Zig Bee技术实践教程(内附光盘1张) 9787811245127 北京航空航天大学出 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高守玮，吴灿阳 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787811245127

商品编码：29421289240

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名：Zig Bee技术实践教程(内附光盘1张)

定价：58.00元

作者：高守玮,吴灿阳

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787811245127

字数：622000

页码：430

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以ZigBee无线传感网络技术为主要对象，以基于CC2430/31芯片（TI/Chipcon公司）的HFZCC2430/31ZDK开发套件为硬件平台，深入剖析了TI的ZStack协议栈架构和编程接口，并详细讲述了如何在此基础上开发自己的ZigBee项目。本书分为5个篇章：理论篇、准备篇、入门篇、进阶篇和提高篇。理论篇简要介绍了无线传感器网络和ZigBee协议规范的基础知识，为读者进行ZigBee项目开发提供理论指导，以便开发时参考；准备篇讲述了ZigBee硬件开发平台、软件开发环境的组成和安装，以及通过17个CC2430/31片内外设的操作例程来阐述CC2430/31片上系统的开发和使用；入门篇以一个通俗易懂的例子讲述了轮转查询式操作系统的基本原理，并介绍了这种操作系统在TI ZStack中的应用以及TI ZStack的用户编程接口；进阶篇通过几个例子演示如何建立简单的ZigBee无线传感网络系统，并详细阐述了ZigBee协议规范的几个重要概念在TI ZStack的代码实现；提高篇通过智能家居系统、无线数据透明传输系统、工业无线传感网络系统、无线定位系统等典型的ZigBee技术解决方案，详细介绍了如何开发实际的ZigBee项目。
本书可作为工程技术人员进行单片机、无线传感器网络应用、ZigBee技术等项目开发的学习、参考用书，也可作为高等院校高年级本科生或研究生计算机、电子、自动化、无线通信等课程的教材。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《无线传感器网络应用开发指南》 概述 《无线传感器网络应用开发指南》是一本深入探讨无线传感器网络（WSN）技术及其在实际应用中开发的全方位教程。本书旨在为读者提供构建、部署和管理高效、可靠的无线传感器网络所需的理论知识和实践技能。本书内容聚焦于WSN的整体架构、关键技术、开发流程以及典型的应用场景，强调理论与实践的紧密结合，帮助读者从零开始掌握WSN的开发精髓。 目标读者 本书面向广泛的读者群体，包括但不限于： 计算机科学与技术、电子工程、自动化等相关专业的本科生和研究生： 为其提供系统性的WSN理论基础和实践指导，助力其课程学习和毕业设计。 嵌入式系统开发工程师： 帮助他们理解和掌握WSN技术，将其应用于智能家居、工业自动化、环境监测等领域。 物联网（IoT）开发者： 为构建更加智能化、互联化的物联网解决方案提供关键技术支持。 对新兴技术感兴趣的业余爱好者： 引导他们探索WSN的魅力，亲手搭建和体验创新的应用。 项目管理者和技术决策者： 帮助他们了解WSN技术的优势和局限性，为项目规划和技术选型提供参考。 内容详述 本书共分为十二章，层层递进，系统性地讲解了无线传感器网络的应用开发。 第一部分：无线传感器网络基础 第一章：无线传感器网络概述 1.1 什么是无线传感器网络？ 本章将从概念入手，清晰定义无线传感器网络（WSN），阐述其核心组成部分（传感器节点、汇聚节点、基站/网关）以及其工作原理。我们将探讨WSN的独特性，如低功耗、自组织、多跳通信等特性，并将其与传统的无线通信网络进行对比，突出其在特定场景下的优势。 1.2 WSN的组成与结构： 深入剖析WSN的典型网络拓扑结构，如星型、总线型、网状型等，并分析各种拓扑结构的优缺点。我们将详细介绍传感器节点（包括感知层、处理层、通信层）、汇聚节点（Sink Node）以及与之相连的外部网络（如互联网、局域网）之间的关系和数据流向。 