ZigBee技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教程：基于CC2530的無線傳感網(wǎng)技術(shù)（第2版）

目錄
 
 
 
第1章  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)     1
1.1  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述   1
1.2  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程        2
1.3  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和前景   3
1.4  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)        3
1.5  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)   5
1.6  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)        8
1.7  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展   9
1.8  典型短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)   10
1.9  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要研究領(lǐng)域        13
第2章  IEEE 802.15.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)      15
2.1  IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)概述         15
2.2  網(wǎng)絡(luò)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)   18
2.3  協(xié)議棧架構(gòu)   20
2.4  物理層規(guī)范   21
2.5  MAC層規(guī)范  23
2.6  MAC/PHY信息交互流程       29
2.7  基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)        29
第3章  ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)          32
3.1  ZigBee標(biāo)準(zhǔn)概述   32
3.2  ZigBee技術(shù)特點(diǎn)   33
3.3  ZigBee協(xié)議框架   35
3.4  ZigBee網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范        35
3.5  ZigBee應(yīng)用層規(guī)范        38
3.6  ZigBee安全服務(wù)規(guī)范   40
第4章  ZigBee開發(fā)平臺(tái)     41
4.1  ZigBee硬件開發(fā)平臺(tái)   42
4.1.1  CC2530射頻模塊       42
4.1.2  調(diào)試器接口         44
4.1.3  ZigBee學(xué)習(xí)板    44
4.2  ZigBee軟件開發(fā)平臺(tái)   47
4.2.1  IAR簡(jiǎn)介      47
4.2.2  IAR基本操作      48
第5章  CC2530基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)   54
5.1  CC2530無線片上系統(tǒng)概述  54
5.1.1  CC2530芯片主要特性       55
5.1.2  CC2530的應(yīng)用領(lǐng)域   55
5.1.3  CC2530概述       56
5.1.4  CC2530芯片引腳的功能   58
5.1.5  CC2530增強(qiáng)型8051內(nèi)核簡(jiǎn)介 59
5.2  通用I/O端口         60
5.2.1  通用I/O端口簡(jiǎn)介      60
5.2.2  通用I/O端口相關(guān)寄存器 60
5.2.3  實(shí)驗(yàn)1：點(diǎn)亮LED       61
5.2.4  實(shí)驗(yàn)2：按鍵控制LED交替閃爍      63
5.3  外部中斷        64
5.3.1  中斷概述    64
5.3.2  中斷屏蔽    65
5.3.3  中斷處理    68
5.3.4  實(shí)驗(yàn)：按鍵中斷控制LED 71
5.4  定時(shí)器   73
5.4.1  片內(nèi)外設(shè)I/O       73
5.4.2  定時(shí)器簡(jiǎn)介         74
5.4.3  定時(shí)器1寄存器         75
5.4.4  定時(shí)器1操作     76
5.4.5  16位計(jì)數(shù)器        77
5.4.6  實(shí)驗(yàn)1：定時(shí)器1控制LED閃爍      78
5.4.7  定時(shí)器3概述     79
5.4.8  實(shí)驗(yàn)2：定時(shí)器1和定時(shí)器3同時(shí)控制LED1和LED2以不同頻率閃爍      80
5.5  1602型LCD   82
5.5.1  1602型LCD簡(jiǎn)介        82
5.5.2  1602型LCD引腳功能        82
5.5.3  1602型LCD的特性   83
5.5.4  1602型LCD字符集   83
5.5.5  1602型LCD基本操作程序        83
5.5.6  1602型LCD指令集   84
5.5.7  1602型LCD 4線連接方式         85
5.5.8  實(shí)驗(yàn)：LCD顯示實(shí)驗(yàn)          85
5.6  USART     90
5.6.1  串行通信接口    90
5.6.2  串行通信接口寄存器         91
5.6.3  設(shè)置串行通信接口寄存器波特率    93
5.6.4  實(shí)驗(yàn)1：UART發(fā)送   93
5.6.5  UART接收  95
5.6.6  實(shí)驗(yàn)2：UART發(fā)送與接收        96
5.7  ADC         99
5.7.1  ADC簡(jiǎn)介    99
5.7.2  ADC輸入    99
5.7.3  ADC寄存器         100
5.7.4  ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果    102
5.7.5  單個(gè)ADC轉(zhuǎn)換   102
5.7.6  片內(nèi)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)         102
