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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：29692451899

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

售价：39.4元,便宜18.6元,折扣67

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：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

内容提要

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

理论篇
　章 无线传感器网络概述
　　1.1 无线传感器网络的发展历程
　　1.2 无线传感器网络的研究现状和前景
　　　1.2.1 无线传感器网络的研究现状
　　　1.2.2 无线传感器网络的研究前景
　　1.3 无线传感器网络的特点
　　1.4 无线传感器网络体系结构
　　　1.4.1 传感器节点体系结构
　　　1.4.2 无线传感器网络协议
　　　1.4.3 无线传感器网络拓扑结构
　　1.5 无线传感器网络的关键技术
　　1.6 无线传感器网络的应用
　　1.7 典型短距离无线通信网络技术
　　　1.7.1 几种近距离无线通信技术
　　　1.7.2 短距离无线通信协议的比较
　第2章 IEEE 802.15.4/ZigBee无线传感器网络通信标准
　　2.1 IEEE 802.15.4标准
　　　2.1.1 IEEE 802.15.4主要特点
　　　2.1.2 物理层（PHY）规范
　　　2.1.3 媒体介质访问层（MAC）规范
　　　2.1.4 分层协议标准的关键术语介绍
　　2.2 ZigBee技术概述
　　　2.2.1 网络层（NWK）规范
　　　2.2.2 应用层（APL）规范
　　　2.2.3 ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系
　　　2.2.4 ZigBee网络配置
　　　2.2.5 ZigBee协议术语
　　　2.2.6 数据传输机制
准备篇
　第3章 ZigBee开发平台
　　3.1 ZigBee硬件平台介绍
　　　3.1.1 ZigBee无线传感器网络技术开发套件
　　　3.1.2 HFZSmartRF04EB母板
　　　3.1.3 HFZCC2430/31EM模块
　　　3.1.4 HFZSoC_BB（电池板）
　　3.2 ZigBee开发软件介绍
　　　3.2.1 IAR EW8051集成开发环境及其使用说明
　　　3.2.2 ZigBee2006协议栈
　　　3.2.3 SmartRF Flash Programmer软件
　　　3.2.4 ZigBee协议分析仪软件Packet Sniffer
　　　3.2.5 ZigBee无线定位系统图形监视软件
　第4章 CC2430基础实验
　　4.1 CC2430芯片概述
　　　4.1.1 主要特性
　　　4.1.2 CC2430/31芯片引脚的功能
　　　4.1.3 增强型8051内核
　　4.2 通用数字I/O接口
　　　4.2.1 实验目的
　　　4.2.2 实验原理及代码
　　　4.2.3 实验演示
　　4.3 点阵式LCD驱动
　　　4.3.1 实验目的
　　　4.3.2 实验原理及代码
　　　4.3.3 实验演示
　　4.4 时钟模式
　　　4.4.1 实验目的
　　　4.4.2 实验原理及代码
　　4.4.3 实验演示
　　……
入门篇
　第5章 TI ZStack软件架构
　第6章 TI ZStack开发基础
进阶篇
　第7章 ZigBee基础实验（SimpleApp）
　第8章 ZigBee基础实验（HomeAutomation）
提高篇
　第9章 智能家居演示系统
　0章 无线数据透明传输系统
　1章 工业气体检测系统
　2章 ZigBee无线定位系统
附录
　附录A ZigBee协议栈中常用的API
　附录B 网络层信息库属性
　附录C 光盘目录
参考文献
本书编委会

