传感网应用开发（微课版）

本书参考传感网应用开发1+X职业技能等级考试中级和高级的考核内容，将所涉及到的知识点设计成项目案例，由浅入深、全面系统地讲解了传感网的应用与开发。全书共7个项目，包括智能安防系统、生产线环境监测系统、仓储环境监测系统、Stack协议栈组网开发、Wi-Fi数据通信项目、Wi-Fi转发器项目和矿井安防检测项目。 本书既可以作为物联网相关专业的教材，也可以作为广大物联网爱好者自学传感网的教材，还可以作为传感网开发者的参考用书及相关机构培训教材。

易勋，工学博士，深圳信息职业技术学院专业教师，深圳市高层次专业人才，曾主持国家自然科学基金及教育部留学回国科研启动基金各1项，获得全国大学生嵌入式设计竞赛二等奖、湖南省电子设计竞赛一等奖，现主要专业方向为物联网应用技术，受聘为教育部1+X技能证书《传感网应用开发》中级/高级金牌培训讲师及考评员。

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　串行通信的基础知识 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-485/RS-422/RS-232通信标准 1.5　Modbus通信协议 1.5.1　Modbus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 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主从机通信网络的数据帧 1.7.2　通过RS-485网络上传到网关的数据帧 1.8　系统搭建 1.9　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　编写读取传感器数据并回复响应帧的函数 1.10　编译下载程序 1.10.1　节点固件下载 1.10.2　节点配置 1.11　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　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总线的网络拓扑与节点硬件构成 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 2.2.3　采集量讲解 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　系统搭建 2.6　完善工程代码 2.7　编译下载程序 2.7.1　节点固件下载 2.7.2　节点配置 2.8　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　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　应用场景分析 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系统搭建 3.6　完善工程代码和编译下载 3.6.1　温湿度节点数据采集 3.6.2　火焰节点数据采集 3.6.3　传感数据汇聚 3.7　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　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　任务场景介绍 ※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　基于Z-Stack的串口通信 4.5.1　打开Z-Stack的SampleApp.eww工程 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　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　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　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数据通信项目 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　WiFi模块 5.6.3　开关量传感器介绍 5.7　配置Wi-Fi AP工作模式 5.8　配置Wi-Fi station工作模式 5.9　配置Wi-Fi soft-AP+station工作模式 5.10　Wi-Fi基于AT指令接入云平台 项目6　Wi-Fi转发器项目 ※6.1　LwIP协议栈简介 ※6.2　LwIP的TCP Socket 简介 6.2.1　TCP/IP协议 6.2.2　网络套接字Socket ※6.3　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文件的生成和烧录下载 ※6.4　基于Wi-Fi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通讯模块station模式的编程开发 6.4.3　Wi-Fi通讯模块soft-AP模式的编程开发 6.4.4　Wi-Fi通讯模块station+soft-AP模式的编程开发 ※6.5　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　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连结云平台 6.6.3　测试结果 6.6.4　查看ESP8266上传数据 6.6.5　使用执行器 ※6.7　测试方案及设计 6.7.1　测试目的 6.7.2　测试方法 项目7　矿井安防检测项目 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总线介绍 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　系统搭建 7.6　完善工程代码和编译下载 7.6.1　LoRa终端节点1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网关节点汇聚传感器数据 7.7　结果验证 7.8　测试方案及设计 7.8.1　测试目的 7.8.2　测试方法 ※任务7.9　LoRaWAN协议栈移植