5.8  睡眠定時(shí)器   104
5.8.1  睡眠定時(shí)器簡(jiǎn)介         104
5.8.2  睡眠定時(shí)器寄存器    105
5.8.3  實(shí)驗(yàn)：睡眠定時(shí)器喚醒實(shí)驗(yàn)    105
5.9  時(shí)鐘和電源管理   110
5.9.1  CC2530電源管理簡(jiǎn)介       110
5.9.2  CC2530電源管理控制       111
5.9.3  CC2530振蕩器和時(shí)鐘       111
5.9.4  實(shí)驗(yàn)：中斷喚醒系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)         111
5.10  看門狗 114
5.10.1  看門狗模式       115
5.10.2  定時(shí)器模式       115
5.10.3  看門狗定時(shí)器寄存器       116
5.10.4  實(shí)驗(yàn)：看門狗實(shí)驗(yàn)  116
5.11  DMA     118
5.11.1  DMA操作 119
5.11.2  DMA配置參數(shù) 119
5.11.3  DMA配置安裝 122
5.11.4  實(shí)驗(yàn)：DMA傳輸     123
第6章  常用傳感器     127
6.1  數(shù)字溫濕度傳感器DHT11   127
6.1.1  DHT11簡(jiǎn)介         127
6.1.2  DHT11典型應(yīng)用電路         127
6.1.3  DHT11串行接口         128
6.1.4  DHT11串行接口通信過程         128
6.1.5  實(shí)驗(yàn)：DHT11實(shí)驗(yàn)    129
6.2  紅外人體感應(yīng)模塊實(shí)驗(yàn)        133
6.2.1  紅外人體感應(yīng)模塊功能特點(diǎn)    133
6.2.2  紅外人體感應(yīng)模塊實(shí)物    133
6.2.3  實(shí)驗(yàn)：紅外人體感應(yīng)模塊實(shí)驗(yàn)         134
6.3  結(jié)露傳感器實(shí)驗(yàn)   134
6.3.1  HDS05結(jié)露傳感器特性曲線     135
6.3.2  HDS05結(jié)露傳感器電路設(shè)計(jì)     135
6.3.3  HDS05結(jié)露傳感器實(shí)物     135
6.3.4  實(shí)驗(yàn)：結(jié)露傳感器實(shí)驗(yàn)    136
6.4  煙霧傳感器模塊   138
6.4.1  煙霧傳感器模塊的功能特點(diǎn)    138
6.4.2  煙霧傳感器模塊實(shí)物         138
6.4.3  實(shí)驗(yàn)：煙霧傳感器模塊實(shí)驗(yàn)    139
6.5  光強(qiáng)度傳感器模塊        139
6.5.1  GY-30 數(shù)字光模塊介紹     139
6.5.2  數(shù)字光模塊實(shí)物         140
6.5.3  I2C總線介紹      140
6.5.4  實(shí)驗(yàn)：光強(qiáng)度傳感器模塊實(shí)驗(yàn)         141
第7章  CC2530實(shí)現(xiàn)紅外通信   148
7.1  紅外通信簡(jiǎn)介        148
7.1.1  紅外線通信的特點(diǎn)    148
7.1.2  紅外線發(fā)射和接收    148
7.1.3  紅外線遙控發(fā)射和接收電路    149
7.1.4  紅外發(fā)射電路    150
7.1.5  NEC協(xié)議     150
7.2  實(shí)驗(yàn)1：中斷方式發(fā)射紅外信號(hào)         150
7.3  實(shí)驗(yàn)2：PWM方式輸出紅外信號(hào)       157
7.4  實(shí)驗(yàn)3：紅外接收實(shí)驗(yàn)         161
第8章  Z-Stack協(xié)議棧         165
8.1  Z-Stack協(xié)議棧基礎(chǔ)       165
8.1.1  Z-Stack協(xié)議棧簡(jiǎn)介    165
8.1.2  Z-Stack協(xié)議?；靖拍?nbsp;   165
8.1.3  Z-Stack的下載與安裝        168
8.2  Sample Application工程         169
8.2.1  Sample Application工程簡(jiǎn)介     169
8.2.2  Sample Application工程概況     170
8.2.3  Sample Application工程初始化與事件的處理          170
8.2.4  Sample Application工程事件的處理函數(shù)          172
8.2.5  Sample Application工程流程     173
8.3  OSAL循環(huán)       178
8.3.1  Z-Stack的任務(wù)調(diào)度    178
8.3.2  Z-Stack主函數(shù)    179
8.3.3  Z-Stack任務(wù)的初始化        180
8.3.4  Z-Stack的系統(tǒng)主循環(huán)        181
8.4  數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收        184
8.4.1  網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置         184
8.4.2  數(shù)據(jù)的發(fā)送         186
8.4.3  數(shù)據(jù)的接收         189
8.5  修改LED驅(qū)動(dòng)        191
8.6  修改按鍵驅(qū)動(dòng)        195
8.6.1  Z-Stack的按鍵機(jī)制概述    195
8.6.2  Z-Stack按鍵的宏定義        195
8.6.3  Z-Stack按鍵初始化代碼分析    196
8.6.4  Z-Stack按鍵的配置    199
8.6.5  Z-Stack輪詢方式按鍵處理        201
8.6.6  Z-Stack中斷方式按鍵處理        206
8.7  Z-Stack 2007串口機(jī)制  213
8.7.1  串口配置    213
8.7.2  串口初始化         215
8.7.3  串口接收數(shù)據(jù)    220
8.7.4  Z-Stack串口發(fā)送數(shù)據(jù)        225
8.8  Z-Stack啟動(dòng)分析   227
8.8.1  啟動(dòng)配置    227
8.8.2  Z-Stack啟動(dòng)相關(guān)概念        228
8.8.3  SampleApp工程協(xié)調(diào)器啟動(dòng)過程分析      232
8.9  ZigBee綁定機(jī)制   236
