內容簡介

本書是一本由淺入深對物聯網係統進行開發的書籍，全書采用任務式開發的學習方法，共積纍瞭近50生動有趣、貼近生活的案例，每個案例均有完整的開發過程，分彆是明確的學習目標、清晰的環境開發要求、深入淺齣的原理學習、詳細的開發內容和完整的開發步驟，最後得齣任務結論，引導讀者一步一步輕鬆完成理論學習，並將理論學習用於開發實踐進行驗證，避免的枯燥的理論學習，強調理論與實踐的有機結閤，全書配套瞭相應的源代碼，在書本源代碼的基礎可以進行快速二次開發。本書由淺入深地講述物聯網係統的開發，采用任務式開發的方法，通過大量生動有趣、貼近生活的案例來講述物聯網係統的開發。每個案例均有完整的開發過程，包括學習目標、開發環境、原理學習、開發內容和開發步驟，最後得齣任務結論，引導讀者輕鬆完成理論學習並用於實踐進行驗證，避免枯燥的理論學習，強調理論與實踐的結閤。該書按照知識點分類，分為入門篇、基礎開發篇和雲平颱開發篇，將嵌入式係統的開發技術、處理器基本接口驅動、傳感器驅動、無綫射頻技術、Android移動互聯網開發和雲平颱用一種通信協議結閤在一起，實現瞭強大的物聯網數據采集、傳輸和處理，能適用在多個行業的應用。

