本书全面、系统地介绍了ZigBee无线传感器网络的基本理论及其相关应用。全书共分为8个项目，内容包括初识ZigBee无线传感器网络、ZigBee无线传感器网络入门、了解ZigBee无线传感器网络协议栈、ZigBee无线传感器网络数据通信、ZigBee无线传感器网络的管理、网关技术应用、ZigBee无线传感器网络设计、ZigBee无线传感器网络测试。
本书可作为高等院校和高职院校的物联网应用技术专业、通信专业、计算机应用专业、网络专业等相关专业的教材，也可作为物联网领域相关企业工程技术人员的培训教材和工具书。
《物联网无线传感器网络技术与应用（ZigBee版）》以无线传感器网络基础知识为出发点，遵循“初识——入门——进阶——提高——管理——应用”的设计思路，详细地介绍了无线传感器网络的相关知识和技术，旨在让读者清楚地了解传感器网络原理和目前所流行的各种与其相关技术的关系。本书采用理论与实践相结合的方法，使无线传感器网络技术运用于实践中，针对高职特色，立足岗位，弱化理论，运用通用软件，加深理论知识理解，强化技能训练，为从事物联网应用工程奠定坚实的基础。
谢金龙，湖南省物联网专业优秀教师，长期从事物流信息技术、条码技术等物联网相关技术的研究，已有多部相关教材出版。
项目一 初识ZigBee无线传感器网络 1
1．1 ZigBee无线传感网络概述 2
1．1．1 ZigBee无线传感器网络的定义 2
1．1．2 ZigBee无线传感器网络的特点 3
1．2 ZigBee无线传感器网络构架 5
1．2．1 ZigBee无线传感器网络的组成 5
1．2．2 ZigBee无线传感器网络系统结构 7
1．2．3 ZigBee无线传感器网络工作流程 8
1．3 ZigBee无线传感器网络的通信协议架构 8
1．3．1 概述 8
1．3．2 ZigBee无线网络通信信道分析 9
1．3．3 ZigBee的网络号 11
1．3．4 ZigBee的地址 11
1．3．5 ZigBee的设备类型 11
1．4 ZigBee无线传感器网络拓扑结构 12
1．5 ZigBee无线传感器网络面临的技术挑战和发展趋势 14
1．5．1 ZigBee无线传感器网络面临的技术挑战 14
1．5．2 ZigBee无线传感器网络的发展趋势 15
1．6 ZigBee无线传感器网络的应用 17
项目小结 18
主要概念 18
实训项目 18
实训考核 19
实训参考 21
课后练习 25
项目二 ZigBee无线传感器网络入门 26
2．1 需求分析 27
2．1．1 各层功能简介 27
2．1．2 最低需求估算 27
2．2 硬件资源 28
2．2．1 节点芯片选型 28
2．2．2 核心板硬件资源 28
2．2．3 底板硬件资源 32
2．3 软件资源 34
2．3．1 ZigBee协议栈选型 34
2．3．2 IAR集成开发环境的安装 34
2．3．3 安装仿真器驱动程序 38
2．3．4 安装物理地址烧写软件 41
2．4 软件应用 43
2．4．1 IAR的使用 43
2．4．2 协议栈的安装 52
2．4．3 协议栈的移除和增加文件 58
2．4．4 协议栈的基本操作 59
项目小结 62
主要概念 62
实训项目 62
实训考核 63
实训参考 63
课后练习 75
项目三 了解ZigBee无线传感器网络协议栈 77
3．1 Z-Stack协议栈 78
3．1．1 协议与协议栈 78
3．1．2 使用Z-Stack协议栈传输 78
3．2 ZigBee无线传感器网络功能层简介 79
3．2．1 物理层 79
3．2．2 介质访问控制层 80
3．2．3 网络层 80
3．2．4 应用层 83
3．3 OSAL多任务分配机制 84
3．3．1 OSAL基础知识 84
3．3．2 OSAL简介 85
3．3．3 协议栈软件架构 87
3．4 OSAL的运行机制 88
3．4．1 OSAL任务启动和初始化 89
3．4．2 OSAL任务的执行 92
3．4．3 OSAL的事件传递机制 97
3．4．4 OSAL添加新任务 98
3．4．5 事件的捕获 103
3．5 OSAL应用编程接口 105
3．6 OSAL应用编程 107
项目小结 109
主要概念 110
实训项目 110
实训考核 110
实训参考 111
课后练习 118
