Zig Bee技術實踐教程(內附光盤1張) 9787811245127 北京航空航天大學齣 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高守瑋，吳燦陽 著

圖書標籤:

• ZigBee
• 無綫通信
• 傳感器網絡
• 物聯網
• 嵌入式係統
• 無綫傳感器網絡
• 通信技術
• 北京航空航天大學
• 實踐教程
• 技術指南

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787811245127

商品編碼：29421289240

包裝：平裝

齣版時間：2009-06-01

基本信息

書名：Zig Bee技術實踐教程(內附光盤1張)

定價：58.00元

作者：高守瑋,吳燦陽

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2009-06-01

ISBN：9787811245127

字數：622000

頁碼：430

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.622kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以ZigBee無綫傳感網絡技術為主要對象，以基於CC2430/31芯片（TI/Chipcon公司）的HFZCC2430/31ZDK開發套件為硬件平颱，深入剖析瞭TI的ZStack協議棧架構和編程接口，並詳細講述瞭如何在此基礎上開發自己的ZigBee項目。本書分為5個篇章：理論篇、準備篇、入門篇、進階篇和提高篇。理論篇簡要介紹瞭無綫傳感器網絡和ZigBee協議規範的基礎知識，為讀者進行ZigBee項目開發提供理論指導，以便開發時參考；準備篇講述瞭ZigBee硬件開發平颱、軟件開發環境的組成和安裝，以及通過17個CC2430/31片內外設的操作例程來闡述CC2430/31片上係統的開發和使用；入門篇以一個通俗易懂的例子講述瞭輪轉查詢式操作係統的基本原理，並介紹瞭這種操作係統在TI ZStack中的應用以及TI ZStack的用戶編程接口；進階篇通過幾個例子演示如何建立簡單的ZigBee無綫傳感網絡係統，並詳細闡述瞭ZigBee協議規範的幾個重要概念在TI ZStack的代碼實現；提高篇通過智能傢居係統、無綫數據透明傳輸係統、工業無綫傳感網絡係統、無綫定位係統等典型的ZigBee技術解決方案，詳細介紹瞭如何開發實際的ZigBee項目。
本書可作為工程技術人員進行單片機、無綫傳感器網絡應用、ZigBee技術等項目開發的學習、參考用書，也可作為高等院校高年級本科生或研究生計算機、電子、自動化、無綫通信等課程的教材。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《無綫傳感器網絡應用開發指南》 概述 《無綫傳感器網絡應用開發指南》是一本深入探討無綫傳感器網絡（WSN）技術及其在實際應用中開發的全方位教程。本書旨在為讀者提供構建、部署和管理高效、可靠的無綫傳感器網絡所需的理論知識和實踐技能。本書內容聚焦於WSN的整體架構、關鍵技術、開發流程以及典型的應用場景，強調理論與實踐的緊密結閤，幫助讀者從零開始掌握WSN的開發精髓。 目標讀者 本書麵嚮廣泛的讀者群體，包括但不限於： 計算機科學與技術、電子工程、自動化等相關專業的本科生和研究生： 為其提供係統性的WSN理論基礎和實踐指導，助力其課程學習和畢業設計。 嵌入式係統開發工程師： 幫助他們理解和掌握WSN技術，將其應用於智能傢居、工業自動化、環境監測等領域。 物聯網（IoT）開發者： 為構建更加智能化、互聯化的物聯網解決方案提供關鍵技術支持。 對新興技術感興趣的業餘愛好者： 引導他們探索WSN的魅力，親手搭建和體驗創新的應用。 項目管理者和技術決策者： 幫助他們瞭解WSN技術的優勢和局限性，為項目規劃和技術選型提供參考。 內容詳述 本書共分為十二章，層層遞進，係統性地講解瞭無綫傳感器網絡的應用開發。 第一部分：無綫傳感器網絡基礎 第一章：無綫傳感器網絡概述 1.1 什麼是無綫傳感器網絡？ 本章將從概念入手，清晰定義無綫傳感器網絡（WSN），闡述其核心組成部分（傳感器節點、匯聚節點、基站/網關）以及其工作原理。我們將探討WSN的獨特性，如低功耗、自組織、多跳通信等特性，並將其與傳統的無綫通信網絡進行對比，突齣其在特定場景下的優勢。 1.2 WSN的組成與結構： 深入剖析WSN的典型網絡拓撲結構，如星型、總綫型、網狀型等，並分析各種拓撲結構的優缺點。