无线传感器网络案例集成开发教程ZigBee版

本书以培养读者的ZigBee应用技术集成开发实践能力为主要目标，依托企业实际案例，按照企业开发实践和工作流程，将以ZigBee应用模块为基础的无线测温系统的集成开发组织成10个工作进程，包括无线传感器网络应用系统架构、ZigBee协议及相关解决方案、ZigBee应用模块特性与测试、Keil C51软件开发平台使用、控制器模块使用指南、串口模块设计与测试、LCD1602液晶显示模块设计与测试、DS18B20温度检测模块设计与测试、路由器节点软硬件集成设计，以及协调器节点软硬件集成设计与系统统调。 本书可作为高职高专院校机电设备类、自动化类、电子信息类及计算机应用类专业的ZigBee技术类课程教材，也可以作为中职学校的参考教材及物联网应用系统初级开发人员的参考工具书和相关爱好者的辅助读物。

作者：徐明亮 聂开俊
ISBN：9787115600882
出版社：人民邮电出版社
开本：128开
出版时间：2023-02-01
页数：189

目录
工作进程1
无线传感器网络应用系统架构  1
【任务概述】  1
【学习目标】  1
【知识准备】  1
1.1 无线通信技术概述 . 1
1.2 无线传感器网络概述  2
1.2.1 无线传感器网络的发展历史 . 3
1.2.2 无线传感器网络的特点  4
1.2.3 无线传感器网络体系结构 . 5
1.2.4 传感器节点系统结构  7
【任务实施】  7
1.3 智慧农业大棚技术方案选择  7
1.4 智慧农业大棚系统架构和总体设计  8
【实施记录】  9
【任务小结】  10
【知识巩固】  10
【知识拓展】 . 11
【技能拓展】 . 11

工作进程2
ZigBee 协议及相关解决方案  12
【任务概述】  12
【学习目标】  12
【知识准备】  13
2.1 ZigBee 技术概述 . 13
2.1.1 ZigBee 技术发展历程 . 13
2.1.2 ZigBee 技术特点 13
2.1.3 ZigBee 技术应用 15
2.2 ZigBee 协议概述 . 16
2.2.1 协议分层  16
2.2.2 ZigBee 协议层次结构 . 18
2.2.3 物理层和MAC 层概述  19
2.2.4 网络层概述 . 20
2.2.5 应用层概述 . 20
2.3 ZigBee 网络组网和通信相关概念和参数  21
2.3.1 全功能器件和简化功能器件 . 21
2.3.2 通信频段和通信信道 . 21
2.3.3 IEEE 地址  22
2.3.4 设备类型  22
2.3.5 拓扑结构  22
2.3.6 网络标识  24
2.3.7 网络地址  24
2.4 ZigBee 主流协议栈  25
2.4.1 非开源的协议栈  25
2.4.2 半开源的协议栈  26
2.4.3 开源的协议栈 . 26
2.5 ZigBee 的技术解决方案 . 27
2.5.1 MCU+ZigBee RF 方案  27
2.5.2 单芯片内置ZigBee 协议栈＋外挂芯片  27
2.5.3 单芯片集成SoC. 27
2.5.4 ZigBee 应用集成方案 . 30
【任务实施】  31
2.6 智慧农业大棚无线测温系统技术路线和进度安排 . 31
2.6.1 无线测温系统技术路线 . 31
2.6.2 无线测温系统组网方案 . 32
2.6.3 无线测温系统器件选型 . 33
2.6.4 无线测温系统开发进度安排 . 33
【实施记录】  34
【任务小结】  35
【知识巩固】  35
【知识拓展】  37

