传感网应用开发(微课版)电子书

内容提要

前言

项目1 智能安防系统

1.1 应用场景介绍

1.2 总线概述

1.3 串行通信

1.3.1 串行通信介绍

1.3.2 常见的电平信号及其电气特性

1.4 RS-232/RS-422/RS-485通信标准

1.5 Modbus通信协议

1.5.1 Modbus通信协议概述

1.5.2 Modbus通信的请求与响应

1.5.3 Modbus寄存器

1.5.4 Modbus的串行消息帧格式

1.5.5 Modbus功能码

1.6 系统设备选型

1.6.1 M3主控模块

1.6.2 RS-485收发器芯片

1.6.3 采集量讲解

1.7 系统数据通信协议分析

1.7.1 RS-485网络的数据帧

1.7.2 通过RS-485网络上报网关的数据帧

1.8 任务1：系统搭建

1.9 任务2：完善工程代码

1.9.1 定义Modbus帧与Modbus协议管理器的结构体

1.9.2 编写Modbus通信帧解析函数

1.9.3 编写读取传感数据并回复响应帧的函数

1.10 任务3：编译下载程序

1.10.1 节点固件下载

1.10.2 节点配置

1.11 任务4：在云平台上创建项目

1.11.1 新建项目

1.11.2 添加设备

1.11.3 配置网关接入云平台

1.11.4 系统运行情况分析

1.12 任务5：测试方案及设计

1.12.1 测试目的

1.12.2 测试方法

项目2 生产线环境监测系统

2.1 应用场景介绍

2.2 CAN总线基础知识

2.2.1 CAN总线概述

2.2.2 CAN技术规范与标准

2.2.3 CAN总线的报文信号电平

2.2.4 CAN总线网络拓扑结构与节点硬件

2.2.5 CAN总线的传输介质

2.2.6 CAN通信帧介绍

※2.2.7 CAN优先级与位时序

2.3 系统设备选型

2.3.1 M3主控模块

2.3.2 CAN控制器与收发器

2.3.3 数字量传感数据采集

2.4 系统数据通信协议分析

2.4.1 CAN网络数据帧

2.4.2 通过RS-485网络上报网关的数据帧

2.5 任务1：系统搭建

2.6 任务2：完善工程代码

2.7 任务3：编译下载程序

2.7.1 节点固件下载

2.7.2 节点配置

2.8 任务4：在云平台上创建项目

2.8.1 新建项目

2.8.2 添加设备

2.8.3 配置物联网网关接入云平台

2.8.4 系统运行情况分析

2.9 任务5：测试方案及设计

2.9.1 测试目的

2.9.2 测试方法

项目3 仓储环境监测系统

3.1 应用场景介绍

3.2 BasicRF技术基础知识

3.2.1 BasicRF概述

3.2.2 BasicRF无线通信初始化

3.2.3 BasicRF关键函数分析

3.3 设备选型

3.3.1 ZigBee模块

3.3.2 CC2530介绍

3.4 系统数据通信协议分析

3.4.1 BasicRF无线通信网络自定义协议

3.4.2 RS-485网络上报网关的数据帧

3.5 任务1：系统搭建

3.6 任务2：完善工程代码和编译下载程序

3.6.1 温湿度数据采集节点

3.6.2 火焰数据采集节点

3.6.3 传感数据汇聚

3.7 任务3：在云平台上创建项目

3.7.1 新建项目

3.7.2 添加设备

3.7.3 配置物联网网关接入云平台

3.7.4 系统运行情况分析

3.8 任务4：测试方案及设计

3.8.1 测试目的

3.8.2 测试方法

※项目4 Z-Stack协议栈组网开发

4.1 应用场景介绍

4.1.1 基于Z-Stack的串口通信

4.1.2 基于Z-Stack的点对点通信

4.1.3 基于Z-Stack的点对多点通信

4.1.4 ZigBee节点入网和退网控制

4.2 ZigBee技术概述

4.3 ZigBee网络中的设备类型

4.3.1 设备类型

4.3.2 拓扑结构

4.3.3 信道

4.4 Z-Stack协议栈介绍

4.4.1 Z-Stack协议栈结构

4.4.2 Z-Stack下载与安装

4.5 任务1：基于Z-Stack的串口通信

4.5.1 打开Z-Stack的SampleApp.eww工程文件

4.5.2 文件删除

4.5.3 修改串口配置代码

4.5.4 修改SampleApp.h文件

