{RT}低速无线个域网实验教程-徐勇军 北京理工大学出版社 9787564014513 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐勇军 著

图书标签:

• 无线网络
• ZigBee
• 低速无线
• 无线个域网
• 实验教程
• 通信技术
• 传感器网络
• 嵌入式系统
• 北京理工大学
• 徐勇军

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564014513

商品编码：29756208487

包装：平装

出版时间：2008-06-01

图书基本信息
图书名称	低速无线个域网实验教程	作者	徐勇军
定价	46.00元	出版社	北京理工大学出版社
ISBN	9787564014513	出版日期	2008-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

本实验教程在大量收集客户需求及意见的基础上，考察目前ZigBee技术及无线个域网的众多应用场景，以宁波中科集成电路设计中心自主开发的基于Jennic51xx的ZigBee解决方案GAINSJ开发套件、后台可视化软件iSnamp-J和ZigBee网络分析软件为背景，深入浅出地介绍了ZigBee技术的实验方案，其主要内容包括如下三个部分。 部分为基础模块实验，包括中断测试实验、定时器实验、串口测试实验、低功耗休眠实验、数／模转换实验、传感数据采集实验，这些基础实验可以较全面地帮助初学者掌握Jennic无线个域网方案的中断函数的调用、定时器及基本外设的使用和传感数据采集等功能，为后面的通信实验进行必要的准备；第二部分为基础通信实验，包括、IEEE 802.15.4协议开发模板实验、Tx Power测试实验、Packet Error Rate测试实验、IEEE 802.15.4无线UART、IEEE 802.15.4无线灯控实验等，这部分实现了ZigBee无线个域网的双向通信功能，并且可以完成简单的组网实验；第三部分为高级应用实验，包括办公室个域网组建、智能灯光控制、环境监测、厂房无线门控制、室内无线定位等实验，这部分选用了典型的应用场景，并结合ZigBee技术特点精心设计而成，可以给更进一步的应用开发者提供直接的参考。本书实验由浅入深、内容详尽、步骤清晰、代码完备，是有志于在Jennic的无线个域网ZigBee技术方案进行学习者的较好入门材料。

作者简介

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目录

章　基础知识介绍 　1.1　无线个域网简介 　1.2　IEEE 802.15.4简介 　1.3　ZigBee规范简介 　1.4　ZigBee WAPN平台 第2章　实验开发平台 2.1　硬件平台介绍 2.2　软件平台介绍 2.3　可视化工具软件 第3章　实验开发环境 3.1　开发工具安装 3.2　集成开发环境 3.3 目标程序下载 第五章　基础模块实验 4.1　Dio中断实验 4.2　Timer实验 4.3　UART实验 4.4　Sleep实验 4.5　ADC实验 4.6　数据采集实验 第5章　基础通信实验 5.1　IEEE802.15.4开发模板实验 5.2　Tx Power实验 5.3　Packet Error Rate实验 5.4　IEEE 802.15.4无线UART实验 5.5　IEEE 802.15.4无线灯控实验 第6章　高级应用实验 　6.1　办公室个域网实验 　6.2　智能灯光控制实验 　6.3　环境监测实验 　6.4　厂房门控制实验 　6.5　室内定位实验

