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本书从物联网理论与实践两个方面介绍了物联网技术。主要内容包含物联网综述、国内外物联网应用现状与远景、传感器技术、RFID技术、有线传输与组网技术、Cortex-M3微控制器核、ATMEL SAM3S4B微处理器在物联网中的应用、C/OS-II操作系统应用、RFID实践、红外无线通信技术与实践、ZigBee无线通信技术与实践、Wi-Fi无线通信技术与实践、GPRS无线通信技术与实践、工业串口屏实践及物联网智能家居综合案例。本书配有丰富的学习资源，除了书中实验代码外，还包含FSIOT_A物联网平台其他的开发资料供读者学习参考。

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ISBN：9787121218897

开本：16开

页数：404

字数：646

本书目录

第1章  物联网综述 1
1.1  物联网的定义 1
1.1.1  通用定义 1
1.1.2 “中国式”定义 1
1.1.3  欧盟的定义 1
1.2  物联网的发展历史 2
1.3  物联网的体系架构 3
1.4  物联网产业标准 3
1.4.1  ITU-T物联网标准发展 4
1.4.2  ETSI物联网标准进展 4
1.4.3  3GPP/3GPP2物联网标准进展 5
1.4.4  IEEE物联网标准进展 5
1.4.5  中国物联网标准进展 6
1.5  物联网与网络安全 7
1.5.1  安全问题 7
1.5.2  安全分析 7
1.5.3  安全防护 8
1.6  物联网与云计算 8
1.7  物联网与智能处理 9
1.8  本章习题 9
第2章  国内外物联网应用现状与远景 10
2.1  国内物联网应用的典型案例 10
2.1.1  广东虎门大桥组合式收费系统 10
2.1.2  烟台蔬菜大棚远程监控系统 11
2.1.3  中关村软件园智能楼宇系统 12
2.2  国外物联网应用的典型案例 13
2.2.1  Perma Sense项目 13
2.2.2  国外车联网应用案例 14
2.3  物联网应用远景 15
2.3.1  物联网与智能家居 15
2.3.2  物联网与智能农业 15
2.3.3  物联网与智能物流 16
2.3.4  物联网与智能医疗 17
2.3.5  物联网与节能减排 18
2.4  本章习题 19
第3章  传感器技术 20
3.1  传感器概述 20
3.1.1  传感器概念 20
3.1.2  传感器特性 21
3.1.3  传感器分类 21
3.2  传感器结构 22
3.3  常用传感器 23
3.3.1  电阻式传感器 23
3.3.2  电感式传感器 26
3.3.3  电容式传感器 31
3.3.4  磁电式传感器 33
3.3.5  压电式传感器 36
3.3.6  光电式传感器 40
3.3.7  其他 45
3.4  MEMS技术 45
3.4.1  微机电系统概念 45
3.4.2  微机电系统发展简史 45
3.4.3  微机电系统的特点及前景 46
3.5  传感器接口 46
3.5.1  SPI接口 46
3.5.2  I2C接口 47
3.5.3  串行接口 48
3.6  本章习题 49
第4章  RFID技术 50
4.1  RFID概述 50
4.1.1  RFID的基本组成 50
4.1.2  RFID的工作原理 51
4.1.3  RFID应用领域 51
4.2  RFID架构 52
4.2.1  RFID分类 52
4.2.2  RFID硬件体系结构 54
4.3  RFID标签 55
4.4  RFID读写器 56
4.5  RFID天线技术 57
4.5.1  人们关注的天线特征 57
4.5.2  天线的分类 58
4.6  RFID中间件 59
4.6.1  中间件概述 59
4.6.2  中间件的分类 59
4.6.3  中间件的特征 59
4.7  RFID接口 60
4.8  RFID与EPC技术 61
4.8.1  EPC概述 61
4.8.2  EPC的特点 61
4.8.3  EPC系统的工作流程 62
4.8.4  EPC信息网络系统 62
4.8.5  EPC射频识别系统 63
4.8.6  EPC编码体系 64
4.9  本章习题 64
第5章  有线传输与组网技术 65
5.1　CAN总线 65
5.1.1　CAN简介 65
5.1.2　报文传输与帧结构 66
5.1.3　编码与故障处理 69
5.1.4　应用层 69
5.1.5　控制器和驱动器 70
5.2　RS-485总线 71
5.2.1　RS-485总线简介 71
5.2.2　布线规则 72
5.2.3　通信协议 72
5.2.4　硬件设计 73
5.3　TCP/IP 74
5.3.1　TCP/IP简介 74
5.3.2　TCP/IP的分层 74
5.3.3　TCP/IP协议族中底层的链路层 75
5.3.4　网络层协议 75
5.3.5　传输层协议 75
5.9　本章习题 76
第6章  Cortex-M3微控制器核 77
6.1  低功耗微控制器在物联网中的作用 77
6.2  Cortex-M3综述 77
6.3  Cortex-M3编程模式 79