4.5.5 SampleApp.c中修改SampleApp_Init()初始化函数

4.5.6 修改SampleApp_ProcessEvent()函数

4.5.7 添加应用层新任务

4.5.8 下载和运行

4.6 任务2：基于Z-Stack的点对点通信

4.6.1 创建工程文件

4.6.2 修改SampleApp.h头文件

4.6.3 修改簇相关信息

4.6.4 修改按键配置

4.6.5 修改SampleApp.c文件

4.6.6 修改串口相关信息

4.6.7 编写协调器代码

4.6.8 编写终端代码

4.6.9 模块编译与下载

4.6.10 程序运行

4.7 任务3：基于Z-Stack的点对多点通信

4.7.1 创建工程文件

4.7.2 修改SampleApp.h头文件

4.7.3 修改协调器Coordinator.c文件

4.7.4 修改终端节点EndDevice.c文件

4.7.5 生成路由节点Router.c文件

4.7.6 模块编译与下载

4.7.7 程序运行

4.7.8 广播通信

4.8 任务4：ZigBee节点入网和退网控制

4.8.1 创建工程文件

4.8.2 修改SampleApp.h头文件

4.8.3 修改协调器Coordinator.c文件

4.8.4 修改终端节点EndDevice.c文件

4.8.5 修改路由节点Router.c文件

4.8.6 程序运行

项目5 Wi-Fi数据通信

5.1 应用场景介绍

5.2 Wi-Fi技术简介

5.3 ESP8266 Wi-Fi通信模块简介

5.4 ESP8266 Wi-Fi通信模块的工作模式

5.5 AT指令简介

5.6 设备选型

5.6.1 M3主控模块

5.6.2 Wi-Fi通信模块

5.6.3 开关量传感器

5.7 任务1：配置Wi-Fi soft-AP工作模式

5.8 任务2：配置Wi-Fi station工作模式

5.9 任务3：配置Wi-Fi station+ soft-AP工作模式

5.10 任务4：Wi-Fi基于AT指令接入云平台

※项目6 Wi-Fi转发器

6.1 LwIP栈简介

6.2 LwIP的TCP Socket 简介

6.2.1 TCP/IP

6.2.2 网络套接字Socket

6.3 任务1：搭建Wi-Fi开发环境

6.3.1 软件编程环境的搭建

6.3.2 ESP_IDE开发环境和SDK的使用

6.3.3 应用程序Bin文件的生成和烧写下载

6.4 任务2：基于Wi-Fi通信模块工作模式开发

6.4.1 打开工程设置初始化参数

6.4.2 Wi-Fi通信模块station模式的编程开发

6.4.3 Wi-Fi通信模块soft-AP模式的编程开发

6.4.4 Wi-Fi通信模块station+soft-AP模式的编程开发

6.5 任务3：基于LwIP的TCP Socket开发

6.5.1 建立服务器（Server）源码工程

6.5.2 建立客户端（Client）源码工程

6.6 任务4：Wi-Fi接入云平台

6.6.1 在物联网云平台中创建设备

6.6.2 ESP8266连接云平台

6.6.3 测试结果

6.6.4 查看ESP8266上报数据

6.6.5 使用执行器

6.7 任务5：测试方案及设计

6.7.1 测试目的

6.7.2 测试方法

项目7 矿井安防检测

7.1 应用场景介绍

7.2 LoRa基础知识

7.2.1 LoRa无线技术

7.2.2 LoRa模块

7.2.3 SPI总线

7.2.4 LoRa调制解调

7.2.5 LoRa通信协议

※7.3 LoRaWAN基础知识

7.3.1 LoRaWAN网络简介

7.3.2 LoRaWAN网络的节点设备类型

7.3.3 LoRaWAN终端设备激活

7.3.4 LoRaWAN网络设备的数据传递流程

7.3.5 LoRaMac-node简介

7.3.6 LoRaWAN通信协议

7.4 设备选型

7.4.1 LoRa模块

7.4.2 温湿度光敏传感器

7.5 任务1：系统搭建

7.6 任务2：完善工程代码和编译下载程序

7.6.1 LoRa终端节点1的温湿度数据采集

7.6.2 LoRa终端节点2的光照数据采集

7.6.3 LoRa网关节点汇聚传感数据

7.7 任务3：结果验证

7.8 任务4：测试方案及设计

7.8.1 测试目的

7.8.2 测试方法

※7.9 任务5：LoRaWAN协议栈移植