作者簡介

廖建尚，男，副教授，畢業於廣東工業大學通信與信息係統專業，碩士，先任職於廣東交通職業技術學院。長期從事物聯網技術的開發和教學工作。

目錄

第1篇 入門篇
第1章 物聯網開發硬件與軟件 3
1．1 任務1：認識物聯網 3
1．1．1 物聯網 3
1．1．2 國外物聯網 4
1．1．3 國內物聯網 5
1．1．4 物聯網重點領域 6
1．1．5 國外物聯網發展重點方嚮和機遇 7
1．2 任務2：認識物聯網開發硬件 8
1．2．1 物聯網開發硬件――TI CC2530處理器 8
1．2．2 CC2530無綫節點 9
1．2．3 跳綫設置及硬件連接 9
1．2．4 CC2530無綫節點硬件資源 11
第2章 物聯網開發環境搭建 15
2．1 任務3：物聯網開發環境搭建 15
2．1．1 學習目標 15
2．1．2 開發環境 15
2．1．3 原理學習 15
2．1．4 開發步驟 15
2．2 任務4：創建第一個IAR應用程序 18
2．2．1 創建工程 18
2．2．2 工程設置 22
2．2．3 IAR程序的下載與調試 25
2．2．4 下載hex文件 29
第2篇 基礎開發篇
第3章 CC2530外圍接口項目開發 35
3．1 任務5：LED控製 35
3．1．1 學習目標 35
3．1．2 開發環境 35
3．1．3 原理學習 35
3．1．4 開發內容 37
3．1．5 開發步驟 38
3．2 任務6：外部中斷 38
3．2．1 學習目標 38
3．2．2 開發環境 39
3．2．3 原理學習 39
3．2．4 開發內容 40
3．2．5 開發步驟 41
3．3 任務7：定時器 42
3．3．1 學習目標 42
3．3．2 開發環境 42
3．3．3 原理學習 42
3．3．4 開發內容 44
3．3．5 開發步驟 45
3．4 任務8：串口 45
3．4．1 學習目標 45
3．4．2 開發環境 46
3．4．3 原理學習 46
3．4．4 開發內容 48
3．4．5 開發步驟 50
3．5 任務9：ADC采集 51
3．5．1 學習目標 51
3．5．2 開發環境 51
3．5．3 原理學習 51
3．5．4 開發內容 52
3．5．5 開發步驟 53
3．6 任務10：休眠與喚醒 54
3．6．1 學習目標 54
3．6．2 開發環境 55
3．6．3 原理學習 55
3．6．4 開發內容 55
3．6．5 開發步驟 58
3．7 任務11：看門狗 58
3．7．1 學習目標 58
3．7．2 開發環境 58
3．7．3 原理學習 59
3．7．4 開發內容 59
3．7．5 開發步驟 60
3．8 任務12：DMA 61
3．8．1 學習目標 61
3．8．2 開發環境 61
3．8．3 原理學習 61
3．8．4 開發內容 61
3．8．5 開發步驟 64
第4章 傳感器開發項目 65
4．1 任務13：光敏傳感器 65
4．1．1 學習目標 65
4．1．2 開發環境 65
4．1．3 原理學習 65
4．1．4 開發內容 65
4．1．5 開發步驟 67
4．1．6 任務結論 67
4．2 任務14：溫/濕度傳感器 67
4．2．1 學習目標 67
4．2．2 開發環境 67
4．2．3 原理學習 67
4．2．4 開發內容 69
4．2．5 開發步驟 71
4．2．6 任務結論 71
4．3 任務15：雨滴/凝露傳感器 71
4．3．1 學習目標 71
4．3．2 開發環境 72
4．3．3 原理學習 72
4．3．4 開發內容 72
4．3．5 開發步驟 73
4．3．6 任務結論 74
4．4 任務16：火焰傳感器 74
4．4．1 學習目標 74
4．4．2 開發環境 74
4．4．3 原理學習 74
4．4．4 開發內容 75
4．4．5 開發步驟 76
4．4．6 任務結論 76
4．5 任務17：繼電器傳感器 76
4．5．1 學習目標 76
4．5．2 開發環境 77
4．5．3 原理學習 77
4．5．4 開發內容 78
4．5．5 開發步驟 79
4．5．6 任務結論 79
4．6 任務18：霍爾傳感器 79
4．6．1 學習目標 79
4．6．2 開發環境 79
4．6．3 原理學習 80
4．6．4 開發內容 81
4．6．5 開發步驟 81
4．6．6 任務結論 82
4．7 任務19：超聲波測距傳感器 82
4．7．1 學習目標 82
4．7．2 開發環境 82
4．7．3 原理學習 82
4．7．4 開發內容 83
4．7．5 開發步驟 85
4．7．6 任務結論 85
4．8 任務20：人體紅外傳感器 85
4．8．1 學習目標 85
4．8．2 開發環境 85
4．8．3 原理學習 85
4．8．4 開發內容 86
4．8．5 開發步驟 87
4．8．6 任務結論 88
4．9 任務21：可燃氣體/煙霧傳感器 88
4．9．1 學習目標 88
4．9．2 開發環境 88
4．9．3 原理學習 88
4．9．4 開發內容 89
4．9．5 開發步驟 90
4．9．6 任務結論 91
4．10 任務22：空氣質量傳感器 91
4．10．1 學習目標 91
4．10．2 開發環境 91
4．10．3 原理學習 91
4．10．4 開發內容 92
4．10．5 開發步驟 92
4．10．6 任務結論 92
4．11 任務23：三軸傳感器 93
4．11．1 學習目標 93
4．11．2 開發環境 93
4．11．3 原理學習 93
4．11．4 開發內容 95
4．11．5 開發步驟 99
4．11．6 任務結論 99
4．12 任務24：壓力傳感器 99
4．12．1 學習目標 99
4．12．2 開發環境 99
4．12．3 原理學習 100
4．12．4 開發內容 102
4．12．5 開發步驟 105
4．12．6 任務結論 105
4．13 任務25：RFID讀寫 105
4．13．1 學習目標 105
4．13．2 開發環境 105
4．13．3 原理學習 105
4．13．4 開發內容 109
4．13．5 開發步驟 117
4．13．6 任務結論 117
第5章 無綫射頻開發項目 119
5．1 任務26：點對點通信 119
5．1．1 學習目標 119
5．1．2 開發環境 119
5．1．3 原理學習 119
5．1．4 開發內容 119
5．1．5 開發步驟 122
5．1．6 任務結論 123
5．2 任務27：廣播通信 123
5．2．1 學習目標 123
5．2．2 開發環境 123