6.3.1  Cortex-M3工作模式和工作状态 79
6.3.2  特权访问和用户访问 79
6.3.3  Cortex-M3寄存器组 80
6.3.4  Cortex-M3数据类型 82
6.3.5  Cortex-M3存储器格式 82
6.4  Cortex-M3存储系统 83
6.4.1  系统总线构架 83
6.4.2  存储器映射 83
6.4.3  Bit-banding机制 85
6.5  Cortex-M3异常和中断处理 87
6.5.1  异常类型 87
6.5.2  异常优先级 88
6.5.3  异常处理的堆栈使用 89
6.5.4  异常处理机制 91
6.5.5  异常退出 92
6.5.6  复位异常 93
6.5.7  中止（Abort）异常 95
6.5.8  SVC和PendSV 98
6.5.9  NVIC与中断控制 99
6.5.10  软件中断 100
6.5.11  SysTick定时器 100
6.5.12  中断控制寄存器 100
6.6  Cortex-M3的电源管理 101
6.6.1  SLEEPING 102
6.6.2  SLEEPDEEP 102
6.6.3  存储器保护单元（MPU） 102
6.7  Cortex-M3调试系统 104
6.8  Cortex-M3指令集 105
6.9  本章习题 108
第7章  ATMEL SAM3S4B微处理器在物联网中的应用 109
7.1  FSIOT_A物联网开发平台介绍 109
7.2  IAR Embedded Workbench IDE ARM开发环境搭建 111
7.2.1  IAR Embedded Workbench IDE简介 111
7.2.2  仿真工具J-LINK-ARM V8.0 111
7.2.3  IAR EWARM工程实例 111
7.2.4  IAR EWARM调试使用 115
7.3  SAM3S启动分析 118
7.3.1  Flash.icf文件 118
7.3.2  startup_sam3.c功能描述 119
7.3.3  启动代码与应用程序接口 121
7.4  GPIO编程 123
7.4.1  实例内容与目标 123
7.4.2  GPIO基本原理 123
7.4.3  LED灯实验 128
7.4.4  LED数码管实验 129
7.4.5  门磁传感器实验 135
7.4.6  温湿度传感器实验 136
7.4.7  蜂鸣器控制实验 142
7.5  UART编程 143
7.5.1  实例内容与目标 144
7.5.2  UART基本原理 144
7.5.3  UART软件设计与分析 147
7.6  SPI/SSP编程 151
7.6.1  实例内容与目标 151
7.6.2  SPI/SSP基本原理 151
7.6.3  SPI/SSP软件设计与分析 152
7.6.4  ISD1760语音实验 156
7.7  I2C编程 164
7.7.1  实例内容与目标 164
7.7.2  I2C基本原理 164
7.7.3  SAM3S4B中I2C的实现 166
7.7.4  光敏传感器实验 169
7.7.5  三轴加速度传感器实验 172
7.8  A/D转换编程 174
7.8.1  实例内容与目标 174
7.8.2  A/D转换基本原理 174
7.8.3  A/D烟雾传感器实验 178
7.8.4  A/D电压采集实验 180
7.9  SysTick定时器编程 180
7.9.1  实例内容与目标 180
7.9.2  SysTick定时器的基本原理 181
7.9.3  SysTick定时器的软件设计与实现 181
7.9.4  SysTick定时器参考程序及说明 182
7.10  脉冲宽度调制（PWM） 183
7.10.1  实例内容与目标 183
7.10.2  PWM基本原理 183
7.10.3  PWM软件设计与分析 183
7.10.4  PWM控制风扇实验 188
7.11  WDT看门狗编程 190
7.11.1  实例内容与目标 190
7.11.2  WDT看门狗基本原理 190
7.11.3  WDT看门狗软件设计与分析 192
7.12  本章习题 194
第8章  C/OS-II操作系统应用 196
8.1  实时操作系统基本原理与技术 196
8.1.1  实时操作系统的基本特征 196
8.1.2  实时操作系统的关键技术指标 197
8.1.3  实时操作系统基本术语 197
8.2  C/OS-II的任务管理和调度 199
8.2.1  任务及任务状态 199
8.2.2  C/OS-Ⅱ的任务管理 200
8.2.3  C/OS-Ⅱ的时间管理 214
8.2.4  任务之间通信与同步 220
8.2.5  内存管理 229
8.3  C/OS-II应用程序开发 234
8.3.1  C/OS-Ⅱ的变量类型 234
8.3.2  应用程序的基本结构 234
8.3.3  C/OS-Ⅱ API介绍 235
8.3.4  C/OS-Ⅱ多任务实现机制 236
8.4  C/OS-II在SAM3S4B开发板上的移植及程序解析 237
8.4.1  移植条件 237
8.4.2  移植步骤 238
8.4.3  实例程序分析 242
8.5  本章习题 244