作者介绍

文摘

序言

ZigBee技术实践教程：点亮智能互联世界的关键 在当今数字化浪潮汹涌澎湃的时代，物联网（IoT）已不再是遥不可及的概念，而是深刻改变我们生活、工作和娱乐方式的现实。从智能家居的温馨便捷，到工业自动化的精益高效，再到智慧城市的脉络延伸，万物互联的愿景正以前所未有的速度成为可能。而实现这一宏伟蓝图的背后，离不开各种高效、低功耗、低成本的无线通信技术。ZigBee，作为一种专为低功耗、低数据速率设计的短距离无线网络技术，以其卓越的性能和广泛的应用前景，在物联网领域占据着举足轻重的地位。 《ZigBee技术实践教程》这本书，正是您深入理解和掌握ZigBee技术的理想指南。它不仅仅是一本枯燥的技术手册，更是一套系统性的实战训练营，旨在帮助您从理论到实践，全面解锁ZigBee的奥秘，并将其应用于实际的物联网项目中。本书的编写理念，在于“授人以鱼不如授人以渔”，我们不仅会为您解析ZigBee协议栈的每一个层级，更会引导您一步步搭建、调试和优化实际的ZigBee网络，让您在动手实践中获得最深刻的理解和最宝贵的经验。 内容涵盖：从基础概念到高级应用，一步到位 本书内容结构清晰，逻辑严谨，循序渐进，无论您是初学者还是有一定基础的开发者，都能从中获益匪浅。 第一部分：ZigBee技术概览与基础 ZigBee的诞生与演进： 我们将带您回顾ZigBee技术的起源，了解其诞生的时代背景和解决的核心痛点。深入探讨ZigBee标准的演进历程，包括ZigBee 1.0, 1.1, 2007, 3.0等版本，以及各版本的主要特性和改进，让您对ZigBee的整体发展脉络有一个清晰的认识。 ZigBee协议栈详解： 这是本书的核心内容之一。我们将详细剖析ZigBee协议栈的各个层级，包括物理层（PHY）、MAC层、网络层（NWK）、应用层（APL）等。每个层级的功能、关键参数、报文格式、通信机制都将得到深入的讲解。我们特别关注ZigBee 3.0在协议栈上的优化和整合，例如统一的应用层模型，这对于跨厂商设备的互联互通至关重要。 ZigBee的网络拓扑与节点类型： ZigBee支持多种灵活的网络拓扑，如星型、网状、树型和混合型。本书将详细介绍这些拓扑结构的特点、优势、劣势以及适用场景。同时，我们会深入讲解ZigBee网络中的三种主要节点类型：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device），阐述它们各自的角色、功能和在网络中的作用，并提供实际案例分析。 ZigBee的关键特性解读： 低功耗、低数据速率、高可靠性、自组织能力、易于部署和低成本，这些都是ZigBee的核心竞争力。本书将从技术原理的角度，深入剖析这些特性是如何实现的，例如低功耗模式的功耗管理机制、自组织网络的路由发现和维护算法等，让您知其然，更知其所以然。 第二部分：ZigBee硬件平台与开发环境搭建 主流ZigBee模块与芯片选型： 市面上有多种ZigBee模块和芯片可供选择，如TI的CC2530/CC2652系列、Silicon Labs的EFR32系列、NXP的JN516x系列等。本书将对这些主流平台进行详细的介绍和对比分析，包括它们的硬件特性、开发工具链、社区支持情况、应用领域等，帮助您根据项目需求选择最合适的硬件平台。 开发环境搭建与工具链介绍： 掌握正确的开发环境搭建是成功开发的首要步骤。本书将为您提供详尽的开发环境搭建指南，包括IDE的安装、SDK的配置、编译器和调试器的使用等。我们将重点介绍特定芯片厂商提供的开发工具，如IAR Embedded Workbench, Keil MDK, Code Composer Studio，以及ZigBee协议栈开发工具。 调试与问题排查技巧： 在嵌入式开发过程中，调试是必不可少的环节。本书将分享丰富的调试技巧，包括使用示波器、逻辑分析仪、串口调试助手等硬件工具，以及集成开发环境中的断点调试、变量监视、内存查看等功能。同时，我们将深入讲解ZigBee网络通信中的常见问题，如路由失败、设备掉线、数据乱码等，并提供有效的排查方法和解决方案。 第三部分：ZigBee协议栈核心功能实现 设备加入与网络发现： 学习如何使ZigBee设备加入网络，并实现网络的自动发现。我们将深入讲解设备扫描、信道选择、父设备寻找、设备入网握手等过程，并提供相应的示例代码。 数据传输与通信机制： 掌握ZigBee设备之间的数据传输方法，包括单播、广播、组播等。详细讲解ZigBee数据包的结构、ACK机制、重传机制等，确保数据的可靠传输。 