Zig Bee技術與應用

前言

　　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，無線傳感器網絡技術位列其中。無線傳感器網絡技術將是繼因特網之后，對21世紀人類生活方式產生重大影響的IT技術之一。無線傳感器網絡的出現，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絡觸摸自然、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”、“泛在網絡”等概念，我國也提出了“感知中國”的倡議，無線傳感器網絡技術正是實現這些概念和倡議的基石?！　ig Bee是一種網絡容量大、節(jié)點體積小、低功耗、低速率的無線通信技術，主要用來實現信息的采集與處理。由于Zig Bee網絡節(jié)點體積小，組網靈活，部署方便，功耗極低，所以適合用來組建無線傳感器網絡。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聯盟，推出了Zig Bee協(xié)議標準。Zig Bee技術一出現，立刻引起了廣泛的關注，世界各大半導體廠商紛紛推出實現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Zig Bee技術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絡技術，特別是Zig Bee技術的快速發(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傳感器網絡的軟硬件設計研究成果，內容豐富、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傳感器網絡硬件平臺的設計方法，以及基于此的各種應用設計；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計中的獨到之處。

內容概要

　　本書從基礎理論、開發(fā)實踐以及應用三方面論述了ZigBee無線網絡設計實現的關鍵技術、開發(fā)細節(jié)和具體應用，覆蓋了ZigBee無線技術的理論基礎、ZigBee無線網絡的通信協(xié)議、ZigBee網絡節(jié)點硬件平臺設計方法、嵌入式軟件開發(fā)實例、網絡定位原理與設計、Z-Stack軟件架構等內容，給出了ZigBee技術在安全監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生和智能公交系統(tǒng)的應用實例和設計方法?！　”緯饕槍τ幸欢ňW絡和無線通信技術基礎的中、高級讀者，適合從事短距離無線網絡通信技術理論研究、設備研制、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絡、物聯網研究與研制的科研人員也有一定的借鑒與參考價值。