第9章  RFID实践 245
9.1  非接触式逻辑加密卡芯片MF1 IC S50 245
9.1.1  系统结构及工作流程 245
9.1.2  主要特性 245
9.1.3  EEPROM存储结构 246
9.1.4  射频卡工作原理 248
9.1.5  读写卡模块与S50卡的操作指令与交易流程 250
9.2  CY-14443A低功耗读写芯片 251
9.3  协议说明 252
9.4  RFID读取序列号 252
9.5  RFID读取数据 254
9.6  RFID写入数据 254
9.7  RFID加密介绍 255
9.8  RFID例程 256
9.9  本章习题 258
第10章  红外无线通信技术与实践 259
10.1  红外通信原理 259
10.1.1  红外通信定义 259
10.1.2  红外通信的特点 259
10.1.3  红外遥控器 259
10.1.4  红外遥控通信过程 260
10.1.5  IrDA标准 260
10.1.6  红外遥控协议举例 262
10.2  红外学习基本原理 263
10.2.1  红外学习的定义 263
10.2.2  红外学习的应用特点 263
10.3  红外学习模块控制硬件电路及程序 263
10.3.1  控制模块特性 263
10.3.2  硬件电路 264
10.3.3  控制程序实现 264
10.4  本章习题 265
第11章  ZigBee无线通信技术与实践 266
11.1  ZigBee简介 266
11.1.1  ZigBee联盟 266
11.1.2  ZigBee与IEEE802.15.4 266
11.1.3  ZigBee设备 268
11.1.4  ZigBee网络拓扑 269
11.1.5  ZigBee协议栈 270
11.1.6  ZigBee服务原语 270
11.2  ZigBee规范 271
11.2.1  应用层 271
11.2.2  网络层 273
11.2.3  安全服务 279
11.3  AT86RF231 ZigBee应用接口电路 279
11.4  ZigBee组网例程 281
11.5  本章习题 285
第12章  Wi-Fi无线通信技术与实践 286
12.1  Wi-Fi技术 286
12.1.1  Wi-Fi5 与嵌入式Wi-Fi 286
12.1.2  Wi-Fi无线网络结构 286
12.1.3  IEEE802.11的工作模式 287
12.1.4  Wi-Fi技术的特点 288
12.1.5  Wi-Fi组建方法 288
12.1.6  Wi-Fi应用 288
12.2  基于RS9110-N-11-22的Wi-Fi应用模块 289
12.3  Wi-Fi通信部分应用接口电路 291
12.4  Wi-Fi例程 292
12.5  本章习题 298
第13章  GPRS无线通信技术与实践 299
13.1  GPRS概述 299
13.1.1  GPRS的产生及发展 299
13.1.2  GPRS的特点 299
13.1.3  GPRS的网络结构 300
13.1.4  GPRS的网络接口 300
13.1.5  GPRS网络实体 302
13.2  中兴ME3000模块应用接口电路 304
13.3  基于中兴ME3000的GPRS例程 305
13.4  本章习题 310
第14章  工业串口屏实践 311
14.1  串口屏基本原理 311
14.1.1  串口屏定义 311
14.1.2  串口屏的触摸类别及工作原理 311
14.1.3  各类型触摸屏的优缺点比较 312
14.2  FSIOT_A实验设备使用的串口屏简介 312
14.2.1  串口配置 312
14.2.2  串口屏工作模式 313
14.2.3  通信帧缓冲区（FIFO） 313
14.3  串口屏部分应用接口电路 313
14.4  串口屏例程 314
14.5  本章习题 317
第15章  物联网智能家居综合案例 318
15.1  引言 318
15.1.1  项目背景 318
15.1.2  术语及缩略语的定义 318
15.2  系统概述 319
15.2.1  系统功能 319
15.2.2  性能说明 319
15.3  系统硬件设计 320
15.3.1  ZigBee模块 320
15.3.2  Node1传感板 321
15.3.3  Node2执行板 322
15.3.4  Node3红外板 323
15.3.5  Mainboard网关板 323
15.3.6  Android平板和串口屏交互控制单元 324
15.4  无线通信方案 325
15.5  系统软件设计 325
15.5.1  Node1传感板的软件设计 325
15.5.2  Node2执行板 333
15.5.3  Node3红外板 338
15.5.4  Mainboard网关板 339
15.6  C/OS-II操作系统简要移植步骤 379
15.6.1  C/OS-II相关文件 379
15.6.2  C/OS-II代码修改 379
15.7  Android智能终端语音控制 381
15.7.1  协议说明 381
15.7.2  流程分析 381
15.7.3  语音控制操作 385
参考文献 388