1.3 WSN的应用领域： 本章将广泛介绍WSN在各个领域的典型应用，包括但不限于： 环境监测： 森林火灾预警、空气质量监测、水体污染监测、土壤墒情监测等。 智能家居： 温度、湿度、光照、安防等传感器节点组网，实现自动化控制和远程监控。 工业自动化： 设备状态监测、生产过程控制、安全生产管理等。 医疗健康： 远程患者监护、生理参数监测、智能养老等。 农业应用： 精准灌溉、病虫害监测、农产品质量追溯等。 军事与安全： 边境巡逻、目标跟踪、战场态势感知等。 1.4 WSN发展趋势与挑战： 展望WSN技术的未来发展方向，如低功耗广域网（LPWAN）、边缘计算与WSN的融合、大数据分析在WSN中的应用等。同时，也将探讨WSN在部署、功耗管理、安全可靠性、数据处理等方面的现有挑战。 第二章：WSN关键技术详解 2.1 传感器节点设计： 详细介绍传感器节点的核心组成，包括微控制器（MCU）、传感器件、通信模块、电源管理单元等。我们将讨论不同类型传感器的选型原则、嵌入式软件的开发要点以及低功耗设计策略。 2.2 无线通信协议： 本章重点解析WSN常用的无线通信协议，如IEEE 802.15.4（Zigbee、6LoWPAN的基础）、LoRa、NB-IoT等。我们将深入分析这些协议的物理层和MAC层的特性，以及它们在功耗、传输距离、数据速率等方面的权衡。 2.3 网络层与路由选择： 探讨WSN网络层的关键技术，包括节点发现、路由建立、路由维护等。我们将介绍经典的WSN路由协议，如LEACH（分簇路由）、AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）、DSR（Dynamic Source Routing）等，并分析其在能耗、网络寿命、数据传输可靠性等方面的表现。 2.4 传输层与可靠性保障： 讲解WSN中传输层的设计考量，如何保证数据在不可靠的无线链路上的可靠传输。我们将介绍TCP/IP协议族在WSN中的应用（如6LoWPAN），以及针对WSN特性设计的轻量级传输协议。 2.5 安全性技术： WSN的安全是关键问题。本章将深入探讨WSN面临的安全威胁，如窃听、注入攻击、拒绝服务攻击等。我们将介绍WSN的安全机制，包括数据加密（如AES）、身份认证、密钥管理以及访问控制等。 第二部分：WSN应用开发实践 第三章：开发环境搭建与准备 3.1 硬件选型与平台介绍： 推荐几款主流的WSN开发平台和传感器节点硬件，如Arduino、Raspberry Pi、ESP32等，以及基于这些平台的传感器模块。我们将介绍开发板的选购要点、接口调试以及基本功能验证。 3.2 软件开发工具链： 详细介绍WSN应用开发所需的集成开发环境（IDE）、编译器、调试器等工具。我们将重点介绍针对嵌入式系统常用的开发工具，以及如何在这些环境中进行代码编写、编译、下载和调试。 3.3 操作系统与中间件（可选）： 对于更复杂的WSN应用，可能会涉及到嵌入式操作系统（RTOS）的应用。本章将简要介绍RTOS的基本概念，以及在WSN开发中的作用。同时，也会提及一些WSN中间件，它们可以简化应用的开发和部署。 第四章：基于特定协议栈的开发实践 4.1 Zigbee协议栈深度解析与应用开发： 本章将以Zigbee协议栈为例，进行详细的开发实践。我们将解析Zigbee的设备角色（协调器、路由器、终端设备）、网络拓扑、数据包结构、簇（Cluster）和属性（Attribute）等核心概念。 4.1.1 Zigbee设备端开发： 演示如何开发Zigbee终端设备，实现传感器数据的采集和发送。包括设备初始化、加入网络、发送消息、接收消息等关键步骤。 4.1.2 Zigbee协调器/路由器开发： 演示如何开发Zigbee协调器，负责网络的启动和管理；以及路由器，负责网络的扩展和路由。 4.1.3 Zigbee通信实例： 提供具体的实例，例如一个简单的温湿度传感器数据上报到协调器的通信流程。 4.2 6LoWPAN与IPv6在WSN中的应用： 介绍6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）技术，它使得低功耗无线设备能够接入IPv6网络。我们将讲解6LoWPAN的报头压缩、分段与重组等机制，以及如何利用IPv6协议栈进行WSN的开发。 4.2.1 6LoWPAN网络配置： 演示如何配置6LoWPAN网络，包括IP地址分配、路由建立等。 