Zig Bee技術(shù)與應用：CC2430設(shè)計、開發(fā)與實踐
定 價：29 元
- 作者：郭淵博 ，等 著
- 出版時間：2010/6/1
- ISBN：9787118067750
- 出 版 社：國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN92
- 頁碼：212
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《Zig Bee技術(shù)與應用：CC2430設(shè)計、開發(fā)與實踐》從基礎(chǔ)理論、開發(fā)實踐以及應用三方面論述了Zig Bee無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)、開發(fā)細節(jié)和具體應用，覆蓋了Zig Bee無線技術(shù)的理論基礎(chǔ)、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議、Zig Bee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件平臺設(shè)計方法、嵌入式軟件開發(fā)實例、網(wǎng)絡(luò)定位原理與設(shè)計、Z-Stack軟件架構(gòu)等內(nèi)容，給出了ZigBee技術(shù)在安全監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生和智能公交系統(tǒng)的應用實例和設(shè)計方法。
《Zig Bee技術(shù)與應用：CC2430設(shè)計、開發(fā)與實踐》主要針對有一定網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)基礎(chǔ)的中、高級讀者，適合從事短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)理論研究、設(shè)備研制、工程應用、項目管理人員，以及高校計算機、通信、電子等專業(yè)高年級本科生和研究生參考使用，對從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)研究與研制的科研人員也有一定的借鑒與參考價值。
前些年美國《商業(yè)周刊》評選出了21世紀對改變世界最有影響力的十大科學技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)位列其中。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是繼因特網(wǎng)之后，對21世紀人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，將邏輯上的信息世界與客觀的物理世界融合在一起，改變了人與機器、人與自然的交互方式，未來人們將通過無處不在的傳感器網(wǎng)絡(luò)觸摸自然、感知客觀世界，從而極大地擴展人類認識世界的能力。近幾年國外先后提出了“智慧地球”、“泛在網(wǎng)絡(luò)”等概念，我國也提出了“感知中國”的倡議，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正是實現(xiàn)這些概念和倡議的基石。
Zig Bee是一種網(wǎng)絡(luò)容量大、節(jié)點體積小、低功耗、低速率的無線通信技術(shù)，主要用來實現(xiàn)信息的采集與處理。由于Zig Bee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點體積小，組網(wǎng)靈活，部署方便，功耗極低，所以適合用來組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。2002年，英國Invensys公司、日本MitsLtbishi公司、美國摩托羅拉公司、荷蘭飛利浦公司等發(fā)起成立了Zig Bee聯(lián)盟，推出了Zig Bee協(xié)議標準。Zig Bee技術(shù)一出現(xiàn)，立刻引起了廣泛的關(guān)注，世界各大半導體廠商紛紛推出實現(xiàn)Zig Bee物理層功能的芯片。其中TI公司的C（22430／2431片上系統(tǒng)具備了實現(xiàn)Zig Bee技術(shù)的各種底層硬件需求，是真正的一體化解決方案，完全符合Zig Bee技術(shù)對節(jié)點“體積小、功耗低”的要求，成為市場追捧的熱點。
有感于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是Zig Bee技術(shù)的快速發(fā)展，筆者所在課題組在自。身教學、研究工作積累的基礎(chǔ)上，精心編寫了本書，主要目的是想讓讀者分享我們的研究經(jīng)驗及成果。本書精選了課題組在CC2430／2431片上系統(tǒng)上完成的Zig Bee傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)計研究成果，內(nèi)容豐富、深入淺出，既有理論分析，又有實踐應用。書中給出了一系列Zig Bee傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺的設(shè)計方法，以及基于此的各種應用設(shè)計；特別要指出的是，書中給出了Zig Bee大功率節(jié)點融合GSM／GPRS模塊節(jié)點開發(fā)的設(shè)計方法，這是本書的突出特色。與同類書籍相比，本書理論與實踐并重，系統(tǒng)性強、實用性強，重點突出課題組的研發(fā)實踐過程，并毫無保留地向讀者公開了我們設(shè)計中的獨到之處。
第一章 Zigl 技術(shù)概述
1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)／003
1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述／003
1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點及關(guān)鍵技術(shù)／004
1.2 ZigBee技術(shù)概述／006
1.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)／007