展开

前言

前    言
国内物联网产业呈现“井喷”增长，物联网市场应用如今已从电力、交通、安保等公共服务领域逐步走入民用市场领域，并且初步形成了配套的产业链。此外，各地政府对物联网产业的热衷态势无不透露着未来物联网产业的诱人前景。据权威机构预测，2013年我国物联网市场规模将达到4896亿元，未来三年我国物联网市场增长率将保持在30%以上，市场前景巨大。随着物联网市场的爆发性扩张，物联网行业对人才的需求势必会急速增长，2013年全国有10万以上的物联网行业人才缺口，而在未来十年，所需求的人才数量每年都会增长。
物联网开发是电子技术、嵌入式技术、自动控制、网络通信技术、计算机技术等专业知识的综合应用。大学阶段除了重点学习理论知识外，还需要具备一定的动手实践能力，只有这样才能满足企业的真实需要。理工类高校开展以实验、项目开发为主的物联网应用实训则是一个极好的人才培养途径。实训环节的教学工作是理工科教学体系的重要环节，配套的专业图书和实战案例则成为这个重要环节的必备基础。
本书从物联网的基础知识、系统搭建到综合应用，共分三个层次深入浅出地为读者拨开萦绕于物联网这个概念的重重迷雾，引领读者渐渐步入物联网世界，帮助探索者实实在在地把握第三次IT科技浪潮的方向。本书的特色如下：
 重基础，适合教学。
 重素质，全面讲解。本书在一般性教材的基础上，对物联网系统的软硬件开发环境进行了大量的讲解，可以让读者更进一步、更全面地了解物联网的开发过程。
 重实践，与实际项目相结合。本书在多个章节安排小实验，特别在第15章使用大量篇幅以物联网智能家居实际项目应用开发为例进行详细的分析讲解，并在配套教学资源中给出了参考设计代码和文档。
 重应用。书中的实例对时下经常使用的功能、设备、器材等进行了讲解和说明，力求教材所涉及的内容能紧跟行业实际应用的需要。
全书共分15章，第1章介绍了物联网的定义、体系架构、产业标准等背景知识。第2章介绍了国内外一些典型应用案例，说明物联网的应用现状，并对物联网在更多行业上的应用发展描述了一些远景。第3章全面介绍了多种物联网应用中常用的传感器技术和传感器的接口技术。第4章从RFID原理、架构、接口及EPC等方面讲解RFID。第5章介绍了工业领域常用的CAN总线、RS-485总线、TCP/IP等有线通信及组网技术。第6章介绍了Cortex-M3微控制器特性。第7章介绍了基于华清远见自主研发的FSIOT_A物联网平台SAM3S4B微处理器在物联网中的应用及相关例程。第8章介绍了实时操作系统μC/OS-II的基本知识及在Cortex-M3上的移植。第9～13章主要介绍常见的无线识别和通信技术。第9章介绍了RFID实践操作及对S50卡的读写。第10章介绍了红外学习模块相关的操作。第11章介绍了ZigBee无线通信技术及基于AT86RF231的通信构架。第12章简要介绍了Wi-Fi无线通信技术和相关例程。第13章介绍了基于ME3000的GPRS无线通信的应用。第14章介绍了工业串口屏的使用。第15章给出了以FSIOT_A为实验平台的物联网智能家居综合案例。
本书的出版要感谢华清远见各位老师的无私帮助。本书的前期组织和后期审校工作都凝聚了培训中心多位老师的心血，他们认真阅读了书稿，提出了大量中肯的建议，并帮助纠正了书稿中的很多错误。
全书由卢闫进、刘洪涛承担书稿的编写及统稿工作。书稿的完成需要特别感谢研发中心老师们的帮助。
由于编者水平所限，书中疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。对于本书的批评和建议，可以发表到www.farsight.com.cn技术论坛。
编  者  
2013年8月

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