编辑推荐

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文摘

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序言

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【RT】低速无线个域网实验教程-徐勇军 北京理工大学出版社 9787564014513 图书简介 本书是一本面向读者深入理解低速无线个域网（Low-Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs）技术原理、实践应用及实验操作的专业教程。作者徐勇军教授及其团队，依托北京理工大学深厚的学术底蕴和丰富的科研经验，系统地梳理了LR-WPANs技术的发展脉络，深入剖析了其核心技术要点，并提供了一系列结构清晰、内容详实的实验指导，旨在帮助读者从理论到实践，全面掌握这项在物联网、智能家居、工业自动化等领域日益重要的通信技术。 绪论：低速无线个域网的定位与发展 LR-WPANs作为无线通信领域的一个重要分支，其核心在于为短距离、低功耗、低数据速率的应用场景提供高效可靠的无线连接解决方案。与Wi-Fi、蓝牙等广为人知的无线技术相比，LR-WPANs在设计之初就将“低功耗”和“低成本”置于首要地位，这使得它们能够集成到电池供电的传感器节点、嵌入式设备以及对功耗要求极高的各种应用中。 本书开篇便从宏观视角出发，为读者勾勒出LR-WPANs在整个无线通信技术体系中的独特地位。我们将探讨其诞生的背景——随着传感器技术、微处理器技术以及低功耗集成电路技术的飞速发展，涌现出大量需要低速率、低功耗、低成本无线通信的应用需求，传统通信技术无法有效满足。例如，在智能家居领域，需要大量传感器监测环境参数（温度、湿度、光照等），并将数据上传至控制中心，这些传感器往往体积小巧，供电困难，通信速率要求不高，但需要极长的电池寿命。在工业自动化领域，各种监测设备、执行器之间的无线互联，同样对功耗和成本有着严格的要求。 LR-WPANs标准的出现，如IEEE 802.15.4，正是为了填补这一技术空白。该标准定义了物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）的规范，为构建低功耗、低成本的无线传感器网络提供了坚实的基础。本书将详细介绍IEEE 802.15.4标准的关键特性，包括其使用的频段（如2.4 GHz、868 MHz/915 MHz）、调制方式、帧结构、信道接入机制（CSMA/CA）以及低功耗运行模式（如休眠模式、周期性唤醒）。 紧接着，我们将审视LR-WPANs技术的发展历程，从早期概念的提出，到IEEE 802.15.4标准的发布，再到基于该标准发展出的各种网络协议栈（如Zigbee、6LoWPAN、Thread等）的演进。这些网络协议栈在IEEE 802.15.4的基础上，进一步定义了网络层、应用层等功能，极大地丰富了LR-WPANs的应用场景，使其能够构建出覆盖范围更广、功能更强大的无线网络。本书将简要介绍这些主流协议栈的架构和特点，为读者构建更全面的认知框架。 最后，本书还将展望LR-WPANs技术的未来发展趋势。随着物联网的持续深化，对连接设备数量、数据处理能力、安全性以及智能化水平的要求不断提高。我们将探讨LR-WPANs在这些方面的演进方向，例如更高级的节能技术、更高吞吐量的LR-WPANs标准（如IEEE 802.15.4g/e/TSCH），以及与AI、边缘计算等前沿技术的融合。通过对这些前瞻性内容的探讨，读者可以更好地理解LR-WPANs技术在未来通信网络中的重要作用和发展潜力。 第一章：LR-WPANs技术基础与 IEEE 802.15.4 详解 本章将深入剖析LR-WPANs的核心技术基石——IEEE 802.15.4标准。我们将从最底层的物理层（PHY）开始，详细阐述其工作原理。这包括： 物理层 (PHY): 频段与信道: 详细介绍IEEE 802.15.4标准支持的ISM（工业、科学、医疗）频段，例如2.4 GHz全球通用频段，以及在特定区域使用的868 MHz（欧洲）和915 MHz（北美、澳大利亚）频段。深入分析不同频段的特点，如传播特性、干扰情况以及对数据速率的影响。我们会探讨不同信道的划分方式、信道带宽以及载波频率，并分析在实际部署中如何选择合适的信道以避免干扰，提升通信质量。 