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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：29692503924

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)

：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（内附光盘1张） 一、概述 本书旨在为读者提供一套全面、系统且实用的ZigBee技术学习方案。通过深入浅出的讲解和丰富的实践案例，帮助读者从零开始掌握ZigBee无线通信技术的核心概念、原理、协议栈以及实际应用开发。本书不仅涵盖了ZigBee的基础知识，更侧重于实际操作和项目开发，力求让读者在理论学习的同时，能够快速动手实践，独立完成ZigBee相关的嵌入式开发项目。 二、目标读者 在校学生： 电子工程、计算机科学、通信工程等相关专业的本科生、研究生，希望深入了解和掌握ZigBee技术，为毕业设计、课程设计或未来就业打下坚实基础。 嵌入式开发工程师： 希望将ZigBee技术应用于智能家居、工业自动化、物联网等领域的开发人员，需要快速上手ZigBee协议栈开发、设备接入和网络组建。 物联网爱好者： 对智能设备、无线通信和物联网技术充满热情，希望通过学习ZigBee技术，亲手构建自己的智能家居系统或物联网应用。 技术爱好者和自学者： 希望系统学习ZigBee技术，了解无线传感器网络（WSN）和物联网（IoT）底层通信机制的个人。 三、本书特色 1. 理论与实践深度融合： 本书严格遵循“先理论，后实践”的学习逻辑，在讲解ZigBee核心概念和协议栈的同时，穿插了大量与理论相符的实际操作步骤和项目示例。读者可以通过书中的指导，亲手搭建ZigBee网络，调试通信，实现功能。 2. 丰富的实践案例： 提供了多种典型应用场景的实践案例，如智能灯控、温湿度监测、人体红外感应报警、数据采集与传输等。这些案例贴近实际应用需求，能够帮助读者理解ZigBee在不同场景下的配置和开发方法。 3. 配套光盘资源： 随书附带的光盘包含了所有示例程序的源代码、开发环境搭建指南、ZigBee模块的驱动程序、常用工具软件以及ZigBee协议栈的文档资料。这些资源将极大地降低读者的学习和开发门槛，让实践过程更加顺畅。 4. 深入浅出，循序渐进： 采用清晰易懂的语言，避免过于晦涩的技术术语。从ZigBee的基本概念入手，逐步深入到协议栈的细节、网络拓扑、设备角色、数据帧结构等，最后讲解应用层开发和高级特性。 5. 关注实际开发流程： 不仅讲解技术原理，更注重开发流程的指导，包括开发板的选择、开发环境的搭建、固件的烧录、代码的编写与调试、网络组建与管理等。 6. 覆盖核心技术点： 详细讲解ZigBee的物理层、MAC层、网络层、应用层以及ZCL（ZigBee Cluster Library）的应用，帮助读者建立完整的ZigBee技术知识体系。 四、内容结构（详细章节介绍） 第一部分：ZigBee技术基础 第一章：ZigBee技术概述 1.1 无线通信技术发展趋势与挑战 1.2 ZigBee技术的诞生背景与定位 1.3 ZigBee的特点与优势（低功耗、低成本、低速率、自组织、低复杂度） 1.4 ZigBee与其他无线通信技术（Wi-Fi, Bluetooth, LoRa）的对比分析 1.5 ZigBee的标准组织与演进（IEEE 802.15.4, ZigBee Alliance） 1.6 ZigBee技术应用领域概览（智能家居、工业控制、医疗健康、智能农业等） 第二章：ZigBee协议栈架构与关键技术 2.1 IEEE 802.15.4协议规范解析 2.1.1 物理层（PHY）功能与参数（频率、信道、数据速率、调制方式） 2.1.2 MAC层（Medium Access Control）功能与参数（帧结构、寻址、信道接入、数据确认、电源管理） 2.2 ZigBee协议栈的层次化模型 2.2.1 应用层（Application Layer） 2.2.2 应用支持子层（APS - Application Support Sublayer） 2.2.3 网络层（NWK - Network Layer） 2.2.4 MAC层（Medium Access Control Layer） 2.2.5 物理层（PHY） 2.3 ZigBee设备角色（Coordinator, Router, End Device）的定义与职责 2.4 ZigBee网络拓扑结构（星型、网状、树型） 2.5 ZigBee网络形成与维护机制（发现、加入、路由、拓扑管理） 2.6 ZigBee设备寻址方式（PAN ID, short address, MAC address, group address, broadcast address） 2.7 ZigBee通信模式（单播、广播、组播） 2.8 ZigBee安全机制（加密、认证） 2.9 ZigBee的电源管理模式 第三章：ZigBee开发环境搭建与硬件选型 3.1 ZigBee模块选型指南（CC2530, EFR32, NRF24LE1等主流芯片平台介绍） 3.2 开发板介绍与选择（TI CC2530DK, Silicon