4.2.2 基于CoAP/MQTT的WSN应用： 介绍CoAP（Constrained Application Protocol）和MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）等轻量级应用层协议，并演示如何基于这些协议开发WSN应用，实现与云平台的通信。 第五章：传感器数据采集与处理 5.1 传感器接口与数据读取： 详细介绍传感器与微控制器之间的常用接口，如I2C、SPI、UART、ADC等，以及如何编写驱动程序读取传感器原始数据。 5.2 数据预处理与滤波： 探讨传感器数据在传输前的预处理技术，如量化、标定、单位转换等。介绍常用的数据滤波算法，如移动平均滤波、中值滤波、卡尔曼滤波等，以提高数据质量和鲁棒性。 5.3 数据压缩与编码： 讲解在低带宽、低功耗的WSN环境中，如何对传感器数据进行有效压缩和编码，以减少传输量和功耗。 第六章：WSN节点功耗管理技术 6.1 功耗分析与优化： 深入分析传感器节点的各项功耗来源，如CPU运行、通信、传感器工作等。提出系统的功耗优化策略，包括选择低功耗硬件、优化软件算法、采用合理的休眠策略等。 6.2 低功耗模式与休眠机制： 详细介绍微控制器提供的各种低功耗模式，如深度睡眠、浅度睡眠等，以及如何根据应用需求设计合理的节点休眠和唤醒机制。 6.3 能量收集技术（可选）： 简要介绍能量收集技术，如太阳能、振动能等，以及如何将其应用于WSN节点，延长其工作寿命，甚至实现自给自足。 第三部分：WSN应用实例与进阶 第七章：智能家居应用开发实例 7.1 智能照明系统： 设计并实现一个基于WSN的智能照明系统，包括光照传感器、人体感应传感器，能够根据环境光照和人员活动自动调节灯光亮度和开关。 7.2 环境监测与告警系统： 开发一个集成了温度、湿度、CO2传感器，能够实时监测室内环境，并在异常时发出告警的系统。 7.3 智能门锁与安防系统： 演示如何利用WSN技术构建一个简单的智能门锁控制和安防监控系统。 第八章：工业物联网（IIoT）应用开发实例 8.1 设备状态监测： 开发一个监测工业设备运行状态（如温度、振动、电流）的WSN应用，并实现数据的远程采集和分析。 8.2 生产过程参数采集： 演示如何采集生产过程中的关键参数，为生产优化和质量控制提供数据支持。 第九章：WSN与大数据及云计算 9.1 数据传输与存储： 讲解如何将WSN采集的数据有效地传输到云平台，并介绍常用的数据存储方案，如时序数据库、关系型数据库等。 9.2 数据分析与可视化： 介绍利用大数据技术对WSN数据进行分析，发现规律、预测趋势。演示如何利用可视化工具（如Grafana、Tableau）将数据直观地呈现。 9.3 云平台集成： 介绍如何将WSN系统与主流的云平台（如AWS IoT, Azure IoT Hub, Google Cloud IoT）进行集成，实现更强大的数据处理和应用扩展能力。 第十章：WSN网络管理与维护 10.1 节点管理与部署： 探讨WSN节点的批量部署、配置管理、固件更新等问题。 10.2 网络性能监控： 介绍如何监控WSN网络的运行状态，如节点连通性、数据包丢失率、节点能耗等，并进行故障诊断。 10.3 系统升级与维护： 讨论WSN系统的长期维护策略，包括软件升级、硬件更换、网络优化等。 第十一章：WSN安全进阶 11.1 高级安全防护： 深入探讨针对WSN的更高级安全威胁和防御技术，如入侵检测、分布式拒绝服务攻击（DDoS）防护等。 11.2 端到端安全： 重点讲解如何实现从传感器节点到应用服务器的端到端安全，包括数据加密、身份验证、访问控制等。 第十二章：未来展望与总结 12.1 WSN与其他技术的融合： 探讨WSN与人工智能（AI）、边缘计算、5G通信等前沿技术的融合趋势，以及由此带来的新的应用机遇。 12.2 行业标准与发展方向： 总结WSN领域的最新行业标准和未来发展方向。 12.3 实践总结与建议： 回顾本书内容，为读者在实际WSN项目开发中提供宝贵的实践建议和经验分享。 本书特色 理论与实践并重： 既有深入的理论讲解，又有丰富的实践案例，帮助读者融会贯通。 循序渐进，易于理解： 从基础概念到高级应用，层层递进，适合不同层次的读者。 贴近实际开发： 聚焦于解决实际的开发问题，提供可操作的解决方案。 技术前沿： 涵盖了WSN领域的最新技术和发展趋势。 综合性强： 涵盖了WSN的从硬件选型、软件开发、网络通信到应用部署的全过程。 《无线传感器网络应用开发指南》将是您开启WSN开发之旅的理想伙伴，助您掌握这项革命性技术，并将其应用于创造更智能、更便捷的未来。