调制与解调: 详细讲解IEEE 802.15.4标准采用的几种关键调制技术，如在2.4 GHz频段使用的OQPSK（偏移正交相移键控）以及在Sub-GHz频段使用的BPSK（二相移键控）或OQPSK。我们会深入讲解这些调制方式的原理，包括其星座图、相移特性，以及它们如何实现信息的编码与传输。同时，会探讨不同调制方式在功耗、抗干扰能力和数据速率方面的权衡。 数据传输速率: 明确IEEE 802.15.4标准定义的物理层数据传输速率，如在2.4 GHz频段下的250 kbps，以及在Sub-GHz频段下的20 kbps或40 kbps。我们会分析这些速率的实际应用场景，并解释为什么LR-WPANs会选择相对较低的数据速率，以及这种选择如何带来低功耗的优势。 帧结构: 详细解析IEEE 802.15.4物理层帧的组成部分，包括前导码（Preamble）、帧起始定界符（SFD）、物理层头（PHY Header）以及物理层数据（PHY Payload）。我们会分析每个字段的作用，以及它们如何协同工作完成数据的同步、帧的识别和有效载荷的传输。 媒体访问控制层 (MAC): MAC 帧结构: 深入解析MAC层帧的详细结构，包括帧的类型（信标帧、数据帧、确认帧、命令帧等）、帧控制字段（Frame Control Field）的各个比特位及其含义（如PAN ID冲突、地址模式、序列号是否包含等）、序列号（Sequence Number）、目的地址、源地址、以及可选的、可变长度的MAC载荷（MAC Payload）和帧校验序列（FCS）。我们将分析不同帧类型在网络通信中的作用，以及如何通过帧控制字段来灵活配置通信参数。 地址机制: 详细介绍IEEE 802.15.4标准中的地址分配机制。这包括16位短地址（Short Address）和64位扩展地址（Extended Address）。我们将解释PAN ID（Personal Area Network Identifier）的作用，以及如何通过这些地址来唯一标识网络中的设备。我们会探讨在不同网络拓扑下，如何选择使用短地址或扩展地址，以及它们之间的转换关系。 信道接入机制 (CSMA/CA): 这是LR-WPANs实现低功耗和高效率通信的关键机制之一。我们将详细讲解IEEE 802.15.4标准中基于竞争的（CSMA/CA）无确认（Unslotted CSMA/CA）和基于信标的（Beacon-Enabled, Slotted CSMA/CA）两种模式。深入剖析其工作流程，包括退避（Backoff）算法、随机退避窗口的生成、信道空闲检测（CCA - Clear Channel Assessment）等。我们会分析CSMA/CA机制如何通过避免冲突和优化信道利用率来减少能量消耗，并讨论其在不同网络负载下的性能表现。 设备角色: 详细介绍IEEE 802.15.4标准中定义的设备角色：全功能设备（FFD - Fully Function Device）、简化功能设备（RFD - Reduced Function Device）以及协调器（Coordinator）。我们将分析不同设备角色的能力和限制，以及它们在网络拓扑中的作用。例如，协调器负责网络的建立、信标帧的发送和同步；FFD能够处理所有类型的帧，并具备路由能力；RFD则功能有限，主要用于发送传感器数据。 低功耗运行模式: 重点讲解IEEE 802.15.4标准的低功耗设计特性，包括休眠模式（Sleep Mode）和周期性唤醒（Periodic Wakeup）。我们将分析设备如何进入低功耗状态以节省电能，并通过接收协调器发送的信标帧或预设的唤醒周期来保持与网络的同步。这对于电池供电设备至关重要，能够显著延长设备的电池寿命。 通过对IEEE 802.15.4标准的全面解析，读者将能够深刻理解LR-WPANs技术在底层通信机制上的设计哲学和技术优势。 第二章：网络协议栈的构建与演进——Zigbee、6LoWPAN、Thread 剖析 在IEEE 802.15.4物理层和MAC层之上，需要更高级别的协议栈来构建功能齐全的无线网络。本章将聚焦于目前最主流的几种基于IEEE 802.15.4的LR-WPANs协议栈，深入剖析它们的架构、设计理念和核心功能。 Zigbee 协议栈: Zigbee 的起源与定位: 介绍Zigbee联盟的成立背景，以及Zigbee协议栈的设计目标——构建安全、低功耗、低成本的无线网络，以支持广泛的物联网应用，如智能家居、楼宇自动化、工业控制等。 