我們將詳細介紹傳感器節點（包括感知層、處理層、通信層）、匯聚節點（Sink Node）以及與之相連的外部網絡（如互聯網、局域網）之間的關係和數據流嚮。 1.3 WSN的應用領域： 本章將廣泛介紹WSN在各個領域的典型應用，包括但不限於： 環境監測： 森林火災預警、空氣質量監測、水體汙染監測、土壤墒情監測等。 智能傢居： 溫度、濕度、光照、安防等傳感器節點組網，實現自動化控製和遠程監控。 工業自動化： 設備狀態監測、生産過程控製、安全生産管理等。 醫療健康： 遠程患者監護、生理參數監測、智能養老等。 農業應用： 精準灌溉、病蟲害監測、農産品質量追溯等。 軍事與安全： 邊境巡邏、目標跟蹤、戰場態勢感知等。 1.4 WSN發展趨勢與挑戰： 展望WSN技術的未來發展方嚮，如低功耗廣域網（LPWAN）、邊緣計算與WSN的融閤、大數據分析在WSN中的應用等。同時，也將探討WSN在部署、功耗管理、安全可靠性、數據處理等方麵的現有挑戰。 第二章：WSN關鍵技術詳解 2.1 傳感器節點設計： 詳細介紹傳感器節點的核心組成，包括微控製器（MCU）、傳感器件、通信模塊、電源管理單元等。我們將討論不同類型傳感器的選型原則、嵌入式軟件的開發要點以及低功耗設計策略。 2.2 無綫通信協議： 本章重點解析WSN常用的無綫通信協議，如IEEE 802.15.4（Zigbee、6LoWPAN的基礎）、LoRa、NB-IoT等。我們將深入分析這些協議的物理層和MAC層的特性，以及它們在功耗、傳輸距離、數據速率等方麵的權衡。 2.3 網絡層與路由選擇： 探討WSN網絡層的關鍵技術，包括節點發現、路由建立、路由維護等。我們將介紹經典的WSN路由協議，如LEACH（分簇路由）、AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）、DSR（Dynamic Source Routing）等，並分析其在能耗、網絡壽命、數據傳輸可靠性等方麵的錶現。 2.4 傳輸層與可靠性保障： 講解WSN中傳輸層的設計考量，如何保證數據在不可靠的無綫鏈路上的可靠傳輸。我們將介紹TCP/IP協議族在WSN中的應用（如6LoWPAN），以及針對WSN特性設計的輕量級傳輸協議。 2.5 安全性技術： WSN的安全是關鍵問題。本章將深入探討WSN麵臨的安全威脅，如竊聽、注入攻擊、拒絕服務攻擊等。我們將介紹WSN的安全機製，包括數據加密（如AES）、身份認證、密鑰管理以及訪問控製等。 第二部分：WSN應用開發實踐 第三章：開發環境搭建與準備 3.1 硬件選型與平颱介紹： 推薦幾款主流的WSN開發平颱和傳感器節點硬件，如Arduino、Raspberry Pi、ESP32等，以及基於這些平颱的傳感器模塊。我們將介紹開發闆的選購要點、接口調試以及基本功能驗證。 3.2 軟件開發工具鏈： 詳細介紹WSN應用開發所需的集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器等工具。我們將重點介紹針對嵌入式係統常用的開發工具，以及如何在這些環境中進行代碼編寫、編譯、下載和調試。 3.3 操作係統與中間件（可選）： 對於更復雜的WSN應用，可能會涉及到嵌入式操作係統（RTOS）的應用。本章將簡要介紹RTOS的基本概念，以及在WSN開發中的作用。同時，也會提及一些WSN中間件，它們可以簡化應用的開發和部署。 第四章：基於特定協議棧的開發實踐 4.1 Zigbee協議棧深度解析與應用開發： 本章將以Zigbee協議棧為例，進行詳細的開發實踐。我們將解析Zigbee的設備角色（協調器、路由器、終端設備）、網絡拓撲、數據包結構、簇（Cluster）和屬性（Attribute）等核心概念。 4.1.1 Zigbee設備端開發： 演示如何開發Zigbee終端設備，實現傳感器數據的采集和發送。包括設備初始化、加入網絡、發送消息、接收消息等關鍵步驟。 4.1.2 Zigbee協調器/路由器開發： 演示如何開發Zigbee協調器，負責網絡的啓動和管理；以及路由器，負責網絡的擴展和路由。 4.1.3 Zigbee通信實例： 提供具體的實例，例如一個簡單的溫濕度傳感器數據上報到協調器的通信流程。 4.2 6LoWPAN與IPv6在WSN中的應用： 介紹6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）技術，它使得低功耗無綫設備能夠接入IPv6網絡。我們將講解6LoWPAN的報頭壓縮、分段與重組等機製，以及如何利用IPv6協議棧進行WSN的開發。 4.2.1 6LoWPAN網絡配置： 演示如何配置6LoWPAN網絡，包括IP地址分配、路由建立等。 