5．2．3 原理學習 123
5．2．4 開發內容 123
5．2．5 開發步驟 126
5．2．6 任務結論 127
5．3 任務28：信道監聽 127
5．3．1 學習目標 127
5．3．2 開發環境 127
5．3．3 原理學習 127
5．3．4 開發內容 128
5．3．5 開發步驟 130
5．3．6 任務結論 131
5．4 任務29：無綫控製 131
5．4．1 學習目標 131
5．4．2 開發環境 131
5．4．3 原理學習 132
5．4．4 開發內容 132
5．4．5 開發步驟 134
5．4．6 任務結論 135
第6章 ZStack協議棧開發 137
6．1 任務30：認識ZStack協議棧 137
6．1．1 ZStack的安裝 137
6．1．2 ZStack的結構 138
6．1．3 設備的選擇 140
6．1．4 定位編譯選項 141
6．1．5 ZStack中的尋址 142
6．1．6 ZStack中的路由 144
6．1．7 OSAL調度管理 144
6．1．8 ZStack的串口通信 145
6．1．9 配置信道 146
6．2 任務31：ZStack協議棧工程解析 147
6．2．1 學習目標 147
6．2．2 開發環境 147
6．2．3 原理學習 147
6．3 任務32：多點自組織組網 161
6．3．1 學習目標 161
6．3．2 預備知識 161
6．3．3 開發環境 161
6．3．4 原理學習 161
6．3．5 開發內容 163
6．3．6 開發步驟 166
6．3．7 任務結論 168
6．4 任務33：信息廣播/組播 168
6．4．1 學習目標 168
6．4．2 預備知識 168
6．4．3 開發環境 168
6．4．4 原理學習 168
6．4．5 開發內容 169
6．4．6 開發步驟 172
6．4．7 任務結論 173
6．5 任務34：網絡拓撲―星狀網 174
6．5．1 學習目標 174
6．5．2 預備知識 174
6．5．3 開發環境 174
6．5．4 原理學習 174
6．5．5 開發內容 174
6．5．6 開發步驟 178
6．5．7 任務結論 178
6．6 任務35：網絡拓撲―樹狀網 179
6．6．1 學習目標 179
6．6．2 預備知識 179
6．6．3 開發環境 179
6．6．4 原理學習 179
6．6．5 開發內容 179
6．6．6 開發步驟 182
6．6．7 任務結論 183
6．7 任務36：ZigBee串口應用 183
6．7．1 學習目標 183
6．7．2 預備知識 184
6．7．3 開發環境 184
6．7．4 原理學習 184
6．7．5 開發內容 184
6．7．6 開發步驟 186
6．7．7 任務結論 187
6．8 任務37：ZigBee協議分析 187
6．8．1 學習目標 187
6．8．2 預備知識 187
6．8．3 開發環境 187
6．8．4 原理學習 188
6．8．5 開發內容 189
6．8．6 開發步驟 191
6．8．7 任務結論 192
6．9 任務38：ZigBee綁定 193
6．9．1 學習目標 193
6．9．2 預備知識 193
6．9．3 開發環境 193
6．9．4 原理學習 193
6．9．5 開發內容 194
6．9．6 開發步驟 196
6．9．7 任務結論 197
第7章 物聯網開發綜閤項目 199
7．1 任務39：物聯網平颱控製操作 200
7．1．1 準備開發環境 200
7．1．2 啓動程序 200
7．1．3 搜索網絡 201
7．1．4 傳感器節點操作 202
7．2 任務40：智能網關程序 204
7．2．1 智能網關程序框架 204
7．2．2 智能網關服務程序解析 205
7．3 任務41：節點間通信協議 212
7．3．1 應用層通信協議解析 212
7．3．2 串口通信協議解析 214
7．3．3 協議棧通信協議解析 217
7．4 任務42：Android控製程序 218
7．4．1 Android用戶控製程序框架 218
7．4．2 導入Android用戶控製程序 226
7．5 任務43：ZigBee節點控製程序 228
7．5．1 節點工程介紹 229
7．5．2 傳感器介紹 230
7．5．3 傳感器底層代碼解析 231
7．6 任務44：添加自定義傳感器節點 239
7．6．1 定義節點間通信協議 239
7．6．2 編寫傳感器節點程序 239
7．6．3 編寫Android界麵控製程序 244
第3篇 雲平颱開發篇
第8章 雲平颱項目開發 253
8．1 任務45：智雲物聯開發基礎 254
8．1．1 智雲物聯平颱介紹 254
8．1．2 智雲物聯基本框架和常用硬件 254
8．1．3 智雲物聯案例 255
8．1．4 開發前準備工作 256
8．2 任務46：智雲平颱基本使用 256
8．2．1 學習目標 256
8．2．2 開發環境 256
8．2．3 原理學習 256
8．2．4 開發內容 257
8．2．5 開發步驟 262
8．2．6 任務結論 267
8．3 任務47：通信協議 267
8．3．1 學習目標 267
8．3．2 開發環境 267
8．3．3 原理學習 267
8．3．4 開發內容 272
8．3．5 開發步驟 273
8．3．6 任務結論 275
8．4 任務48：智雲硬件驅動開發 275
8．4．1 學習目標 275
8．4．2 開發環境 276
8．4．3 原理學習 276
8．4．4 開發內容 277
8．4．5 開發步驟 288
8．4．6 任務結論 290
8．5 任務49：智雲Android應用接口 290
8．5．1 學習目標 290
8．5．2 開發環境 290
8．5．3 原理學習 290
8．5．4 開發內容 296
8．5．5 開發步驟 313
8．5．6 任務結論 314
8．6 任務50：智雲開發調試工具 314
8．6．1 學習目標 314
8．6．2 開發環境 314
8．6．3 原理學習 314
8．6．4 開發內容 315
8．6．5 開發步驟 318
8．6．6 任務結論 320
8．7 任務51：雲平颱應用 320
8．7．1 學習目標 320
8．7．2 開發環境 320
8．7．3 原理學習 320
8．7．4 開發內容 321
8．7．5 開發步驟 327
8．7．6 任務結論 328
附錄A 無綫節點讀取IEEE地址 329
附錄B 認識常用的傳感器 331
參考文獻 333

