本書全面、系統地介紹了ZigBee無線傳感器網絡的基本理論及其相關應用。全書共分為8個項目，內容包括初識ZigBee無線傳感器網絡、ZigBee無線傳感器網絡入門、了解ZigBee無線傳感器網絡協議棧、ZigBee無線傳感器網絡數據通信、ZigBee無線傳感器網絡的管理、網關技術應用、ZigBee無線傳感器網絡設計、ZigBee無線傳感器網絡測試。
本書可作為高等院校和高職院校的物聯網應用技術專業、通信專業、計算機應用專業、網絡專業等相關專業的教材，也可作為物聯網領域相關企業工程技術人員的培訓教材和工具書。
《物聯網無線傳感器網絡技術與應用（ZigBee版）》以無線傳感器網絡基礎知識為出發點，遵循“初識——入門——進階——提高——管理——應用”的設計思路，詳細地介紹了無線傳感器網絡的相關知識和技術，旨在讓讀者清楚地了解傳感器網絡原理和目前所流行的各種與其相關技術的關系。本書采用理論與實踐相結合的方法，使無線傳感器網絡技術運用于實踐中，針對高職特色，立足崗位，弱化理論，運用通用軟件，加深理論知識理解，強化技能訓練，為從事物聯網應用工程奠定堅實的基礎。
謝金龍，湖南省物聯網專業優秀教師，長期從事物流信息技術、條碼技術等物聯網相關技術的研究，已有多部相關教材出版。
項目一 初識ZigBee無線傳感器網絡 1
1．1 ZigBee無線傳感網絡概述 2
1．1．1 ZigBee無線傳感器網絡的定義 2
1．1．2 ZigBee無線傳感器網絡的特點 3
1．2 ZigBee無線傳感器網絡構架 5
1．2．1 ZigBee無線傳感器網絡的組成 5
1．2．2 ZigBee無線傳感器網絡系統結構 7
1．2．3 ZigBee無線傳感器網絡工作流程 8
1．3 ZigBee無線傳感器網絡的通信協議架構 8
1．3．1 概述 8
1．3．2 ZigBee無線網絡通信信道分析 9
1．3．3 ZigBee的網絡號 11
1．3．4 ZigBee的地址 11
1．3．5 ZigBee的設備類型 11
1．4 ZigBee無線傳感器網絡拓撲結構 12
1．5 ZigBee無線傳感器網絡面臨的技術挑戰和發展趨勢 14
1．5．1 ZigBee無線傳感器網絡面臨的技術挑戰 14
1．5．2 ZigBee無線傳感器網絡的發展趨勢 15
1．6 ZigBee無線傳感器網絡的應用 17
項目小結 18
主要概念 18
實訓項目 18
實訓考核 19
實訓參考 21
課后練習 25
項目二 ZigBee無線傳感器網絡入門 26
2．1 需求分析 27
2．1．1 各層功能簡介 27
2．1．2 最低需求估算 27
2．2 硬件資源 28
2．2．1 節點芯片選型 28
2．2．2 核心板硬件資源 28
2．2．3 底板硬件資源 32
2．3 軟件資源 34
2．3．1 ZigBee協議棧選型 34
2．3．2 IAR集成開發環境的安裝 34
2．3．3 安裝仿真器驅動程序 38
2．3．4 安裝物理地址燒寫軟件 41
2．4 軟件應用 43
2．4．1 IAR的使用 43
2．4．2 協議棧的安裝 52
2．4．3 協議棧的移除和增加文件 58
2．4．4 協議棧的基本操作 59
項目小結 62
主要概念 62
實訓項目 62
實訓考核 63
實訓參考 63
課后練習 75
項目三 了解ZigBee無線傳感器網絡協議棧 77
3．1 Z-Stack協議棧 78
3．1．1 協議與協議棧 78
3．1．2 使用Z-Stack協議棧傳輸 78
3．2 ZigBee無線傳感器網絡功能層簡介 79
3．2．1 物理層 79
3．2．2 介質訪問控制層 80
3．2．3 網絡層 80
3．2．4 應用層 83
3．3 OSAL多任務分配機制 84
3．3．1 OSAL基礎知識 84
3．3．2 OSAL簡介 85
3．3．3 協議棧軟件架構 87
3．4 OSAL的運行機制 88
3．4．1 OSAL任務啟動和初始化 89
3．4．2 OSAL任務的執行 92
3．4．3 OSAL的事件傳遞機制 97
3．4．4 OSAL添加新任務 98
3．4．5 事件的捕獲 103
3．5 OSAL應用編程接口 105
3．6 OSAL應用編程 107
項目小結 109
主要概念 110
實訓項目 110
實訓考核 110
實訓參考 111
課后練習 118