4.2.2 基於CoAP/MQTT的WSN應用： 介紹CoAP（Constrained Application Protocol）和MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）等輕量級應用層協議，並演示如何基於這些協議開發WSN應用，實現與雲平颱的通信。 第五章：傳感器數據采集與處理 5.1 傳感器接口與數據讀取： 詳細介紹傳感器與微控製器之間的常用接口，如I2C、SPI、UART、ADC等，以及如何編寫驅動程序讀取傳感器原始數據。 5.2 數據預處理與濾波： 探討傳感器數據在傳輸前的預處理技術，如量化、標定、單位轉換等。介紹常用的數據濾波算法，如移動平均濾波、中值濾波、卡爾曼濾波等，以提高數據質量和魯棒性。 5.3 數據壓縮與編碼： 講解在低帶寬、低功耗的WSN環境中，如何對傳感器數據進行有效壓縮和編碼，以減少傳輸量和功耗。 第六章：WSN節點功耗管理技術 6.1 功耗分析與優化： 深入分析傳感器節點的各項功耗來源，如CPU運行、通信、傳感器工作等。提齣係統的功耗優化策略，包括選擇低功耗硬件、優化軟件算法、采用閤理的休眠策略等。 6.2 低功耗模式與休眠機製： 詳細介紹微控製器提供的各種低功耗模式，如深度睡眠、淺度睡眠等，以及如何根據應用需求設計閤理的節點休眠和喚醒機製。 6.3 能量收集技術（可選）： 簡要介紹能量收集技術，如太陽能、振動能等，以及如何將其應用於WSN節點，延長其工作壽命，甚至實現自給自足。 第三部分：WSN應用實例與進階 第七章：智能傢居應用開發實例 7.1 智能照明係統： 設計並實現一個基於WSN的智能照明係統，包括光照傳感器、人體感應傳感器，能夠根據環境光照和人員活動自動調節燈光亮度和開關。 7.2 環境監測與告警係統： 開發一個集成瞭溫度、濕度、CO2傳感器，能夠實時監測室內環境，並在異常時發齣告警的係統。 7.3 智能門鎖與安防係統： 演示如何利用WSN技術構建一個簡單的智能門鎖控製和安防監控係統。 第八章：工業物聯網（IIoT）應用開發實例 8.1 設備狀態監測： 開發一個監測工業設備運行狀態（如溫度、振動、電流）的WSN應用，並實現數據的遠程采集和分析。 8.2 生産過程參數采集： 演示如何采集生産過程中的關鍵參數，為生産優化和質量控製提供數據支持。 第九章：WSN與大數據及雲計算 9.1 數據傳輸與存儲： 講解如何將WSN采集的數據有效地傳輸到雲平颱，並介紹常用的數據存儲方案，如時序數據庫、關係型數據庫等。 9.2 數據分析與可視化： 介紹利用大數據技術對WSN數據進行分析，發現規律、預測趨勢。演示如何利用可視化工具（如Grafana、Tableau）將數據直觀地呈現。 9.3 雲平颱集成： 介紹如何將WSN係統與主流的雲平颱（如AWS IoT, Azure IoT Hub, Google Cloud IoT）進行集成，實現更強大的數據處理和應用擴展能力。 第十章：WSN網絡管理與維護 10.1 節點管理與部署： 探討WSN節點的批量部署、配置管理、固件更新等問題。 10.2 網絡性能監控： 介紹如何監控WSN網絡的運行狀態，如節點連通性、數據包丟失率、節點能耗等，並進行故障診斷。 10.3 係統升級與維護： 討論WSN係統的長期維護策略，包括軟件升級、硬件更換、網絡優化等。 第十一章：WSN安全進階 11.1 高級安全防護： 深入探討針對WSN的更高級安全威脅和防禦技術，如入侵檢測、分布式拒絕服務攻擊（DDoS）防護等。 11.2 端到端安全： 重點講解如何實現從傳感器節點到應用服務器的端到端安全，包括數據加密、身份驗證、訪問控製等。 第十二章：未來展望與總結 12.1 WSN與其他技術的融閤： 探討WSN與人工智能（AI）、邊緣計算、5G通信等前沿技術的融閤趨勢，以及由此帶來的新的應用機遇。 12.2 行業標準與發展方嚮： 總結WSN領域的最新行業標準和未來發展方嚮。 12.3 實踐總結與建議： 迴顧本書內容，為讀者在實際WSN項目開發中提供寶貴的實踐建議和經驗分享。 本書特色 理論與實踐並重： 既有深入的理論講解，又有豐富的實踐案例，幫助讀者融會貫通。 循序漸進，易於理解： 從基礎概念到高級應用，層層遞進，適閤不同層次的讀者。 貼近實際開發： 聚焦於解決實際的開發問題，提供可操作的解決方案。 技術前沿： 涵蓋瞭WSN領域的最新技術和發展趨勢。 綜閤性強： 涵蓋瞭WSN的從硬件選型、軟件開發、網絡通信到應用部署的全過程。 《無綫傳感器網絡應用開發指南》將是您開啓WSN開發之旅的理想夥伴，助您掌握這項革命性技術，並將其應用於創造更智能、更便捷的未來。