Zigbee 协议栈架构: 详细解析Zigbee协议栈的层次化结构。我们将从下往上，介绍其与IEEE 802.15.4层的关系，以及Zigbee引入的额外层，包括： 网络层 (NWK - Network Layer): 重点讲解Zigbee网络层的功能，包括网络发现、加入、路由（如AODV - Ad hoc On-Demand Distance Vector 路由协议的变种）、设备寻址、网络拓扑管理等。我们将分析Zigbee如何支持星型（Star）、树型（Tree）和网状（Mesh）等多种网络拓扑，并强调其在网状网络中的路由能力。 应用层 (APL - Application Layer): 这是Zigbee协议栈中最具特色和灵活性的部分。我们将介绍Zigbee的应用程序模型，包括设备对象（Device Object - ZDO）、集群（Cluster）和属性（Attribute）的概念。详细阐述Zigbee设备配置文件（Device Profile）和设备类型（如传感器设备、执行器设备、控制器设备），以及标准化的应用程序的接口（API）和消息格式。我们将通过举例说明，如“照明设备”配置文件如何定义一组用于控制灯光的集群，每个集群包含开关、亮度调节等属性。 Zigbee 安全机制: 详细讲解Zigbee的安全特性，包括认证（Authentication）、加密（Encryption）和完整性保护（Integrity Protection）。我们将分析Zigbee使用的AES-128加密算法，以及密钥管理机制，例如网络密钥（Network Key）和链路密钥（Link Key），以确保通信的私密性和安全性。 Zigbee 的主要应用场景: 结合实际案例，列举Zigbee在智能家居（智能照明、安防系统、温控）、工业自动化（设备监测、过程控制）、智能电网等领域的成功应用。 6LoWPAN 协议栈: 6LoWPAN 的必要性与设计初衷: 解释为什么需要6LoWPAN。由于IPv6数据包的头部较大，直接运行在MAC层之上会效率低下。6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）应运而生，其核心目标是将IPv6协议栈适配到低功耗、低带宽的IEEE 802.15.4网络上。 6LoWPAN 的核心技术: IPv6 数据包压缩: 详细讲解6LoWPAN的头部压缩机制。我们将分析IPv6长头部如何被压缩成更小的、适用于IEEE 802.15.4链路的头部，这包括地址压缩、类型识别等。 分片与重组 (Fragmentation and Reassembly): 讲解当IPv6数据包超过IEEE 802.15.4的最大传输单元（MTU）时，6LoWPAN如何将其分割成多个小的数据片段进行传输，并在接收端进行重组。 邻居发现 (Neighbor Discovery) 与地址自动配置 (Autoconfiguration): 介绍6LoWPAN如何利用IPv6的NDP（Neighbor Discovery Protocol）来实现节点间的地址解析、邻居状态维护以及无状态地址自动配置，使得设备能够方便地接入网络。 6LoWPAN 的网络模型: 介绍6LoWPAN如何与IPv6网络融合，实现端到端的IP通信。我们将讨论6LoWPAN支持的拓扑类型，以及其在连接传统IP网络与LR-WPANs设备之间的桥梁作用。 6LoWPAN 的应用价值: 强调6LoWPAN如何为LR-WPANs设备提供标准的IP地址，从而方便地与互联网上的其他设备进行通信，极大地扩展了物联网应用的互联互通能力。 Thread 协议栈: Thread 的发展背景与目标: 介绍Thread Group的成立，以及Thread协议栈作为一种开放、免费、基于IP的低功耗无线网络协议，旨在解决现有物联网协议碎片化的问题，为智能家居等场景提供更稳定、更安全的连接。 Thread 的核心组成与特点: 基于 IP 的通信: 强调Thread协议栈完全基于IPv6，这意味着Thread网络中的所有设备都拥有唯一的IPv6地址，可以实现端到端的IP通信。 自组网能力 (Self-Forming, Self-Healing): 详细介绍Thread的先进自组网能力，包括设备如何自动发现邻居、加入网络，以及网络在节点失效时如何自动重构路由，保持网络的连通性。 