作者立足無線傳感器網絡的應用與實踐,本著深入淺出、通俗易懂、承上啟下、操作性強等編寫原則,突出具體的應用設計,力求使本書成為講授方法、指導實踐性質的教材。本書既符合本科院校的系統化教學需要,又適用于高職高專類院校的實作性要求,也可用于企業技術培訓。
本書結合無線傳感器網絡操作系統TinyOS與ZigBee PRO協議,分兩部分介紹無線傳感器網絡的應用開發技術。第一部分是TinyOS 2.x應用部分,依次按NesC語言編程、GPIO控制、串口通信、定時器、傳感器測量、射頻數據收發、低功耗控制、節點RSSI測量、路由協議介紹。第二部分是ZigBee PRO協議部分,與TinyOS部分相呼應,從ZigBee協議特點、簡單模塊控制到無線組網等技術依次展開,逐步掌握ZigBee開發無線傳感器應用工程的方法。TinyOS與ZigBee相得益彰,一個采用開源操作系統、編程簡單,適用于應用與算法分析,另一個架構完備,設計工作量小,兩者都是當前主要的無線傳感器網絡開發方式。
全書內容豐富、文字簡練、圖文并茂、結合實際,較為詳盡地闡述了當前無線傳感器網絡的主流應用技術。本書可作為物聯網工程、傳感器網絡、通信工程等專業高年級本科生及研究生的教材,也可供從事無線傳感器網絡系統開發的工程技術人員、科研人員閱讀參考。
本書立足無線傳感器網絡操作系統TinyOS與設備開發常用的ZigBee PRO協議,分兩篇介紹無線傳感器網絡的應用開發技術,期許初學者能通過簡易的TinyOS盡快理解無線傳感器網絡的理論及應用設計,另一方面能初步掌握商業級的無線傳感器網絡設備的設計與開發方法。
TinyOS與ZigBee相得益彰,一個采用開源操作系統、編程簡單,適于應用與算法分析,另一個架構完備,設計工作量小,兩者都是當前主要的無線傳感器網絡開發方式。選材豐富、文字簡練、圖文并茂、結合實際,獨特而詳盡地闡述了當前無線傳感器網絡的主流應用技術。
基于教學與研發團隊多年來的積累,本書提供眾多的配套資料,包括PPT課件、實驗指導書、程序源代碼、應用軟件、實驗設備及模塊等,可以通過自建網站、FTP服務器、云存儲等途徑獲取配套資料。并且,定期通過QQ群及微信平臺發布與更新原創的應用方案及開源資料。
隨書PPT課件(1份),方便教師或培訓講師進行課程講授;
書中涉及的程序代碼及相關的應用軟件(持續更新),方便開展實驗或實訓操作;
額外提供電子版的實驗指導書(多份),方便自學或指導實驗(實訓)操作;
配套的實驗設備及模塊,依照口袋實驗室的理念設計,方便自己動手DIY實例項目。
上篇基于TinyOS 2.x操作系統的應用設計
第1章TinyOS程序設計原理
1.1TinyOS操作系統
1.1.1TinyOS簡介
1.1.2TinyOS的特點
1.1.3TinyOS調度機制
1.1.4TinyOS通信模型
1.1.5TinyOS能源效率
1.2NesC簡單程序示例
1.2.1NesC語言簡介
1.2.2NesC語言的特點
1.2.3NesC簡單程序示例
1.2.4NesC編程結構
1.3NesC編程語法
1.3.1代碼頁格式
1.3.2NesC編程語法
本章小結
習題
第2章TinyOS LED控制
2.1LED控制任務描述
2.1.1任務描述
2.1.2LED控制項目結構
2.1.3應用基礎
2.2程序的結構與模型
2.2.1程序結構
2.2.2程序模型
2.3應用Task控制LED
2.3.1LED控制程序源碼
2.3.2LED控制原理
2.3.3擴展分析
2.4應用Event控制LED
2.4.1LED控制程序源碼
2.4.2LED控制原理
2.4.3擴展分析
本章小結
習題
無線傳感器網絡應用技術——基于TinyOS及ZigBee PRO的實例設計
第3章串口通信
3.1串口通信任務描述
3.1.1任務描述
3.1.2串口通信項目結構
3.1.3應用基礎
3.2程序的結構與模型
3.2.1程序結構
3.2.2程序模型
3.3串口通信程序設計
3.3.1串口通信程序源碼