评分☆☆☆☆☆

深入理解ZigBee协议栈的强大之处 《ZigBee技术实践教程（内附光盘1张）》在深入剖析ZigBee协议栈方面做得非常出色，这让我对这个无线通信标准有了更深刻的认识。书中对IEEE 802.15.4标准与ZigBee协议栈的层级关系进行了清晰的界定，详细阐述了物理层、MAC层、网络层、应用层以及安全服务等各个层的功能和作用。尤其让我印象深刻的是，作者并没有停留在理论的讲解，而是通过大量的图示和对比，将抽象的概念具象化。例如，在讲解MAC层时，书中对CSMA/CA机制的详细说明，以及对信道接入和数据帧格式的深入分析，让我理解了ZigBee是如何在复杂的无线环境中保证通信的可靠性和效率的。我特别欣赏书中关于网络层路由算法的讲解，比如AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）路由协议的应用，这让我明白ZigBee网络是如何动态地发现和维护路由，从而实现节点间的稳定通信。光盘中的仿真软件也为验证这些协议的有效性提供了极好的平台。通过这本书，我不仅仅是学会了如何使用ZigBee，更是真正理解了其底层原理，这对于我后续进行更高级的二次开发或者性能优化至关重要。

评分☆☆☆☆☆

对智能家居应用的初步探索和思考 自从接触了《ZigBee技术实践教程（内附光盘1张）》后，我开始对利用ZigBee技术构建智能家居系统产生了浓厚的兴趣。书中关于ZigBee在物联网领域的应用案例分析，尤其是我对其中关于智能照明、环境监测以及安防报警系统的介绍印象深刻。我设想，如果我能掌握书中的内容，就能亲手搭建一个简单的智能照明系统，通过手机APP控制灯光的开关和亮度，甚至可以根据环境光线的变化自动调节。我还想尝试制作一个温湿度传感器节点，将采集到的数据通过ZigBee网络传输到中央控制器，并实时显示在我的电脑上。书中的光盘内容，特别是那些硬件平台的示例代码，为我的这些想法提供了坚实的实现基础。我非常期待能够利用书中提供的知识，去解决一些实际生活中的痛点，比如如何让家里的电器更智能，如何更有效地监测家庭环境的安全。虽然我还没有完全掌握书中的所有技术细节，但这本书已经为我打开了一扇通往更智能生活的大门，让我看到了技术改变生活的无限可能。我甚至在思考，是否可以通过书中的指导，将现有的传统家电进行一定程度的智能化改造。