評分☆☆☆☆☆

一次充滿挑戰但收獲頗豐的學習體驗 對於《ZigBee技術實踐教程（內附光盤1張）》，我的學習過程可謂是一波三摺，但最終的收獲是巨大的。一開始，我嘗試按照書中的章節順序，從基礎概念開始學習。ZigBee協議的復雜性確實給瞭我不少挑戰，尤其是那些關於MAC層和網絡層的細節，常常讓我需要反復閱讀，並結閤光盤中的仿真工具來加深理解。我記得有一次，我嘗試在一個仿真環境中搭建一個簡單的星型網絡，但由於對地址分配和路由錶的理解不夠透徹，網絡一直無法正常建立。那段時間，我幾乎把書翻爛瞭，也看瞭不少相關的英文資料。但當我最終通過書中的指導，成功地讓各個節點進行通信時，那種成就感是難以言喻的。書中提供的調試技巧和故障排除方法也十分實用，它們幫助我避免瞭不少彎路。特彆是關於如何優化ZigBee網絡的功耗，書中的一些講解讓我茅塞頓開，這些都是我在其他地方難以找到的寶貴經驗。光盤中的例程代碼也給瞭我很大的啓發，我從中學會瞭如何編寫自己的應用層協議，如何處理設備入網和退網的流程。總的來說，這本書是一本非常適閤有一定編程基礎，並且願意投入時間和精力去深入研究ZigBee技術的讀者的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

深入理解ZigBee協議棧的強大之處 《ZigBee技術實踐教程（內附光盤1張）》在深入剖析ZigBee協議棧方麵做得非常齣色，這讓我對這個無綫通信標準有瞭更深刻的認識。書中對IEEE 802.15.4標準與ZigBee協議棧的層級關係進行瞭清晰的界定，詳細闡述瞭物理層、MAC層、網絡層、應用層以及安全服務等各個層的功能和作用。尤其讓我印象深刻的是，作者並沒有停留在理論的講解，而是通過大量的圖示和對比，將抽象的概念具象化。例如，在講解MAC層時，書中對CSMA/CA機製的詳細說明，以及對信道接入和數據幀格式的深入分析，讓我理解瞭ZigBee是如何在復雜的無綫環境中保證通信的可靠性和效率的。我特彆欣賞書中關於網絡層路由算法的講解，比如AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）路由協議的應用，這讓我明白ZigBee網絡是如何動態地發現和維護路由，從而實現節點間的穩定通信。光盤中的仿真軟件也為驗證這些協議的有效性提供瞭極好的平颱。通過這本書，我不僅僅是學會瞭如何使用ZigBee，更是真正理解瞭其底層原理，這對於我後續進行更高級的二次開發或者性能優化至關重要。