1.3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)體系／008
1.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓樸／008
1.4 ZigBee協(xié)議架構(gòu)／009
1.5 ZigBee技術(shù)應用／010
第二章 IEEE802.15.4 標準
2.1 物理層規(guī)范／013
2.1.1 物理層功能概述／013
2.1.2 物理層服務(wù)規(guī)范／014
2.1.3 物理層數(shù)據(jù)格式／018
2.1.4 物理層常量和PIB屬性／018
2.2 媒體接人控制(MAC)層規(guī)范／019
2.2.1 MAC層服務(wù)規(guī)范／019
2.2.2 MAC層幀格式／020
2.2.3 MAC層命令幀／026
第三章 zigl 網(wǎng)絡(luò)及應用層
3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)層／031
3.1.1 網(wǎng)絡(luò)層概況／031
3.1.2 網(wǎng)絡(luò)層功能及其實現(xiàn)／032
3.2 ZigBee應用層／040
3.2.1 應用層概述／040
3.2.2 ZigBee應用支持子層／044
3.2.3 ZigBee應用框架／045
3.2.4 ZigBee設(shè)備對象／046
第四章 安全服務(wù)規(guī)范
4.1 安全服務(wù)規(guī)范概述／050
4.2 MAC層安全服務(wù)／054
4.2.1 流出MAC幀的安全處理／054
4.2.2 流入MAC幀的安全處理／055
4.2.3 與安全有關(guān)的MACPIB屬性／055
4.3 NWK層安全服務(wù)／056
4.3.1 流出NWK幀的安全處理／056
4.3.2 流入NWK幀的安全處理／057
4.3.3 與安全有關(guān)的NIB屬性／057
第五章 ZigBee常用芯片
5.1 幾種常用的ZigBee射頻芯片介紹／061
5.1.1 MCl3192射頻芯片介紹／061
5.1.2 CC2420射頻芯片介紹／062
5.2 CC2430片上系統(tǒng)／062
5.2.1 CC2430概述／062
5.2.2 CC2430引腳介紹／064
5.2.3 CC2430的8051CPU介紹／066
5.2.4 CC2430外圍設(shè)備／075
5.2.5 CC2430無線模塊／084
5.2.6 CC2431無線定位引擎／085
5.3 CC2591射頻前端芯片／087
5.3.1 概述／087
5.3.2 引腳配置／088
5.3.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及評估電路／089
第六章 基于CC2430的zieBee節(jié)點硬件設(shè)計技術(shù)
6.1 系統(tǒng)節(jié)點類型分類介紹／091
6.2 基于CC2430片上系統(tǒng)的監(jiān)控子節(jié)點設(shè)計／092
6.2.1 監(jiān)控子節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)／092
6.2.2 監(jiān)控子節(jié)點電路設(shè)計／092
6.2.3 監(jiān)控子節(jié)點PCB設(shè)計／094
6.2.4 監(jiān)控子節(jié)點電路設(shè)計注意事項／094
6.2.5 監(jiān)控子節(jié)點電源選擇及其相關(guān)性能指標／095
6.3 大功率路由節(jié)點設(shè)計／096
6.3.1 大功率路由節(jié)點硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，／096
6.3.2 大功率路由節(jié)點電路設(shè)計／097
6.3.3 大功率路由節(jié)點PCB設(shè)計／099
6.3.4 大功率路由節(jié)點電路設(shè)計注意事項／099
6.4 基于CC2430和FC35i／MC39i的協(xié)調(diào)器節(jié)點設(shè)計／101
6.4.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)／101
6.4.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點電路設(shè)計／102
6.4.3 監(jiān)控子節(jié)點PCB設(shè)計／105
6.4.4 協(xié)調(diào)器節(jié)點電路設(shè)計注意事項及其性能指標／105
6.5 硬件平臺低功耗設(shè)計／106
6.6 調(diào)試測試方法／108
6.6.1 用戶監(jiān)控子節(jié)點調(diào)試及測試／108
6.6.2 大功率路由節(jié)點調(diào)試及測試／110
6.6.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點調(diào)試及測試／12
第七章 IAR嵌入式軟件開發(fā)系統(tǒng)及CC2430／243l程序設(shè)計
7.1 IAR開發(fā)環(huán)境介紹／115
7.2 IAR的安裝／116
7.3 IAR中工作區(qū)、工程的建立和文件的添加／116
7.3.1 工作區(qū)、工程的創(chuàng)建／116
7.3.2 文件添加和程序文件新建／117
7.4 IAR中工程參數(shù)選項的設(shè)置／119
7.5 編譯、鏈接、下載／121
7.5.1 仿真器安裝／122
7.5.2 進入調(diào)試／122
7.5.3 調(diào)試窗口管理／123
7.5.4 調(diào)試管理／123
7.6 基于IAR的CC24.3 0／2431軟件開發(fā)／125
7.6.1 I／O端口配置及寄存器設(shè)定／125
7.6.2 振蕩器和時鐘設(shè)定／127
7.6.3 電源模式及看門狗／129
7.6.4 中斷程序／130
7.6.5 定時器編程／131
7.6.6 串口通信／136
7.6.7 DMA傳輸／137
7.6.8 射頻收發(fā)／140
7.6.9 AES協(xié)處理器及隨機數(shù)發(fā)生器／143