项目四 ZigBee无线传感器网络数据通信 119
4．1 ZigBee无线数据传输 120
4．1．1 开发基础 120
4．1．2 工作流程 125
4．1．3 数据发送 126
4．1．4 数据接收 128
4．2 ZigBee数据包 135
4．2．1 ZigBee数据包的结构 135
4．2．2 ZigBee数据传输流程 135
4．2．3 数据包格式 138
4．3 利用串口收发数据 140
4．3．1 串口概述 140
4．3．2 收发数据的实现方法 140
4．3．3 协议栈中的串口操作 146
4．4 非易失性存储器操作 152
4．4．1 NV操作函数 153
4．4．2 NV基本操作 154
4．4．3 NV基础实验 155
4．4．4 NV基础实验效果 159
4．5 组网验证 159
4．5．1 帧格式介绍 159
4．5．2 组网测试 160
项目小结 160
主要概念 160
项目实训 160
实训考核 161
实训参考 161
课后练习 168
项目五 ZigBee无线传感器网络的管理 170
5．1 ZigBee无线传感器网络设备 171
5．1．1 概述 171
5．1．2 地址分配 171
5．1．3 地址分配机制 172
5．1．4 ZigBee 的路由参数 173
5．2 ZigBee无线数据通信编程 174
5．3 Z-Stack协议栈的网络管理 188
5．3．1 Z-Stack协议栈的网络管理概述 188
5．3．2 Z-Stack协议栈的网络管理实验 189
项目小结 192
主要概念 193
实训项目 193
实训考核 194
实训参考 195
课后练习 203
项目六 网关技术应用 204
6．1 概述 205
6．2 网关的分类 205
6．2．1 协议网关 205
6．2．2 应用网关 206
6．2．3 安全网关 206
6．3 网关的特点与功能 206
6．3．1 网关的特点 207
6．3．2 网关的功能 207
6．4 ZigBee无线传感器网络网关选型 207
6．4．1 网关开发板 208
6．4．2 CC2530模块 208
6．4．3 网关协议的转换 209
项目小结 209
主要概念 209
项目实训 209
实训考核 210
实训参考 210
课后练习 215
项目七 ZigBee无线传感器网络设计 216
7．1 ZigBee无线传感器网络系统设计的基本要求 217
7．1．1 系统总体设计原则 217
7．1．2 WSN路由协议设计要求 217
7．1．3 评价指标体系 218
7．2 ZigBee无线传感器网络的安全 218
7．2．1 传感器网络的安全分析 218
7．2．2 传感器网络的安全性目标 219
7．2．3 传感器网络的安全策略 220
7．3 ZigBee无线传感器网络硬件的设计 222
7．3．1 传感节点的设计 223
7．3．2 网关和汇聚节点的设计 225
7．3．3 典型节点 226
7．3．4 节点应用选型 230
7．4 ZigBee无线传感器网络软件的设计 230
7．4．1 软件架构 231
7．4．2 中间件 232
7．4．3 操作系统 234
7．5 无线传感器网络的操作系统 235
7．5．1 WSN操作系统概述 235
7．5．2 TinyOS的技术特点 237
7．5．3 TinyOS的体系结构 237
项目小结 238
主要概念 238
项目实训 239
实训考核 239
实训参考 240
课后练习 247
项目八 ZigBee无线传感器网络测试 248
8．1 检测技术的基础 249
8．1．1 概述 249
8．1．2 测试场地 251
8．1．3 测试设备 253
8．2 ZigBee无线传感器网络的测试方法 256
8．2．1 物理测试 256
8．2．2 仿真测试 257
8．3 ZigBee无线传感器网络常见的测试项目 257
8．3．1 带宽测试 257
8．3．2 频率稳定性测试 258
8．3．3 功率测试 258
项目小结 258
主要概念 258
项目实训 259
实训考核 259
实训参考 260
课后练习 269
参考文献 270
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