書籍目錄

理論篇 　第一章 ZigBee技術概述 　　1.1 無線傳感器網絡 　　　1.1.1 無線傳感器網絡概述 　　　1.1.2 無線傳感器網絡特點及關鍵技術 　　1.2 ZigBee技術概述 　　1.3 ZigBee網絡結構 　　　1.3.1 ZigBee網絡體系 　　　1.3.2 ZigBee網絡拓撲 　　1.4 ZigBee協(xié)議架構 　　1.5 ZigBee技術應用 　第二章 IEEE802.15.4標準 　　2.1 物理層規(guī)范 　　　2.1.1 物理層功能概述 　　　2.1.2 物理層服務規(guī)范 　　　2.1.3 物理層數據格式 　　　2.1.4 物理層常量和PIB屬性 　　2.2 媒體接人控制(MAC)層規(guī)范 　　　2.2.1 MAC層服務規(guī)范 　　　2.2.2 MAC層幀格式 　　　2.2.3 MAC層命令幀 　第三章 ZigBee網絡及應用層 　　3.1 ZigBee網絡層 　　　3.1.1 網絡層概況 　　　3.1.2 網絡層功能及其實現 　　3.2 ZigBee應用層 　　　3.2.1 應用層概述 　　　3.2.2 ZigBee應用支持子層 　　　3.2.3 ZigBee應用框架 　　　3.2.4 ZigBee設備對象 　第四章 安全服務規(guī)范 　　4.1 安全服務規(guī)范概述 　　4.2 MAC層安全服務 　　　4.2.1 流出MAC幀的安全處理 　　　4.2.2 流入MAC幀的安全處理 　　　4.2.3 與安全有關的MACPIB屬性 　　4.3 NWK層安全服務 　　　4.3.1 流出NWK幀的安全處理 　　　4.3.2 流入NWK幀的安全處理 　　　4.3.3 與安全有關的NIB屬性 實踐篇 　第五章 ZigBee常用芯片 　　5.1 幾種常用的ZigBec射頻芯片介紹 　　　5.1.1 MCl3192射頻芯片介紹 　　　5.1.2 CC2420射頻芯片介紹 　　5.2 CC2430片上系統(tǒng) 　　　5.2.1 CC2430概述 　　　5.2.2 CC2430引腳介紹 　　　5.2.3 CC2430的805lCPU介紹 　　　5.2.4 CC2430外圍設備 　　　5.2.5 CC2430無線模塊 　　　5.2.6 CC2431無線定位引擎 　　5.3 CC2591射頻前端芯片 　　　5.3.1 概述 　　　5.3.2 引腳配置 　　　5.3.3 內部結構及評估電路 　第六章 基于OC2430的ZigBee節(jié)點硬件設計技術 　　6.1 系統(tǒng)節(jié)點類型分類介紹 　　6.2 基于CC2430片上系統(tǒng)的監(jiān)控子節(jié)點設計 　　　6.2.1 監(jiān)控予節(jié)點硬件結構 　　　6.2.2 監(jiān)控予節(jié)點電路設計 　　　6.2.3 監(jiān)控子節(jié)點PCB設計 　　　6.2.4 監(jiān)控子節(jié)點電路設計注意事項 　　　6.2.5 監(jiān)控子節(jié)點電源選擇及其相關性能指標 　　6.3 大功率路由節(jié)點設計 　　　6.3.1 大功率路由節(jié)點硬件系統(tǒng)結構 　　　6.3.2 大功率路由節(jié)點電路設計 　　　6.3.3 大功率路由節(jié)點PCB設計 　　　6.3.4 大功率路由節(jié)點電路設計注意事項 　　6.4 基于CC2430和TC35iMC39i的協(xié)調器節(jié)點設計 　　　6.4.1 協(xié)調器節(jié)點硬件結構 　　　6.4.2 協(xié)調器節(jié)點電路設計 　　　6.4.3 監(jiān)控子節(jié)點PCB設計 　　　6.4.4 協(xié)調器節(jié)點電路設計注意事項及其性能指標 　　6.5 硬件平臺低功耗設計 　　6.6 調試測試方法 　　　6.6.1 用戶監(jiān)控子節(jié)點調試及測試 　　　6.6.2 大功率路由節(jié)點調試及測試 　　　6.6.3 協(xié)調器節(jié)點調試及測試 　第七章 IAR嵌入式軟件開發(fā)系統(tǒng)及CC24301程序設計　第八章 TI Z-Stack軟件架構及開發(fā) 　第九章 zigBee無線傳感器網絡定位技術 應用篇 　第十章 基于ZigBee網絡的樓宇安全監(jiān)測系統(tǒng) 　第十一章 基于ZigBee的智能公交系統(tǒng) 　第十二章 基于ZigBee的病房叫號系統(tǒng) 參考文獻

章節(jié)摘錄

　?。?）網絡自組織。在無線傳感器網絡應用中，通常情況下傳感器節(jié)點被部署在沒有基礎設施的地方。傳感器節(jié)點的位置不能預先精確設定，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絡協(xié)議自動形成轉發(fā)監(jiān)測數據的多跳無線網絡系統(tǒng)?！　。?）多跳路由。網絡中節(jié)點通信距離有限，一般在幾十到幾百米范圍內，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，也可以是信息的轉發(fā)者?！　。?）網絡動態(tài)性。無線傳感器網絡是一個動態(tài)的網絡，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，退出網絡運行；一個節(jié)點也可能由于工作的需要而被添加到網絡中。網絡的拓撲結構總是處在變化當中?！　。?）網絡以數據為中心。傳感器是傳感器網絡數據獲取的來源，沒有了傳感器采集的數據，網絡就失去了意義，所以通常說傳感器是一個以數據為中心的網絡。　?。?）面向應用的網絡。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。網絡的部署是有目的性的，通常情況下是針對實際情況而設定的，沒有哪一種網絡可以適應所有應用場景，所以傳感器網絡是應用驅動的網絡。　　2.無線傳感器網絡的關鍵技術　　無線傳感器網絡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域在基礎理論研究和工程技術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。主要的關鍵技術如下：　?。?）網絡協(xié)議。傳感器節(jié)點能量十分有限，因此在網絡協(xié)議設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絡設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鍵影響。無線傳感器網絡的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)送數據產生沖突。網絡層路由協(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。衡量傳感器網絡路由性能的一個重要指標就是合理地使用網絡中各個傳感器節(jié)點的有限能量，使得網絡保持連通性的時間更長。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    Zig Bee技術與應用 PDF格式下載

---