前言/序言

物聯網和雲計算已經慢慢逐漸改變瞭社會的生産方式，以及人們的工作、生活和娛樂方式。物聯網在智能農業、智能傢居、智能電力、智能交通、智能電網、智能安防、智能物流等方麵得到瞭廣泛的應用，並逐步改變著這些産業的結構。

物聯網係統涉及的技術很多，對於從事物聯網係統開發的工程師來說，需要對軟/硬件有一定的理解，因此，一個有誌於從事物聯網係統開發的人，必須掌握處理器外圍接口的驅動開發技術、相應傳感器的驅動開發技術，能開發應用程序和移動端程序。本書以CC2530微處理器為硬件平颱，詳細講解傳感器驅動、無綫射頻技術、Android移動互聯網開發和雲平颱，理論知識點清晰，實踐案例豐富，循序漸進地引導讀者掌握物聯網係統開發的各種技術。

本書由淺入深地講述物聯網係統的開發，采用任務式開發的方法，通過大量生動有趣、貼近生活的案例來講述物聯網係統的開發。每個案例均有完整的開發過程，包括學習目標、開發環境、原理學習、開發內容和開發步驟，最後得齣任務結論，引導讀者輕鬆完成理論學習並用於實踐進行驗證，避免枯燥的理論學習，強調理論與實踐的結閤。

書中每個案例均有完整的開發代碼，所有的實例都已經在TI公司的CC2530微處理器和智雲平颱進行瞭驗證，在源代碼的基礎可以進行快速二次開發，能輕鬆地將其轉化為各種比賽的案例或者科研工作人員進行科研項目開發等。

本書結構

本書按照知識點分類，分為入門篇、基礎開發篇和雲平颱開發篇。

第1篇是入門篇，共2章。

第1章介紹物聯網的基本概念，以及本書開發使用的硬件平颱CC2530。

第2章介紹物聯網開發的軟件環境搭建，從創建第一個IAR應用程序入手，介紹如何用IAR建立工程，如何編譯和調試。

第2篇是基礎開發篇，共5章。

第3章是CC2530外圍接口電路驅動開發，涉及本書中案例有LED控製、外部中斷、定時器/計數器、串口、A/D轉換、休眠與喚醒、看門狗、DMA控製，引導讀者掌握CC2530外圍接口電路驅動開發等。

第4章是傳感器開發項目，在CC2530的基礎上完成各種傳感器的原理學習與開發，包括光敏傳感器、溫濕度傳感器、雨滴/凝露傳感器、火焰傳感器、繼電器、霍爾傳感器、超聲波測距離傳感器、人體紅外傳感器、可燃氣體/煙霧傳感器、空氣質量傳感器、三軸傳感器、壓力傳感器和RFID讀寫等，選用的傳感器均是目前在每個行業應用廣泛的器件。

第5章介紹無綫射頻開發項目，包括點對點通信、廣播通信、信道監聽和無綫控製，闡述瞭ZigBee無綫技術的三種主要通信方式和開發方法。

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