安全性的高度重视: 讲解Thread在安全方面的设计，采用AES-128加密，并提供强大的身份验证和访问控制机制，以应对复杂的物联网安全威胁。 路由机制: 介绍Thread使用的路由协议，支持分层的路由结构，以高效管理大量的节点。 设备角色: 介绍Thread网络中的几种主要设备角色，如Leader（网络主节点）、Router（路由器）、End Device（终端设备）和Sleepy End Device（睡眠终端设备），并阐述它们的功能。 Thread 的互联互通: 探讨Thread如何与Wi-Fi、以太网等其他网络进行互联互通，以及Thread Border Router（Thread边界路由器）的关键作用。 Thread 的优势与应用前景: 分析Thread协议栈在稳定性、安全性、互联互通性、标准化等方面的优势，以及其在智能家居、智能建筑等领域的广阔应用前景。 通过对Zigbee、6LoWPAN和Thread协议栈的深入剖析，读者将能理解如何将IEEE 802.15.4这一基础技术转化为实际可用的、功能丰富的无线网络解决方案，并能根据不同的应用需求选择最合适的协议栈。 第三章：LR-WPANs 实验设计与实现 本章是本书的核心实践部分，将指导读者动手实践，从零开始构建和测试LR-WPANs系统。我们将设计一系列由浅入深、循序渐进的实验，帮助读者掌握LR-WPANs的设计、开发、调试和应用。 实验环境的搭建: 硬件平台选择: 推荐并介绍适合LR-WPANs实验的开发板和传感器模块。例如，基于TI CC2530、nRF52840、ESP32-S3（支持802.15.4）等芯片的开发板，以及常见的温湿度传感器、光照传感器、按钮、LED等。强调选择具有良好文档支持和社区活跃度的硬件平台。 软件开发工具: 介绍实验所需的集成开发环境（IDE），如IAR Embedded Workbench、Keil MDK、ESP-IDF（针对ESP32系列）等，以及相关的编译器、调试器和仿真器。 网络协议栈工具: 指导读者如何获取和配置Zigbee、6LoWPAN或Thread的SDK（Software Development Kit），包括软件库、示例代码和配置工具。 数据包抓取与分析工具: 强烈推荐并详细讲解如何使用Wireshark等网络抓包工具，配合专用的802.15.4协议分析仪（如TI Packet Sniffer），来捕获和分析无线通信数据包。这是调试和理解通信过程的关键。 基础实验：IEEE 802.15.4 点对点通信 实验目标: 实现两个设备之间的基础数据传输，例如发送一个简单的“Hello, World!”消息，或者定时发送一个固定值。 实验内容: 设备配置: 配置两个开发板，使其工作在相同的PAN ID下，并设置设备地址（短地址或扩展地址）。 发送端实现: 编写代码，实现使用IEEE 802.15.4 MAC层API发送数据帧的功能。我们将关注如何打包数据、设置目标地址以及调用发送函数。 接收端实现: 编写代码，实现接收数据帧的功能。重点讲解如何处理接收到的数据，并进行简单的解析和显示。 功耗监测: （可选）使用功率分析仪或利用开发板内置的功耗测量功能，监测设备在发送、接收和空闲状态下的功耗，初步了解低功耗特性。 调试与分析: 利用抓包工具捕获发送和接收的数据包，分析MAC帧结构，验证数据是否正确发送和接收。 进阶实验一：Zigbee 网络构建与应用 实验目标: 构建一个简单的Zigbee网络，实现协调器、路由器（可选）和终端设备之间的通信，并实现一个基本的应用场景，如温湿度传感器数据上报。 实验内容: 网络初始化: 配置一个设备作为Zigbee协调器（ZC），负责网络创建和信标帧的发送。配置其他设备作为终端设备（ZED）或路由器（ZR），使其能够加入网络。 设备加入过程: 演示并分析终端设备如何发现网络、请求加入以及成功加入协调器。 数据上报: 编写温湿度传感器设备的代码，使其定时读取传感器数据，并通过Zigbee网络发送给协调器。 协调器处理: 编写协调器代码，接收来自终端设备的数据，并进行显示或存储。 Zigbee 集群应用: （可选）如果使用Zigbee标准的集群，例如“温湿度测量集群”（Temperature and Humidity Measurement Cluster），将演示如何使用标准集群来定义数据格式和通信命令，实现更规范的设备交互。 