3.3.2串口通信原理
3.3.3擴展分析
本章小結
習題
第4章定時器
4.1定時器控制任務描述
4.1.1任務描述
4.1.2定時器控制項目結構
4.1.3應用基礎
4.2程序的結構與模型
4.2.1程序結構
4.2.2程序模型
4.3定時器控制
4.3.1定時器應用程序源碼
4.3.2定時器控制原理
4.3.3擴展分析
本章小結
習題
第5章光敏傳感器測量
5.1光敏傳感器測量任務描述
5.1.1任務描述
5.1.2光敏傳感器測量項目結構
5.1.3應用基礎
5.2程序的結構與模型
5.2.1程序結構
5.2.2程序模型
5.3光敏傳感器測量程序
5.3.1光敏傳感器測量程序源碼
5.3.2光敏傳感器測量原理
5.3.3擴展分析
本章小結
習題
第6章射頻通信
6.1射頻通信任務描述
6.1.1任務描述
6.1.2射頻通信項目結構
6.1.3應用基礎
6.2程序的結構與模型
6.2.1程序結構
6.2.2程序模型
6.3射頻數據通信實踐
6.3.1射頻數據通信實踐程序源碼
6.3.2射頻數據通信原理
6.3.3擴展分析
6.4MAC協議組網實踐
6.4.1MAC協議組網實踐程序源碼
6.4.2MAC協議組網原理
6.4.3擴展分析
本章小結
習題
第7章低功耗RF控制
7.1低功耗RF控制任務描述
7.1.1任務描述
7.1.2低功耗RF控制項目結構
7.1.3應用基礎
7.2程序的結構與模型
7.2.1程序結構
7.2.2程序模型
7.3低功耗MAC協議實踐
7.3.1低功耗MAC協議實踐程序源碼
7.3.2低功耗RF控制原理
7.3.3擴展分析
本章小結
習題
第8章節點RSSI的測量
8.1節點RSSI測量任務描述
8.1.1任務描述
8.1.2節點RSSI測量項目結構
8.1.3應用基礎
8.2程序的結構與模型
8.2.1程序結構
8.2.2程序模型
8.3基于RSSI的節點測距
8.3.1基于RSSI的節點測距源碼
8.3.2基于RSSI的節點測距原理
8.3.3擴展分析
本章小結
習題
第9章路由協議
9.1路由協議通信任務描述
9.1.1任務描述
9.1.2路由協議通信項目結構
9.1.3應用基礎
9.2程序的結構與模型
9.2.1程序結構
9.2.2程序模型
9.3路由協議通信應用程序
9.3.1路由協議通信程序源碼
9.3.2路由協議通信程序分析
9.3.3擴展分析
9.4路由協議組件設計
9.4.1路由協議數據結構
9.4.2Flooding路由協議組件設計
9.4.3Gossiping路由組件設計
9.4.4擴展分析
本章小結
習題
下篇基于ZigBee PRO協議的應用設計
第10章ZigBee技術概述
10.1ZigBee技術簡介
10.1.1ZigBee的概念
10.1.2ZigBee設備類型
10.1.3ZigBee射頻通道
10.1.4ZigBee網絡拓撲結構
10.1.5ZigBee網絡地址
10.1.6ZigBee技術特點
10.2ZigBee軟件協議棧
10.2.1ZStack協議簡介
10.2.2ZStack的工作原理
10.2.3ZStack的分層
10.3CC2530應用電路
10.3.1CC2530芯片的器件特性
10.3.2CC2530的功能結構
10.3.3CC2530的應用電路設計
本章小結
習題
第11章CC2530 GPIO控制
11.1GPIO接口輸出控制
11.1.1GPIO接口控制基礎
11.1.2GPIO接口輸出控制
11.1.3GPIO輸出控制效果
11.2GPIO接口輸入控制
11.2.1GPIO接口控制基礎
11.2.2GPIO接口輸入控制
11.2.3GPIO輸入控制效果
11.3GPIO接口中斷控制
11.3.1GPIO接口的中斷控制
11.3.2GPIO接口中斷控制
11.3.3GPIO中斷控制效果
本章小結
習題
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