Labs EFR32, Nordic nRF52系列等） 3.3 软件开发环境搭建 3.3.1 Keil MDK/IAR Embedded Workbench for ARM安装与配置 3.3.2 配合ZigBee协议栈（如TI Z-Stack, Silicon Labs EmberZNet, Nordic nRF Connect SDK）的IDE配置 3.3.3 串口调试工具（SSCOM, PuTTY等）的安装与使用 3.3.4 烧录工具（Flash Programmer, J-Link等）的使用 3.4 ZigBee网络分析工具介绍（Packet Sniffer, Protocol Analyzer） 3.5 常用ZigBee开发套件示例介绍 第二部分：ZigBee协议栈详解与底层开发 第四章：IEEE 802.15.4 MAC层编程实践 4.1 MAC数据帧结构分析（Beacon Frame, Data Frame, ACK Frame, Command Frame） 4.2 MAC层信道访问机制（CSMA/CA）与冲突避免 4.3 MAC层数据传输接口函数与使用（发送、接收、数据确认） 4.4 MAC层电源管理接口与实现 4.5 示例：基于MAC层的手动数据发送与接收 第五章：ZigBee网络层（NWK）功能实现 5.1 NWK层主要功能（网络发现、设备加入、路由发现与选择、碎片重组） 5.2 NWK层数据传输服务（unicast, broadcast, multicast） 5.3 NWK层网络管理（网络加入、退出、拓扑变化处理） 5.4 ZigBee设备寻址与通信 5.5 示例：组建一个简单的ZigBee网络，实现Coordinator与Router/End Device之间的通信 第六章：ZigBee应用层（APP）与APS层开发 6.1 APS层的功能（数据传输、端点管理、设备绑定、集群管理） 6.2 ZigBee应用层数据模型（Endpoint, Cluster, Attribute, Command） 6.3 ZCL（ZigBee Cluster Library）介绍与应用 6.3.1 ZCL的组织结构（Server, Client） 6.3.2 常用ZCL Cluster解析（Basic, On/Off, Level Control, Temperature Measurement等） 6.3.3 ZCL数据帧格式与命令解析 6.4 ZigBee设备绑定（Binding）机制详解与应用 6.5 示例：使用ZCL实现一个简单的智能开关（On/Off Cluster） 6.6 示例：实现温湿度传感器数据上报（Temperature Measurement Cluster） 第三部分：ZigBee高级应用与实践项目 第七章：ZigBee网络管理与诊断 7.1 网络扫描与节点发现 7.2 路由表管理与优化 7.3 节点状态监控与故障检测 7.4 使用抓包工具进行网络分析与调试 7.5 ZigBee网络性能调优技巧 第八章：ZigBee设备固件更新（OTA）技术 8.1 OTA的原理与流程 8.2 OTA实现的关键技术点 8.3 OTA相关协议与工具介绍 8.4 示例：实现ZigBee设备的OTA升级功能 第九章：ZigBee与其他通信方式的结合 9.1 ZigBee与TCP/IP协议栈（如6LoWPAN）的结合 9.2 ZigBee与Wi-Fi/Ethernet的网关设计 9.3 ZigBee与蓝牙的混合组网 9.4 示例：构建基于ZigBee的智能家居网关 第十章：ZigBee实际应用项目开发 10.1 项目一：智能照明系统 10.1.1 系统需求分析与功能设计 10.1.2 硬件选型与连接 10.1.3 ZigBee网络设计与节点配置 10.1.4 传感器与执行器驱动开发 10.1.5 应用层逻辑实现（调光、开关、分组控制） 10.1.6 手机APP/PC端控制界面设计（可选，介绍接口） 10.2 项目二：环境监测与预警系统 10.2.1 系统需求分析与功能设计 10.2.2 ZigBee节点（传感器）开发 10.2.3 数据采集与传输机制 10.2.4 预警阈值设置与触发机制 10.2.5 数据存储与显示（可选，介绍数据上传接口） 10.3 项目三：智能门锁与安全报警系统 10.3.1 系统需求分析与功能设计 10.3.2 门锁控制模块开发 10.3.3 红外/门磁传感器接入 10.3.4 异常事件报警机制 10.3.5 与手机APP的联动（可选） 10.4 其他典型项目构思与扩展方向 第四部分：附录 附录A：ZigBee常用命令速查表 附录B：ZigBee开发工具使用指南 附录C：ZigBee开发常见问题解答（FAQ） 附录D：ZigBee技术参考文档与资源链接 五、本书的价值与贡献 通过本书的学习，读者将能够： 构建扎实的ZigBee理论基础： 深入理解ZigBee协议栈的各层功能和工作原理。 掌握核心的开发技能： 能够独立进行ZigBee嵌入式设备的开发、调试和部署。 具备解决实际问题的能力： 能够根据具体需求，设计和实现不同场景下的ZigBee应用。 加快项目开发进程： 充分利用光盘提供的丰富资源，高效地完成开发任务。 为物联网时代的到来做好准备： 掌握ZigBee这项关键的物联网通信技术，为未来的发展奠定基础。 