调试与分析: 使用Zigbee协议分析仪捕获Zigbee数据包，分析网络层和应用层报文，理解网络拓扑和数据流。 进阶实验二：6LoWPAN 网络与 IP 通信 实验目标: 在IEEE 802.15.4网络上实现IP通信，使LR-WPANs设备能够被分配IP地址并与外部IP网络互联。 实验内容: 6LoWPAN 软件栈部署: 在开发板上部署支持6LoWPAN的固件（可能需要特定的SDK）。 IP 地址分配: 配置6LoWPAN网络，使其能够通过路由器（例如，一个运行6LoWPAN路由功能的PC或专用路由器）分配IPv6地址给LR-WPANs设备。 Ping 测试: 使用PC或其他IP设备，尝试Ping 6LoWPAN网络中的设备，验证IP连通性。 简单的 Web 服务器/客户端: （可选）在LR-WPANs设备上实现一个简单的Web服务器，通过IP地址访问该设备，获取传感器数据；或者在PC上实现Web客户端，请求LR-WPANs设备的数据。 调试与分析: 使用Wireshark捕获IP数据包，分析6LoWPAN的头部压缩、分片等特性，以及IPv6报文的传输过程。 进阶实验三：Thread 网络构建与应用 实验目标: 构建一个Thread网络，实现设备之间的IP通信，并理解Thread网络的自组网和自愈合特性。 实验内容: Thread 软件栈配置: 配置开发板，使其支持Thread协议栈。 网络形成与加入: 演示Thread设备的自动发现、Leader选举以及其他设备加入Thread网络的过程。 设备间通信: 实现Thread设备之间的IP通信，例如发送消息给另一个设备。 Thread 边界路由器: （可选）配置一个Thread边界路由器，将Thread网络连接到Wi-Fi或以太网，实现Thread设备与互联网的互联。 网络自愈合测试: 模拟网络中某个节点失效，观察网络如何自动重构路由以保持连通性。 调试与分析: 使用Wireshark捕获Thread网络中的IP数据包，分析Thread协议的报文交换，理解其路由机制和网络管理。 高级实验：功耗优化与性能调优 实验目标: 深入理解LR-WPANs设备的功耗优化策略，并通过实验验证其效果。 实验内容: 休眠模式与唤醒策略: 实验不同的休眠模式（如深度休眠、浅度休眠），以及不同的唤醒策略（如定时唤醒、外部中断唤醒），并测量不同策略下的功耗。 数据传输优化: 实验不同的数据发送频率、数据包大小和MAC确认机制对功耗的影响。 接收窗口管理: 实验如何合理地配置接收窗口，以在保证通信可靠性的前提下，最大限度地降低接收功耗。 性能指标分析: 综合分析在不同配置下，网络的吞吐量、延迟、丢包率以及总功耗等关键性能指标，从而找到最佳的权衡点。 通过完成这些实验，读者将获得宝贵的实践经验，能够独立地设计、开发和部署基于LR-WPANs技术的各类物联网应用。 第四章：LR-WPANs 在典型应用中的实践 本章将超越基础实验，将LR-WPANs技术置于实际应用场景中进行考察。通过分析和设计具体的应用案例，帮助读者理解LR-WPANs技术如何在解决现实世界问题中发挥关键作用。 智能家居系统: 系统架构设计: 讲解一个典型的智能家居系统如何利用LR-WPANs技术实现设备互联。例如，一个以智能网关为中心的星型或网状网络，连接各种传感器（门窗传感器、人体移动传感器、烟雾报警器、温湿度传感器）和执行器（智能灯泡、智能插座、智能门锁）。 通信协议选择: 分析在智能家居场景下，Zigbee、Thread或6LoWPAN各自的优势和适用性。例如，Zigbee因其成熟的应用层标准和广泛的设备支持，在许多智能家居设备中得到应用；Thread则以其IP原生特性和高安全性，在下一代智能家居平台中备受青睐。 场景联动设计: 讲解如何通过网关或应用程序，实现不同设备之间的智能联动。例如，“离家模式”触发所有灯光关闭、门锁上锁；“安防模式”检测到异常移动时，立即发出警报并向用户发送通知。 用户交互设计: 探讨用户如何通过智能手机App、语音助手或物理开关与智能家居设备进行交互。 工业自动化与智能制造: 设备监控与状态反馈: 讲解如何在工业生产线中部署LR-WPANs传感器，实时监测机器的运行状态（温度、振动、电流）、生产进度、环境参数等。 远程控制与执行: 探讨如何利用LR-WPANs实现对执行器（如电机、阀门、执行臂）的远程控制，实现自动化生产流程。 