ZigBee无线传感器网络设计与实现

由王小强等编著的《ZigBee无线传感器网络设计与实现》面向立志于进 行ZigBee无线传感器网络开发的初学者以及向无线网络开发转型的工程师， 按照理论实践相结合的思想，介绍了ZigBee无线传感器网络开发中的基础理 论，并给出了具体的实例。《ZigBee无线传感器网络设计与实现》针对 ZigBee无线传感器网络开发过程中的重点、难点问题，既有基础知识的讲述 ，又有相关配套实验，使读者能容易、快速、全面地掌握无线网络的开发过 程。本书从ZigBee无线传感器网络点对点通信讲起，逐步讲解了ZigBee协议 栈的开发过程以及注意的问题，同时给出了部分开发经验和技巧供读者参考 。 《ZigBee无线传感器网络设计与实现》可供从事无线传感器网络开发与 应用的人员学习使用，也可作为高等院校电子、通信、自动控制等专业的学 习用书。

第一章 ZigBee简介 1 1.1 无线网络数据传输协议对比 1 1.2 短距离无线网络的分类 3 1.2.1 什么是ZigBee 3 1.2.2 ZigBee和IEEE 802.15.4的关系 3 1.2.3 ZigBee的特点 5 1.3 ZigBee 2007协议简介 6 1.4 ZigBee无线网络通信信道分析 7 1.5 ZigBee无线网络拓扑结构 8 1.6 ZigBee技术的应用领域 9 1.7 CC2530开发板硬件资源概述 9 1.8 本章小结 11 第二章 IAR集成开发环境及程序下载流程 12 2.1 IAR集成开发环境简介 12 2.2 工程的编辑与修改 13 2.2.1 建立一个新工程 13 2.2.2 建立一个源文件 15 2.2.3 添加源文件到工程 16 2.2.4 工程设置 20 2.2.5 源文件的编译 24 2.3 仿真调试与下载 25 2.3.1 仿真调试器驱动的安装 26 2.3.2 程序仿真调试 27 2.4 本章小结 28 2.5 扩展阅读之模块化编程技巧 28 第三章 CC2530开发板硬件资源详解 30 3.1 核心板硬件资源 30 3.1.1 CC2530简介 30 3.1.2 天线及巴伦匹配电路设计 31 3.1.3 晶振电路设计 31 3.2 底板硬件资源 32 3.2.1 电源电路设计 32 3.2.2 LED电路设计 33 3.2.3 AD转换电路设计 33 3.2.4 串口电路设计 33 3.3 本章小结 33 3.4 扩展阅读之天线基本理论 33 3.4.1 天线的一些基本参数 34 3.4.2 常见的天线形式 35 3.4.3 ZigBee模块天线选型 35 第四章 ZigBee无线传感器网络入门 36 4.1 ZigBee协议栈 36 4.1.1 什么是ZigBee协议栈 37 4.1.2 如何使用ZigBee协议栈 37 4.1.3 ZigBee协议栈的安装、编译与下载 38 4.2 ZigBee协议栈基础实验：数据传输实验 40 4.2.1 协调器编程 40 4.2.2 终端节点编程 51 4.2.3 实例测试 57 4.3 ZigBee数据传输实验剖析 58 4.3.1 实验原理及流程图 58 4.3.2 数据发送 59 4.3.3 数据接收 60 4.4 ZigBee数据包的捕获 61 4.4.1 如何构建ZigBee协议分析仪 61 4.4.2 ZigBee数据包的结构 63 4.4.3 ZigBee网络数据传输流程分析 64 4.4.4 数据收发实验回顾 66 4.5 本章小结 66 4.6 扩展阅读之ZigBee协议栈数据包格式 67 第五章 ZigBee无线传感器网络提高 69 5.1 深入理解ZigBee协议栈的构成 69 5.2 ZigBee协议栈OSAL介绍 72 5.2.1 OSAL常用术语 73 5.2.2 OSAL运行机理 74 5.2.3 OSAL消息队列 80 5.2.4 OSAL添加新任务 81 5.2.5 OSAL应用编程接口 83 5.3 ZigBee协议栈中串口应用详解 85 5.3.1 串口收发基础实验 86 5.3.2 实例测试 89 5.3.3 串口工作原理剖析 93 5.4 ZigBee协议栈串口应用扩展实验 99 5.4.1 实验原理及流程图 99 5.4.2 协调器编程 100 5.4.3 终端节点编程 103 5.4.4 实例测试 107 5.5 无线温度检测实验 107 5.5.1 实验原理及流程图 108 5.5.2 协调器编程 109 5.5.3 终端节点编程 113 5.5.4 实例测试 119 5.6 ZigBee协议栈中的NV操作 119 5.6.1 NV操作函数 120 5.6.2 NV操作基础实验 122 5.6.3 实例测试 125 5.7 本章小结 126 5.8 扩展阅读之一：ZigBee协议中规范（Profile）和簇（Cluester）的概念 126 5.9 扩展阅读之二：探究接收数据的存放位置 129 第六章 ZigBee无线传感器网络管理 133 6.1 ZigBee网络中的设备地址 133 6.2 ZigBee无线网络中的地址分配机制 134 6.3 单播、组播和广播 137 6.4 网络通信实验 140 6.4.1 广播和单播通信 140 6.4.2 组播通信 148 6.5 ZigBee协议栈网络管理 159 6.5.1 网络管理基础实验 159 6.5.2 网络管理扩展实验 166 6.5.3 获得网络拓扑 173 6.6 本章小结 173 6.7 扩展阅读之建立网络、加入网络流程分析 174 第七章 ZigBee无线传感器网络综合实战 180 7.1 ZigBee无线传感器网络获取网络拓扑实战 180 7.1.1 系统设计原理 180 7.1.2 协调器编程 181 7.1.3 终端节点和路由器编程 186 7.1.4 实例测试 191 7.2 ZigBee无线传感器网络通用传输系统设计 194 7.2.1 系统设计原理 194 7.2.2 软件编程概述 195 7.2.3 协调器编程 196 7.2.4 路由器和终端节点编程 198 7.3 ZigBee无线传感器网络远程数据采集系统设计 199 7.3.1 系统设计原理 199 7.3.2 协调器编程 200 7.3.3 终端节点和路由器编程 204 7.3.4 实例测试 212 7.4 太阳能供电的ZigBee无线传感器网络节点设计 213 7.4.1 系统设计所面临的问题 213 7.4.2 系统构架分析 213 7.5 本章小结 214 7.6 扩展阅读之天线基本理论 214 参考文献 217