8.10  SimpleApp工程    237
8.10.1  SimpleApp的打開     237
8.10.2  SimpleApp啟動(dòng)分析         238
8.11  燈開關(guān)實(shí)驗(yàn) 240
8.11.1  SimpleController.c     240
8.11.2  SimpleSwitch.c  244
8.11.3  燈開關(guān)實(shí)驗(yàn)其他函數(shù)分析       248
8.12  傳感器采集實(shí)驗(yàn) 249
8.12.1  采集節(jié)點(diǎn)SimpleCollector.c      249
8.12.2  傳感器節(jié)點(diǎn)SimpleSensor.c      251
第9章  智能家居系統(tǒng)          254
9.1  智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)        254
9.1.1  智能家居系統(tǒng)的需求分析         254
9.1.2  智能家居系統(tǒng)分析    255
9.1.3  智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)    255
9.2  智能家居系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建   256
9.2.1  Mini6410 ARM11開發(fā)板   256
9.2.2  建立Android應(yīng)用開發(fā)環(huán)境      256
9.2.3  在Andorid程序中訪問串口      260
9.2.4  Android上的Servlet服務(wù)器i-jetty    261
9.3  智能家居系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計(jì)   262
9.3.1  下位機(jī)程序設(shè)計(jì)思路         262
9.3.2  一鍵報(bào)警功能下位機(jī)實(shí)現(xiàn)         262
9.3.3  水浸報(bào)警功能下位機(jī)實(shí)現(xiàn)         263
9.3.4  中斷方式報(bào)警的紅外入侵傳感器的實(shí)現(xiàn)         264
9.4  智能家居系統(tǒng)設(shè)置模塊的實(shí)現(xiàn)   265
9.4.1  SQLite簡(jiǎn)介 265
9.4.2  Android系統(tǒng)中SQLite?數(shù)據(jù)庫(kù)的操作      266
9.4.3  智能家居系統(tǒng)設(shè)置模塊的實(shí)現(xiàn)         267
9.5  智能家居系統(tǒng)監(jiān)聽服務(wù)的實(shí)現(xiàn)   270
9.5.1  Android Service   270
9.5.2  Android多線程   271
9.5.3  短信的發(fā)送與接收    273
9.5.4  智能家居系統(tǒng)監(jiān)聽服務(wù)的實(shí)現(xiàn)         274
9.6  Web方式訪問智能家居系統(tǒng)        279
9.6.1  ContentProvider簡(jiǎn)介          280
9.6.2  ContentProvider操作          280
9.6.3  創(chuàng)建ContentProvider          282
9.6.4  Web方式訪問智能家居系統(tǒng)    283
第10章  智能溫室系統(tǒng)       290
10.1  智能溫室系統(tǒng)設(shè)計(jì)      290
10.1.1  智能溫室定義  290
10.1.2  智能溫室系統(tǒng)的需求分析       290
10.1.3  智能溫室系統(tǒng)分析  291
10.2  智能溫室系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn) 291
10.2.1  繼電器       291
10.2.2  控制板中控制電路的實(shí)現(xiàn)       292
10.2.3  智能溫室系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)       293
10.3  智能溫室系統(tǒng)休眠功能的實(shí)現(xiàn) 294
　　10.4  協(xié)調(diào)器直接訪問Web服務(wù)器     295
　　　　　10.4.1  設(shè)置wificp210x模塊   295
　　　　　10.4.2  使用wificp210x模塊訪問Web服務(wù)器       296
　　　　　10.4.3  編程實(shí)現(xiàn)ZigBee協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)上傳至Web服務(wù)器     297
第11章  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)       299
11.1  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)      299
11.1.1  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的組成  299
11.1.2  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的可行性分析       300
11.1.3  校園一卡通學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的需求分析  300
11.2  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)的時(shí)鐘功能的實(shí)現(xiàn)      300
11.2.1  DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路     300
11.2.2  DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊     300
11.2.3  DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的操作說明 301
11.2.4  DS1302時(shí)鐘模塊例程     303
11.2.5  Z-Stack中使用DS1302時(shí)鐘模塊實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間的功能        306
11.3  學(xué)生考勤管理系統(tǒng)讀卡功能的實(shí)現(xiàn) 307
11.3.1  RFID介紹 307
11.3.2  M104BPC讀寫模塊 309
11.3.3  例程  313
11.3.4  Z-Stack實(shí)現(xiàn)讀卡功能      319
參考文獻(xiàn)         322