安全与可靠性要求: 分析工业环境对无线通信的特殊要求，如高可靠性、低延迟、抗干扰能力以及安全防护。强调在工业场景下，Zigbee的Mesh网络特性、Thread的IP互联能力以及针对工业应用的定制化协议栈的重要性。 数据采集与分析: 讲解如何将采集到的工业数据上传至云端或本地服务器，进行大数据分析，优化生产效率，预测设备故障。 智慧农业与环境监测: 土壤与气象监测: 介绍如何部署大量的低功耗土壤传感器（湿度、pH值、养分）、气象传感器（温度、湿度、光照、风速）和水质传感器，构建广域的监测网络。 智能灌溉系统: 结合土壤湿度传感器数据，实现根据作物需求自动进行精准灌溉，节约水资源。 环境污染监测: 部署空气质量传感器（CO2、PM2.5、VOCs）、水质传感器等，实时监测环境污染情况，为环保决策提供数据支持。 无线通信挑战与解决方案: 分析智慧农业场景下，无线通信可能面临的挑战，如信号覆盖范围广、设备数量多、功耗要求极高、野外环境复杂等，并探讨如何通过选择合适的LR-WPANs协议栈、优化网络拓扑和部署中继节点来解决这些问题。 仓储物流与资产追踪: 物品识别与位置追踪: 讲解如何为库存商品、运输包裹或重要资产（如叉车、工具）附加LR-WPANs标签，实现对物品的实时位置追踪和库存管理。 环境监测: 在仓库内部署温湿度、光照传感器，监控货物的存储环境，确保产品质量。 自动化入库/出库: 结合RFID技术或通过LR-WPANs标签的自动识别，实现自动化入库和出库流程，提高效率。 低功耗追踪器设计: 探讨如何设计超低功耗的LR-WPANs追踪器，使其能够长时间运行，并定期上报位置信息。 其他新兴应用领域: 智能照明控制: 讲解如何利用LR-WPANs实现对大量灯具的集中控制和管理，实现场景模式、定时开关、亮度调节等功能，并实现节能。 可穿戴设备与健康监测: （谨慎提及，因速率限制）简要说明在某些特定场景下，低功耗、短距离的LR-WPANs也可用于连接某些可穿戴设备，进行基础的生理信号采集（如心率、步数）。 智能电网与能源管理: （简要提及）例如，智能电表与家庭网关之间的通信，或者电网传感器的部署。 通过对这些典型应用场景的深入分析，读者不仅能巩固所学的LR-WPANs技术知识，更能激发创新思维，将所学技术应用于解决实际问题，推动物联网技术的广泛应用。 结论：LR-WPANs 的未来展望 随着物联网技术的不断发展和普及，LR-WPANs作为其底层通信的重要支撑，正展现出更加广阔的应用前景。本书的最后，我们将对LR-WPANs技术的未来发展进行展望，并总结其在推动未来智慧生活和工业变革中的关键作用。 性能的持续提升: 尽管LR-WPANs的核心在于低功耗低速率，但未来的技术发展将继续在保持低功耗优势的前提下，不断提升数据传输速率、网络容量和可靠性。例如，新一代的IEEE 802.15.4g/e/TSCH标准，以及更高效的MAC层协议，将为需要更高吞吐量或更严格时间同步的应用场景提供解决方案。 安全性与隐私保护: 随着连接设备的激增，安全和隐私保护成为物联网发展的重中之重。未来的LR-WPANs技术将更加注重端到端的安全机制，包括更强的加密算法、更完善的身份认证、更灵活的访问控制策略，以及在设备端和云端的安全防护能力的提升。 与新兴技术的融合: LR-WPANs将与人工智能（AI）、边缘计算（Edge Computing）、大数据分析等前沿技术深度融合。例如，通过在靠近数据源的节点上部署边缘计算能力，对传感器数据进行本地预处理和分析，减少对云端的依赖，提高响应速度。AI算法可以用于优化网络性能、预测设备故障、实现更智能化的应用场景。 标准的持续演进与互操作性: 统一和开放的标准是推动技术广泛应用的关键。未来，我们将看到更多基于IEEE 802.15.4的协议栈（如Zigbee, Thread）的协同发展，以及更广泛的互操作性，使得不同厂商、不同协议栈的设备能够更顺畅地进行互联互通。 更广泛的应用领域: LR-WPANs将渗透到更多以前难以触及的领域，如更精细化的环境监测、更智能化的城市管理、更个性化的医疗健康服务、更高效的工业物联网解决方案等。 总而言之，LR-WPANs技术凭借其低功耗、低成本、易部署等核心优势，将继续在物联网的浪潮中扮演不可或缺的角色。本书旨在为读者提供一个坚实的技术基础和实践指导，希望每一位读者都能从中受益，并利用所学知识，共同探索和创造更加智能、高效、美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种独特的“理工科的浪漫”，非常直接，不绕弯子，直击问题的核心。