項目四 ZigBee無線傳感器網絡數據通信 119
4．1 ZigBee無線數據傳輸 120
4．1．1 開發基礎 120
4．1．2 工作流程 125
4．1．3 數據發送 126
4．1．4 數據接收 128
4．2 ZigBee數據包 135
4．2．1 ZigBee數據包的結構 135
4．2．2 ZigBee數據傳輸流程 135
4．2．3 數據包格式 138
4．3 利用串口收發數據 140
4．3．1 串口概述 140
4．3．2 收發數據的實現方法 140
4．3．3 協議棧中的串口操作 146
4．4 非易失性存儲器操作 152
4．4．1 NV操作函數 153
4．4．2 NV基本操作 154
4．4．3 NV基礎實驗 155
4．4．4 NV基礎實驗效果 159
4．5 組網驗證 159
4．5．1 幀格式介紹 159
4．5．2 組網測試 160
項目小結 160
主要概念 160
項目實訓 160
實訓考核 161
實訓參考 161
課后練習 168
項目五 ZigBee無線傳感器網絡的管理 170
5．1 ZigBee無線傳感器網絡設備 171
5．1．1 概述 171
5．1．2 地址分配 171
5．1．3 地址分配機制 172
5．1．4 ZigBee 的路由參數 173
5．2 ZigBee無線數據通信編程 174
5．3 Z-Stack協議棧的網絡管理 188
5．3．1 Z-Stack協議棧的網絡管理概述 188
5．3．2 Z-Stack協議棧的網絡管理實驗 189
項目小結 192
主要概念 193
實訓項目 193
實訓考核 194
實訓參考 195
課后練習 203
項目六 網關技術應用 204
6．1 概述 205
6．2 網關的分類 205
6．2．1 協議網關 205
6．2．2 應用網關 206
6．2．3 安全網關 206
6．3 網關的特點與功能 206
6．3．1 網關的特點 207
6．3．2 網關的功能 207
6．4 ZigBee無線傳感器網絡網關選型 207
6．4．1 網關開發板 208
6．4．2 CC2530模塊 208
6．4．3 網關協議的轉換 209
項目小結 209
主要概念 209
項目實訓 209
實訓考核 210
實訓參考 210
課后練習 215
項目七 ZigBee無線傳感器網絡設計 216
7．1 ZigBee無線傳感器網絡系統設計的基本要求 217
7．1．1 系統總體設計原則 217
7．1．2 WSN路由協議設計要求 217
7．1．3 評價指標體系 218
7．2 ZigBee無線傳感器網絡的安全 218
7．2．1 傳感器網絡的安全分析 218
7．2．2 傳感器網絡的安全性目標 219
7．2．3 傳感器網絡的安全策略 220
7．3 ZigBee無線傳感器網絡硬件的設計 222
7．3．1 傳感節點的設計 223
7．3．2 網關和匯聚節點的設計 225
7．3．3 典型節點 226
7．3．4 節點應用選型 230
7．4 ZigBee無線傳感器網絡軟件的設計 230
7．4．1 軟件架構 231
7．4．2 中間件 232
7．4．3 操作系統 234
7．5 無線傳感器網絡的操作系統 235
7．5．1 WSN操作系統概述 235
7．5．2 TinyOS的技術特點 237
7．5．3 TinyOS的體系結構 237
項目小結 238
主要概念 238
項目實訓 239
實訓考核 239
實訓參考 240
課后練習 247
項目八 ZigBee無線傳感器網絡測試 248
8．1 檢測技術的基礎 249
8．1．1 概述 249
8．1．2 測試場地 251
8．1．3 測試設備 253
8．2 ZigBee無線傳感器網絡的測試方法 256
8．2．1 物理測試 256
8．2．2 仿真測試 257
8．3 ZigBee無線傳感器網絡常見的測試項目 257
8．3．1 帶寬測試 257
8．3．2 頻率穩定性測試 258
8．3．3 功率測試 258
項目小結 258
主要概念 258
項目實訓 259
實訓考核 259
實訓參考 260
課后練習 269
參考文獻 270
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