工作进程3
ZigBee 应用模块特性与测试 . 38
【任务概述】  38
【学习目标】  38
【知识准备】  38
3.1 BHZ-CC2530-PA 应用模块特点  38
3.2 BHZ-CC2530-PA 模块参数  39
3.2.1 BHZ-CC2530-PA 外观和引脚功能  39
3.2.2 BHZ-CC2530-PA 电气参数 . 41
3.2.3 BHZ-CC2530-PA 机械参数 . 41
3.2.4 BHZ-CC2530-PA 与其他模块连接方法 42
3.3 BHZ-CC2530-PA ZigBee组网特性 . 42
3.4 BHZ-CC2530-PA 模块可支持的节点类型  43
3.5 BHZ-CC2530-PA组网配置 . 44
3.6 ZigBee 网状网络数据传输方式  45
3.6.1 数据透明传输方式 . 45
3.6.2 点对点数据传输方式 . 46
3.7 BHZ-CC2530-PA 模块的指令系统  48
【任务实施】  53
3.8 ZigBee 应用模块配置  53
3.8.1 应用配置软件配置 . 54
3.8.2 串口调试器进行配置 . 56
3.8.3 程序代码配置 . 57
【实施记录】  57
【任务小结】  58
【知识巩固】  58
【知识拓展】  60
【技能拓展】  60

工作进程4
Keil C51 软件开发平台使用 . 61
【任务概述】  61
【学习目标】  61
【知识准备】  61
4.1 Keil C51 软件安装  61
4.1.1 启动安装程序 . 62
4.1.2 软件用户许可协议勾选  62
4.1.3 安装目录选择 . 63
4.1.4 填写用户信息 . 63
4.1.5 正式安装  64
4.2 Keil C51 软件界面  64
4.2.1 标题栏  65
4.2.2 菜单栏  65
4.2.3 工具栏  69
【任务实施】  71
4.3 Keil C51 工程构建  71
4.3.1 工程名和存储位置设定  71
4.3.2 选择单片机型号  72
4.3.3 新建文件 . 73
4.3.4 向工程添加文件 74
4.3.5 工程配置 .76
4.3.6 程序代码编辑 76
4.4 模块化工程文件组织和多文档工程项目创建 . 78
4.4.1 模块化工程文件组织 78
4.4.2 多文档工程项目创建 79
【实施记录】  79
【任务小结】  80
【知识巩固】  80
【知识拓展】  81

工作进程5
控制器模块使用指南 . 84
【任务概述】  84
【学习目标】  84
【知识准备】  84
5.1 控制器模块结构  84
5.2 控制器模块电路设计原理  86
5.2.1 单片机最小系统电路设计原理图 . 86
5.2.2 USB 转串口模块电路设计原理图 87
【任务实施】  88
5.3 控制器模块驱动程序安装  88
5.4 程序下载方法  90
【实施记录】  93
【任务小结】  94
【知识巩固】  94
【知识拓展】  95
【技能拓展】  95

工作进程6
串口模块设计与测试 . 96
【任务概述】  96
【学习目标】  96
【知识准备】  96
6.1 串行通信基础知识 . 96
6.1.1 串行通信的波特率  97
6.1.2 异步串行通信的数据格式  97
6.1.3 奇偶校验  98
6.1.4 串行通信的传输方式 . 99
6.1.5 RS-232 总线标准  99
6.1.6 USB 转串口 . 100
6.2 51 系列单片机串行通信开发指南 . 100
6.2.1 SCON 寄存器  101
6.2.2 PCON 寄存器  101
6.2.3 串口数据缓冲器SBUF . 102
6.2.4 TMOD 寄存器 102
6.2.5 IE 寄存器 . 103
6.2.6 IP 寄存器 . 103
【任务实施】  103
6.3 任务1 控制器模块串口硬件电路设计 . 103
6.4 任务2 串口软件模块设计  104
6.4.1 头文件代码设计  104
6.4.2 源程序文件代码设计 . 105
6.5 任务3 中断模块软件设计  106
6.5.1 中断处理函数头文件设计  106
6.5.2 中断处理函数源程序文件设计 . 107
6.6 任务4 串口模块功能测试  107
6.6.1 多文档工程项目构建 . 108
6.6.2 测试主程序设计  109
6.6.3 工程测试  111
【实施记录】 . 112
【任务小结】 . 113
【知识巩固】  113
【知识拓展】  114
【技能拓展】  116