评分☆☆☆☆☆

一次充满挑战但收获颇丰的学习体验 对于《ZigBee技术实践教程（内附光盘1张）》，我的学习过程可谓是一波三折，但最终的收获是巨大的。一开始，我尝试按照书中的章节顺序，从基础概念开始学习。ZigBee协议的复杂性确实给了我不少挑战，尤其是那些关于MAC层和网络层的细节，常常让我需要反复阅读，并结合光盘中的仿真工具来加深理解。我记得有一次，我尝试在一个仿真环境中搭建一个简单的星型网络，但由于对地址分配和路由表的理解不够透彻，网络一直无法正常建立。那段时间，我几乎把书翻烂了，也看了不少相关的英文资料。但当我最终通过书中的指导，成功地让各个节点进行通信时，那种成就感是难以言喻的。书中提供的调试技巧和故障排除方法也十分实用，它们帮助我避免了不少弯路。特别是关于如何优化ZigBee网络的功耗，书中的一些讲解让我茅塞顿开，这些都是我在其他地方难以找到的宝贵经验。光盘中的例程代码也给了我很大的启发，我从中学会了如何编写自己的应用层协议，如何处理设备入网和退网的流程。总的来说，这本书是一本非常适合有一定编程基础，并且愿意投入时间和精力去深入研究ZigBee技术的读者的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

从零开始构建ZigBee网络的全景式指南 对于初学者而言，《ZigBee技术实践教程（内附光盘1张）》无疑是一本非常友好的入门指南。它没有将读者直接丢入复杂的代码世界，而是从最基础的ZigBee概念入手，循序渐进地引导读者了解其工作原理。书中对ZigBee的定义、优势以及应用场景的介绍，让我对这个技术有了宏观的认识。随后，作者详细介绍了ZigBee网络的构建步骤，包括如何选择合适的硬件开发板，如何配置开发环境，以及如何编写最简单的“Hello World”级别的通信程序。光盘中的驱动程序和开发工具的安装指南非常详细，即使是没有太多硬件开发经验的读者，也能按照步骤成功搭建起自己的开发环境。我尤其喜欢书中针对不同节点角色（协调器、路由器、终端设备）的详细讲解和示例代码，这让我能够清晰地理解它们在网络中的作用以及如何进行交互。通过书中的指导，我成功地在自己的电脑上搭建了一个小型ZigBee测试网络，并实现了简单的数据收发，这让我对ZigBee技术的实际应用充满了信心。这本书就像一个全景式的指南，为我打开了ZigBee技术的大门，让我看到了无限的探索可能。

评分☆☆☆☆☆

我对《ZigBee技术实践教程（内附光盘1张）》的初步印象和技术初探 拿到这本书，我首先被它的书名所吸引——“ZigBee技术实践教程”，这直接点明了本书的实用性和操作性。作为一个对物联网技术充满好奇，尤其对低功耗无线通信技术颇感兴趣的读者，ZigBee自然是我的首选研究对象之一。翻开书页，精美的排版和清晰的目录结构让我对即将展开的学习之旅充满了期待。我尤其关注书中关于ZigBee协议栈的介绍，希望能够深入理解其核心概念，比如网络拓扑、节点角色（协调器、路由器、终端设备）的划分以及数据传输的流程。书中提到“实践教程”，这让我非常看重光盘内容的价值，期待它能提供丰富的例程代码、开发板的驱动程序以及仿真工具，能够让我亲手搭建ZigBee网络，感受其低功耗、低成本、高可靠性的特性。我希望通过学习，不仅能掌握ZigBee的基本原理，更能学会如何将其应用于实际项目中，例如智能家居的传感器网络、工业自动化设备的无线连接等等。这本书的出版方是北京航空航天大学，这给了我极大的信心，毕竟名校的出品往往代表着较高的学术水准和严谨的教学态度。我非常期待通过这本书，能够将理论知识与实践操作紧密结合，真正掌握ZigBee技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。