我特别喜欢作者在解释一些历史遗留问题或技术权衡时所流露出的那种严谨的批判性思维。例如，在回顾早期低速无线技术标准制定过程中遇到的妥协与取舍时，作者没有简单地给出一个“最优解”，而是详细分析了当时的技术限制、成本考量以及市场需求是如何共同塑造了最终的标准。这种对技术发展脉络的梳理，帮助读者建立起更宏观的视野，理解技术规范的形成并非一蹴而就，而是复杂因素博弈的结果。这种叙事方式，让枯燥的技术规范读起来充满了故事感，极大地激发了我探索背后的“为什么”的兴趣。这种不满足于表面知识，追求深层原理和历史背景的讲解方式，是很多教科书所缺乏的宝贵特质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量也值得一提，这对于一本需要反复翻阅、甚至在实验台上沾染油污的工具书来说非常重要。纸张的质感很好，即使用铅笔做笔记也不会洇墨，字体排版清晰，图表的线条绘制得非常锐利，即使是放大查看细节，也不会出现模糊不清的情况。对于需要频繁对照参考的读者来说，这种物理上的舒适感是很影响阅读体验的。而且，这本书的索引做得非常到位，我有时候只需要快速查找一个特定的参数定义或公式，通过后面的索引就能迅速定位到相关页码，极大地提高了查找效率。一本好的技术书籍，从内容到形式都应该体现出对读者的尊重，而这本教程在各个方面都体现出了出版社和作者的专业水准，它不仅仅是一本教材，更像是我们工作台面上一个可靠的“工具箱”，随时可以取用，值得反复研读和收藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都超出了我最初的预期，尤其是对于那些希望深入理解底层协议栈的读者来说，简直是一份宝藏。我尤其欣赏作者在阐述复杂算法时所采用的图示和流程图，它们将原本抽象的逻辑过程具象化了，使得理解起来事半功倍。比如在分析功耗管理机制的那一节，作者不仅详细描绘了不同休眠/唤醒周期的能耗曲线，还对比了不同标准的实现差异，这一点在很多同类书籍中是很少见的。我甚至发现书中对某些标准文档中容易产生歧义的地方，都做了非常精炼的解读和澄清，这表明作者在编写过程中是下了大功夫去钻研标准的原文细节的。对于我这种需要进行产品开发和性能优化的工程师来说，这种对细节的把控力至关重要，它直接关系到我们最终产品的实际表现。阅读这本书的过程，就像是有一位经验丰富的老前辈在旁边手把手地指导你攻克技术难关，那种踏实感是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到这本书的时候，对“实验教程”这四个字有些保留，总觉得实验部分的讲解可能会比较简略，很多时候都是“你只需要这样配置即可”的流水账。但这本书彻底颠覆了我的看法。它的实验环节设计得非常严谨，每一步操作都有明确的理论依据支撑，而不是盲目的堆砌代码或配置。我印象最深的是关于干扰抑制的实验设计，作者没有仅仅停留在软件仿真层面，而是引导读者思考如何在实际的射频环境下验证理论模型的有效性，甚至提到了常见测试设备的局限性。这种强调实践与理论相结合的教学方法，非常符合当前工程教育的趋势。此外，书中的代码示例（如果涉及的话）都经过了充分的调试和优化，可以直接用于学习和参考，而不是那种写完就束之高阁的示例代码。这种注重实战效果的编写风格，让这本书的实用价值大大提升了一个档次。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常朴实，那种蓝白相间的配色，让人一看就知道是技术类的专业书籍，没有过多花哨的装饰。我翻开目录的时候，感觉内容排布得很有逻辑性，从基础概念讲起，一步步深入到具体的实验操作和原理分析。比如，一开始对无线信道特性的介绍，作者并没有用那些过于晦涩难懂的数学公式堆砌，而是结合实际的场景来解释，这一点对于初学者来说非常友好。我记得有个章节专门讲了不同调制方式的优缺点对比，讲解得非常透彻，不仅告诉我们“是什么”，更重要的是解释了“为什么是这样”。而且，书中穿插的一些小技巧和注意事项，明显是作者多年教学经验的积累，这些细节真的非常宝贵，能帮我们少走很多弯路。总的来说，这本书的结构感和内容的深度把握得恰到好处，不是那种只能停留在理论表面的教材，而是真正想带你动手实践的指南。我本来对这块领域有些畏难情绪，但读完前几章后，信心一下子就建立起来了。