本书将陪伴您开启精彩的ZigBee技术探索之旅，让您从技术理论的学习者，蜕变为能够驾驭ZigBee技术的实践者。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上介绍新技术的书籍往往面临一个通病：技术更新速度太快，导致书籍内容很快就显得滞后。我对这本书的担忧也是这一点，毕竟无线通信技术迭代迅速。然而，在阅读过程中，我发现作者在内容的选择上极具前瞻性。虽然是以ZigBee为核心，但它并没有固步自封。书中花了相当大的篇幅去讨论如何将ZigBee与其他主流技术，如Wi-Fi、LoRa等进行桥接和协议转换，这体现了作者对未来异构网络融合趋势的深刻理解。它不仅仅教授如何使用ZigBee，更在教导读者如何将ZigBee技术嵌入到更宏大的物联网架构中去思考问题。例如，书中对“网关”的设计和实现所做的探讨，就非常具有指导意义，详细分析了不同处理器平台在处理数据转发和协议栈兼容性时的权衡。这种将单一技术置于更广阔技术生态中去考察的视角，使得这本书的知识保鲜期更长，也让读者能够构建起一个更具弹性和前瞻性的技术知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我是一名嵌入式系统开发人员，此前对无线通信的了解主要集中在Wi-Fi和蓝牙领域，ZigBee的低功耗和网状网络特性一直让我非常向往，但总觉得缺乏一个好的切入点。这本书的结构设计恰到好处地解决了我的需求。它非常巧妙地将整个ZigBee协议栈的介绍穿插在了实际的开发流程中，而不是孤立地讲解各个模块。一开始，作者并没有直接跳入复杂的MAC层，而是从一个最简单的“点灯”应用入手，逐步揭示背后所需调用的API和底层硬件配置，这种“自底向上，但以应用驱动”的教学法非常适合我这种需要快速上手并看到成果的工程师。此外，书中在网络安全这一章节的处理也体现了作者的用心良厚，详细讲解了数据加密、密钥管理等关键环节，并附带了如何利用内置的安全服务来构建一个相对健壮的私有网络，这对于涉及商业机密传输的应用开发至关重要。读完这部分，我对如何设计一个既稳定又安全的物联网边缘节点有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量达到了专业级的水准，这在很多自称“实践教程”的出版物中往往是缺失的一环。清晰的流程图、精确的时序图，以及高质量的截图，极大地提高了阅读效率。尤其是那些用来解释数据帧结构和帧间间隔（IFS）的插图，绘制得极为细致，几乎不需要额外的文字解释，看图就能理解数据包在竞争信道中是如何优雅地交错和避让的。另外，作者在全书中贯穿始终的“调试技巧”栏目，简直是开发者的福音。这些小贴士常常是在实际项目中摸爬滚打了多年才能积累的经验之谈，比如如何使用特定的逻辑分析仪来捕获无线数据包，如何判断是射频干扰还是软件逻辑错误导致的通信失败，这些“坑点预警”帮我省去了大量的试错时间。我个人认为，光是这些实用的调试心得，就已经值回票价了，它将原本可能需要数月摸索才能掌握的经验，浓缩在了短短几页的文字中，这体现了作者对读者学习成本的深度考量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有活力，色彩搭配让人眼前一亮，尤其是那个抽象的蜂巢图案，立刻抓住了我对无线通信技术的好奇心。初翻开目录时，我感到一股扎实的工程气息扑面而来，从基础的物理层概念到复杂的网络拓扑构建，编排得很有逻辑性。我特别欣赏作者在介绍协议栈时所采用的类比手法，这让那些原本晦涩难懂的技术术语变得生动起来，比如将数据包的传输比作快递员的投递过程，极大地降低了初学者的理解门槛。书中对各种底层操作的阐述极为细致，几乎是手把手地带着读者去理解寄存器级别的操作和中断处理机制，这一点对于那些想深入硬件层面进行二次开发的工程师来说，简直是如获至宝。而且，作者似乎非常注重理论与实践的结合，每介绍完一个核心概念，紧接着就会附带一个小型实验或案例分析，让你能立刻动手验证所学知识，这种即时反馈的学习路径，比单纯的理论堆砌要有效得多。我花了一整个周末的时间，仅仅是跟着前面的几个章节动手搭建了一个简单的节点对节点通信，收获颇丰，对整个ZigBee生态的认识瞬间立体化了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到手的时候，我有点担心这是一本过于学术化、枯燥乏味的教科书，毕竟技术教程要想写得引人入胜总是很困难的。然而，这本书的行文风格却出乎意料地平易近人，仿佛是一位经验丰富的技术前辈在茶余饭后与你分享他的实战心得。它没有使用过多华而不实的辞藻，而是专注于用最简洁、最精准的语言描述复杂的技术细节。更让我感到惊喜的是，书中对实际应用场景的剖析非常到位。它没有停留在标准协议的层面，而是深入探讨了在实际工业控制、智能家居环境中可能遇到的干扰、功耗优化、以及网络自愈等“软问题”。例如，在讨论网络路由选择时，书中对比了AODV和DSDV等几种不同路由协议在特定场景下的性能表现，并给出了作者团队在实际项目中进行优化的具体参数调整建议，这些都是在其他泛泛而谈的资料中很难找到的“干货”。这种直击痛点的叙述方式，让这本书的实用价值瞬间飙升，它不再是一本“你知道ZigBee是什么”的书，而是一本“你知道如何用ZigBee解决实际问题”的指南。