評分☆☆☆☆☆

對智能傢居應用的初步探索和思考 自從接觸瞭《ZigBee技術實踐教程（內附光盤1張）》後，我開始對利用ZigBee技術構建智能傢居係統産生瞭濃厚的興趣。書中關於ZigBee在物聯網領域的應用案例分析，尤其是我對其中關於智能照明、環境監測以及安防報警係統的介紹印象深刻。我設想，如果我能掌握書中的內容，就能親手搭建一個簡單的智能照明係統，通過手機APP控製燈光的開關和亮度，甚至可以根據環境光綫的變化自動調節。我還想嘗試製作一個溫濕度傳感器節點，將采集到的數據通過ZigBee網絡傳輸到中央控製器，並實時顯示在我的電腦上。書中的光盤內容，特彆是那些硬件平颱的示例代碼，為我的這些想法提供瞭堅實的實現基礎。我非常期待能夠利用書中提供的知識，去解決一些實際生活中的痛點，比如如何讓傢裏的電器更智能，如何更有效地監測傢庭環境的安全。雖然我還沒有完全掌握書中的所有技術細節，但這本書已經為我打開瞭一扇通往更智能生活的大門，讓我看到瞭技術改變生活的無限可能。我甚至在思考，是否可以通過書中的指導，將現有的傳統傢電進行一定程度的智能化改造。

評分☆☆☆☆☆

從零開始構建ZigBee網絡的全景式指南 對於初學者而言，《ZigBee技術實踐教程（內附光盤1張）》無疑是一本非常友好的入門指南。它沒有將讀者直接丟入復雜的代碼世界，而是從最基礎的ZigBee概念入手，循序漸進地引導讀者瞭解其工作原理。書中對ZigBee的定義、優勢以及應用場景的介紹，讓我對這個技術有瞭宏觀的認識。隨後，作者詳細介紹瞭ZigBee網絡的構建步驟，包括如何選擇閤適的硬件開發闆，如何配置開發環境，以及如何編寫最簡單的“Hello World”級彆的通信程序。光盤中的驅動程序和開發工具的安裝指南非常詳細，即使是沒有太多硬件開發經驗的讀者，也能按照步驟成功搭建起自己的開發環境。我尤其喜歡書中針對不同節點角色（協調器、路由器、終端設備）的詳細講解和示例代碼，這讓我能夠清晰地理解它們在網絡中的作用以及如何進行交互。通過書中的指導，我成功地在自己的電腦上搭建瞭一個小型ZigBee測試網絡，並實現瞭簡單的數據收發，這讓我對ZigBee技術的實際應用充滿瞭信心。這本書就像一個全景式的指南，為我打開瞭ZigBee技術的大門，讓我看到瞭無限的探索可能。

評分☆☆☆☆☆

我對《ZigBee技術實踐教程（內附光盤1張）》的初步印象和技術初探 拿到這本書，我首先被它的書名所吸引——“ZigBee技術實踐教程”，這直接點明瞭本書的實用性和操作性。作為一個對物聯網技術充滿好奇，尤其對低功耗無綫通信技術頗感興趣的讀者，ZigBee自然是我的首選研究對象之一。翻開書頁，精美的排版和清晰的目錄結構讓我對即將展開的學習之旅充滿瞭期待。我尤其關注書中關於ZigBee協議棧的介紹，希望能夠深入理解其核心概念，比如網絡拓撲、節點角色（協調器、路由器、終端設備）的劃分以及數據傳輸的流程。書中提到“實踐教程”，這讓我非常看重光盤內容的價值，期待它能提供豐富的例程代碼、開發闆的驅動程序以及仿真工具，能夠讓我親手搭建ZigBee網絡，感受其低功耗、低成本、高可靠性的特性。我希望通過學習，不僅能掌握ZigBee的基本原理，更能學會如何將其應用於實際項目中，例如智能傢居的傳感器網絡、工業自動化設備的無綫連接等等。這本書的齣版方是北京航空航天大學，這給瞭我極大的信心，畢竟名校的齣品往往代錶著較高的學術水準和嚴謹的教學態度。我非常期待通過這本書，能夠將理論知識與實踐操作緊密結閤，真正掌握ZigBee技術，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。