设置 78

3.2.5特殊仿真元器件的参数设置 80

3.2.6电路仿真的基本方法 88

思考题 94

第4章 物联网系统的印制电路板设计 98

4.1 PCB编辑器的功能特点 98

4.2 PCB界面简介 99

4.3电路板物理结构及环境参数设置 101

4.4 PCB的设计流程 103

4.5设置电路板工作层面 104

4.6 “Preferences”的设置 110

4.7在PCB文件中导入原理图网络表信息 110

4.8元件的自动布局 115

4.9元件的手动调整布局 119

4.10电路板的自动布线 123

4.11电路板的手动布线 147

4.12添加安装孔 149

4.13覆铜和补泪滴 150

4.14 3D效果图 154

4.15 网络密度分析 155

思考题 156

第5章 物联网系统软件设计 159

5.1虚拟仪器及LabVIEW概述 159

5.2 LabVIEW软件的安装 160

5.3 LabVIEW的操作环境 161

5.3.1编辑面板 161

5.3.2工具栏 162

5.3.3工具模板（Tools Palette） 162

5.4 LabVIEW基础 163

5.4.1数据运算 163

5.4.2布尔型 164

5.4.3数组 166

5.4.4簇 169

5.4.5字符串 171

5.5程序结构 176

5.5.1 For循环 176

5.5.2条件结构 179

5.5.3事件结构 181

5.5.4定时结构 183

5.6图像显示 186

5.6.1波形图表 186

5.6.2波形图 188

5.6.3 XY图 190

5.6.4强度图 192

5.6.5数字波形图 192

5.7文件系统 195

5.7.1文件I/O 195

5.7.2文本文件 197

5.7.3电子表格文件 198

5.7.4二进制文件 200

5.7.5波形文件 201

5.7.6 TDMS文件 203

5.8数学计算 204

5.8.1分析中的数学计算 204

5.8.2信号分析 219

5.9实例 225

5.9.1 PC与单个单片机串口通信 225

5.9.2短信接收与发送 230

思考题 249

第6章 典型物联网系统设计 251

6.1在线超声波测距仪 251

6.1.1电子模块准备 251

6.1.2设计步骤 254

6.1.3程序分析 261

6.2基于物联网的废气监测仪 262

6.2.1电子模块准备 262

6.2.2设计步骤 263

6.2.3程序分析 268

6.3基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统 268

6.3.1电子模块准备 268

6.3.2设计步骤 270

6.3.3程序分析 276

6.4水质远程智能化监测系统设计 276

6.4.1总体设计 276

6.4.2系统硬件设计 276

6.4.3系统下位机软件设计 290

6.4.4上位机软件设计 302

6.4.5网络通信功能测试 309

6.4.6水质远程智能化监测系统设计总体 312

思考题 313

附录A在线超声波测距仪程序 314

附录B基于物联网的废气监测仪设计程序 320

附录C基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统设计程序 327

参考文献 344