簇（Cluster）与端点（Endpoint）的应用： ZigBee 3.0引入了更加标准化的集群（Cluster）和端点（Endpoint）的概念，这是实现设备互联互通的关键。本书将深入讲解标准定义的各种集群，如基本设备信息集群、通用开关集群、光照集群等，并指导您如何设计和实现自定义集群。 ZigBee的设备描述与服务发现： 了解ZigBee设备如何向网络中的其他设备描述自身的功能，以及如何发现网络中可用的服务。我们将讲解设备描述符（Device Description）、集群列表（Cluster List）、属性（Attribute）等概念。 ZigBee安全机制： 在物联网时代，安全性至关重要。本书将详细介绍ZigBee的安全机制，包括网络密钥、链路密钥、加入控制（Join Control）策略、加密与认证等，指导您如何构建安全的ZigBee网络。 第四部分：ZigBee应用开发实践 智能家居场景应用： 智能照明控制、智能门锁、环境监测、家电控制等是ZigBee在智能家居领域的典型应用。我们将通过详细的项目案例，引导您一步步完成这些应用的开发，例如如何利用ZigBee实现灯光的远程开关、亮度调节，如何构建一个简单的无线门磁报警系统。 工业物联网（IIoT）应用： ZigBee在工业领域同样大有可为，例如无线传感器网络用于设备状态监测、数据采集，无线资产追踪，以及低功耗的无线仪表读数。本书将探讨ZigBee在IIoT中的具体应用，并提供相应的开发思路和实践建议。 低功耗与能效优化： ZigBee的低功耗特性是其核心优势。本书将深入探讨如何通过合理的软件设计和硬件配置，最大程度地优化设备的能耗，延长电池寿命。我们将讲解休眠模式、省电策略、数据发送频率控制等方法。 ZigBee网络与Wi-Fi、蓝牙等技术的协同： 在复杂的物联网系统中，ZigBee常常需要与其他无线技术协同工作。本书将探讨ZigBee与其他主流无线技术（如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等）的融合应用，例如通过网关设备实现ZigBee网络与互联网的连接，以及不同协议之间的互联互通。 ZigBee协议栈的移植与定制： 对于有更高级需求的用户，本书还将简要介绍如何对ZigBee协议栈进行移植和定制，以适应更特殊的硬件平台或应用场景。 第五部分：附录与资源 ZigBee标准文档解读： 提供对ZigBee核心标准文档的解读和索引，方便读者深入查阅。 常用ZigBee开发工具与社区资源： 整理了常用的ZigBee开发工具、参考设计、开源项目和技术社区，为您的持续学习提供支持。 常见问题解答（FAQ）： 收集了ZigBee开发过程中最常见的问题，并提供了详尽的解答。 本书的特色与亮点： 理论与实践深度结合： 我们力求做到理论讲解的透彻性和实践操作的丰富性相平衡。每一个理论概念的提出，都会伴随着具体的代码示例和实践指导。 循序渐进的教学方法： 从最基础的ZigBee概念讲起，逐步深入到复杂的协议细节和应用开发，确保读者能够轻松掌握。 贴近实际项目： 本书的案例选型均来源于实际的物联网应用场景，具有很强的参考价值和实用性。 注重动手能力培养： 大量的实践环节设计，旨在让读者在“做中学”，真正掌握ZigBee技术的应用开发技能。 涵盖ZigBee 3.0新特性： 重点关注ZigBee 3.0带来的标准化、互联互通性提升等重要特性，让您的知识与时俱进。 内置光盘，资源丰富： 随书附赠的光盘中包含了大量的源代码、开发工具、驱动程序、实验例程、芯片数据手册等宝贵资源，为您的学习和开发提供强大的支持。 本书适合读者： 物联网开发者： 渴望掌握一种低功耗、低成本的无线通信技术，用于构建各种物联网解决方案。 嵌入式系统工程师： 希望将ZigBee技术应用于其现有的嵌入式产品设计中。 电子信息工程、计算机科学等相关专业的学生： 学习物联网通信技术，为未来的职业发展奠定基础。 电子爱好者与创客： 对智能硬件和物联网技术充满热情，希望亲手实现各种智能控制项目。 项目管理者与技术决策者： 希望深入了解ZigBee技术，以便在项目选型和技术规划中做出明智的决策。 掌握ZigBee技术，就是掌握了点亮智能互联世界的一把关键钥匙。无论您是为了构建下一代智能家居产品，还是为了优化工业自动化流程，亦或是为了探索智慧城市的无限可能，《ZigBee技术实践教程》都将是您不可或缺的伙伴。现在，让我们一同踏上这段激动人心的ZigBee技术探索之旅，共同塑造一个更加智能、更加便捷的未来！