工作进程7
LCD1602 液晶显示模块设计与测试. 117
【任务概述】  117
【学习目标】  117
【知识准备】  117
7.1 LCD1602 液晶显示模块开发指南  117
7.1.1 液晶显示基本原理  118
7.1.2 LCD1602 特性  119
7.1.3 LCD1602 控制指令 . 123
【任务实施】  125
7.2 任务1 LCD1602 液晶显示模块硬件设计 . 125
7.3 任务2 通用模块设计  125
7.3.1 通用模块头文件设计 . 126
7.3.2 通用模块源程序文件设计  126
7.4 任务3 LCD1602 液晶显示模块软件设计 . 126
7.4.1 LCD1602 液晶显示模块头文件设计 127
7.4.2 LCD1602 液晶显示模块源程序文件设计 . 128
7.5 任务4 LCD1602 液晶显示模块功能验证 . 130
7.5.1 测试项目设计 . 130
7.5.2 工程测试  131
【实施记录】  131
【任务小结】  132
【知识巩固】  133
【知识拓展】  134
【技能拓展】  134

工作进程8
DS18B20 温度检测模块设计与测试  135
【任务概述】  135
【学习目标】  135
【知识准备】  135
8.1 DS18B20 温度检测模块使用指南 . 135
8.1.1 DS18B20 温度检测模块特性  136
8.1.2 DS18B20 单总线协议  138
【任务实施】  142
8.2 任务1 DS18B20 温度检测模块硬件设计 . 142
8.3 任务2 DS18B20 温度检测模块软件设计 . 143
8.3.1 DS18B20 头文件设计  143
8.3.2 DS18B20 源程序文件设计  145
8.4 任务3 DS18B20 温度检测模块测试 . 149
8.4.1 测试项目设计 . 149
8.4.2 工程测试  152
【实施记录】  152
【任务小结】  153
【知识巩固】  153
【知识拓展】  154
【技能拓展】  155

工作进程9
路由器节点集成设计  156
【任务概述】  156
【学习目标】 . 156
【知识准备】 . 156
9.1 电平逻辑匹配与阻抗匹配  156
9.1.1 电平逻辑匹配 . 156
9.1.2 阻抗匹配  157
9.2 ZigBee 应用模块路由器设备配置要求  157
【任务实施】 . 158
9.3 任务1 路由器节点硬件设计 . 158
9.4 任务2 路由器节点软件工程
项目构建 . 160
9.4.1 路由器节点软件总体设计  160
9.4.2 路由器节点软件工程项目构建实施  161
9.5 任务3 B HZ-CC2530-PA
ZigBee 软件模块设计 . 163
9.5.1 ZigBee 软件模块头文件设计  163
9.5.2 ZigBee 软件模块源程序文件设计  164
9.6 任务4 路由器节点主程序软件模块设计 . 168
9.6.1 路由器节点主程序流程设计  168
9.6.2 主程序设计中的参数选择  169
9.6.3 路由器节点主程序代码设计  170
9.7 任务5 路由器节点运行测试 . 172
【实施记录】 . 173
【任务小结】 . 174
【知识巩固】 . 175
【知识拓展】 . 176
【技能拓展】 . 176

工作进程10
协调器节点集成设计与系统统调 . 177
【任务概述】 . 177
【学习目标】  177
【知识准备】  177
10.1 ZigBee 应用模块协调器设备配置要求 . 177
【任务实施】  178
10.2 任务1 协调器节点硬件集成设计  178
10.3 任务2 协调器节点软件工程项目构建 . 179
10.3.1 协调器节点软件总体设计  179
10.3.2 协调器节点软件工程项目构建实施  180
10.4 任务3 协调器节点主程序软件模块设计  181
10.4.1 协调器节点主程序流程设计 . 181
10.4.2 协调器节点主程序设计相关参数选择 . 181
10.4.3 协调器节点主程序代码设计 . 182
10.5 任务4 中断处理软件模块设计  183
10.5.1 中断处理软件模块头文件设计  183
10.5.2 中断处理软件模块源程序文件设计  184
10.6 任务5 协调器节点运行测试  186
10.7 任务6 无线测温系统统调测试  187
【实施记录】  187
【任务小结】  188
【知识巩固】  189
【技能拓展】  189
附录 常用ASCII 表 . 190

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