7.6.1 0片內(nèi)溫度、電壓讀取及ADC編程／145
7.6.1 1Flash讀寫／147
7.7 GSM／GPRS遠程通信程序設(shè)計／147
7.7.1 ZigBee中用于發(fā)送短信的相關(guān)代碼／147
7.7.2 ZigBee中用于接收短信的相關(guān)代碼／154
第八章 TIZ-Stack軟件架構(gòu)及開發(fā)
8.1 Z-Stack軟件架構(gòu)／159
8.1.1 系統(tǒng)初始化／159
8.1.2 操作系統(tǒng)的執(zhí)行／160
8.1.3 在項目中組織Z-Stack文件／163
8.2 應用層開發(fā)／166
8.2.1 綁定／166
8.2.2 配置文件／167
8.2.3 端點／167
8.2.4 簇／167
8.3 網(wǎng)絡(luò)層開發(fā)／167
8.3.1 尋址／167
8.3.2 路由／169
第九章 zigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)
9.1 定位技術(shù)概述／172
9.2 CC2431定位引擎／174
9.2.1 基于RSSI技術(shù)的定位引擎／174
9.2.2 定位引擎的精確性／175
9.3 定位網(wǎng)絡(luò)的布置／176
……
應用篇
第十章 基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的樓宇安全監(jiān)測系統(tǒng)
第十一章 基于ZigBee知智能公交系統(tǒng)
第十二章 基于ZigBee的病房號系統(tǒng)
參考文獻
（2）網(wǎng)絡(luò)自組織。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用中，通常情況下傳感器節(jié)點被部署在沒有基礎(chǔ)設(shè)施的地方。傳感器節(jié)點的位置不能預先精確設(shè)定，或者節(jié)點的位置不固定，是移動的；節(jié)點之間的相互鄰居關(guān)系也不能預先知道，甚至是隨時變化。這樣就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力，能夠自動進行配置和管理，通過拓撲控制機制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
�。�3）多跳路由。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通信距離有限，一般在幾十到幾百米范圍內(nèi)，節(jié)點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點進行通信，則需要通過中間節(jié)點進行路由。這樣每個節(jié)點既可以是信息的發(fā)起者，也可以是信息的轉(zhuǎn)發(fā)者。
�。�4）網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點可以隨處移動；一個節(jié)點可能會因為電池能量耗盡或其他故障，退出網(wǎng)絡(luò)運行；一個節(jié)點也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)總是處在變化當中。
�。�5）網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心。傳感器是傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取的來源，沒有了傳感器采集的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)就失去了意義，所以通常說傳感器是一個以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。
�。�6）面向應用的網(wǎng)絡(luò)。傳感器用來感知客觀物理世界，獲取物理世界的信息量�？陀^世界的物理量多種多樣，不可窮盡。不同的傳感器應用關(guān)系不同的物理量，因此對傳感器的應用系統(tǒng)也有多種多樣的要求。網(wǎng)絡(luò)的部署是有目的性的，通常情況下是針對實際情況而設(shè)定的，沒有哪一種網(wǎng)絡(luò)可以適應所有應用場景，所以傳感器網(wǎng)絡(luò)是應用驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)。
2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息感知與采集和計算模式的一場革命，它作為一個全新的研究領(lǐng)域在基礎(chǔ)理論研究和工程技術(shù)研究兩個層面上對科技工作者提出了大量的挑戰(zhàn)性研究課題。主要的關(guān)鍵技術(shù)如下：
�。�1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。傳感器節(jié)點能量十分有限，因此在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計過程中要重點考慮功耗問題，因此降低能源消耗是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中要考慮的最重要的方面，大量研究表明路由協(xié)議和MAC協(xié)議對無線通信模塊的能量消耗起著關(guān)鍵影響。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議的主要目標是使節(jié)點公平、有效地共享無線信道，避免多個節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突。網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議需要解決通過局部信息來決策并優(yōu)化全局行為（路由生成與路由選擇）的問題。衡量傳感器網(wǎng)絡(luò)路由性能的一個重要指標就是合理地使用網(wǎng)絡(luò)中各個傳感器節(jié)點的有限能量，使得網(wǎng)絡(luò)保持連通性的時間更長。
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