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的文字风格是那种非常严谨且充满逻辑性的，读起来有一种被引导着深入知识迷宫的感觉。它没有使用太多夸张的形容词来鼓吹技术，而是用严密的逻辑链条和详尽的参数对比来构建知识体系。我个人倾向于这种“冷峻”的叙事风格，因为它更接近于工程规范的要求。书中对数据包结构、帧格式的解析部分，细致到了每一个比特位的含义，配图都是手工绘制的流程图，而不是简单的截图，这体现了编者极高的专业素养和对细节的执着。举个例子，讲解安全机制时，它不仅描述了AES加密的原理，还结合ZigBee的安全密钥管理框架（Trust Center）进行了完整的生命周期分析，这一点在很多同类书籍中常常被一带而过。对于我们这些需要对接不同厂商设备进行系统集成的工程师来说，这种底层协议栈的深入剖析是构建健壮系统的基石。它让我明白，看似简单的“配对”过程背后，其实包含了多少精妙的握手和协商机制。

评分☆☆☆☆☆

从内容的新旧程度来看，这本书的编写显然是站在了行业前沿，它没有过多纠缠于已经被淘汰的过时技术细节，而是将重点放在了目前主流Mesh网络部署和Matter生态兼容性的前瞻性探讨上。特别是关于Thread和ZigBee的互操作性部分，分析得非常透彻，清晰地勾勒出了未来智能家居网络统一的可能路径。此外，书中对OTA（Over-The-Air）固件升级的实现方案进行了详细的对比分析，包括断点续传、版本校验和回滚机制，这对于任何需要长期维护智能硬件产品的公司来说，都是核心竞争力。整体来看，这本书的作者群显然是资深的无线通信和嵌入式系统专家，他们用一种极为负责任的态度，将复杂的工程实践提炼成了清晰易懂的文字和图表。这本书的价值不在于它教你写出第一行代码，而在于它能教会你如何构建一个能经受住时间考验、符合工业标准的稳定可靠的无线网络系统。强烈推荐给所有希望在物联网领域深耕的研发人员。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常吸引人，色彩搭配既专业又不失活力，让人一眼就能感受到内容的技术深度。拿到实体书后，首先映入眼帘的是其装帧质量，纸张厚实，印刷清晰，即便是复杂的电路图和代码示例，也能看得一清二楚，这对需要长时间阅读技术手册的读者来说，简直是福音。我特别欣赏作者在排版上下的功夫，章节之间的过渡自然流畅，大量使用图示和流程图来解释抽象的概念，极大地降低了理解ZigBee底层协议栈的门槛。例如，关于网络拓扑结构和路由选择的章节，作者没有直接堆砌理论，而是用生动形象的场景模拟，让初学者也能迅速抓住核心要点。更值得称道的是，书中对不同标准的兼容性和实际应用场景的探讨非常深入，不仅仅停留在“是什么”的层面，更着重于“怎么做”和“为什么这么做”，这种以实践为导向的叙述方式，完全符合一个工程师对技术书籍的期待。光盘的附带也让人感到物超所值，虽然现在很多资源都可以线上获取，但实体介质的可靠性和即时可用性在某些受限环境下依然至关重要。总的来说，从拿到书的那一刻起，我就确信这是一本可以伴随我从入门到项目落地的实用工具书。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我原本对市面上众多的“实践教程”抱持着一丝怀疑，因为很多书籍的“实践”往往只是简单的例程堆砌，缺乏对实际工程问题的洞察力。然而，这本《Zig Bee技术实践教程》彻底颠覆了我的看法。它的内容组织结构非常巧妙，像是循序渐进的攀登过程，每一步都踩得很实。作者在讲解硬件选型和驱动开发的部分，着重分析了不同芯片厂商（如TI、NXP等）的优劣势和实际开发中的“坑”，这种基于经验的忠告，是任何官方文档都无法提供的宝贵财富。我尤其欣赏其中关于功耗优化和睡眠机制的章节，篇幅虽然不长，但讲解的深度和广度非常到位，涉及到了实时操作系统（RTOS）在低功耗网络节点中的集成策略。这对我目前正在进行的智能家居项目至关重要，以前总是在“能用”和“好用”之间徘徊，这本书为我指明了如何将性能和续航完美结合的方向。如果你期待的只是对协议标准术语的解释，你可能会觉得它略显“啰嗦”，但如果你想解决真实世界中遇到的连接不稳定、数据丢包等棘手问题，这本书的价值便显而易见了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值远超出了一个基础教程的范畴，更像是一本高级的故障排除手册。我曾经在一个项目中遇到了一个棘手的“短距离内信号衰减异常”的问题，尝试了更换天线、调整发射功率等常规手段都无效。在翻阅这本书的“射频干扰与环境适应性测试”一章时，书中提到了一种由于特定负载工作时产生的电磁噪声会耦合到2.4GHz频段的现象，并给出了频谱分析仪的推荐设置和观察指标。照此排查后，果然定位到了干扰源——一个未被充分屏蔽的AC/DC电源模块。这个经验的获取，如果单靠自学或网络搜索，可能需要花费数周时间，而这本书直接给出了解决方案的思路和验证方法。因此，对于那些已经对ZigBee有所了解，但渴望突破性能瓶颈，将原型开发转化为稳定量产产品的技术人员而言，这本书提供的不仅仅是知识，更是解决实际工程难题的“思维框架”和“排雷图”。