物联网系统设计及应用(21世纪高等院校信息与通信工程规划教材)

《物联网系统设计及应用》结合国家物联网专业 学生培养的目标及物联网新兴产业的发展，从面向实 际应用及培养大学生实践能力出发，由浅入深讲解物 联网系统的软硬件设计。教材包括6章，分别是物联 网系统概论、物联网设计所需基本仪器使用方法、物 联网电路设计与仿真、物联网系统的印制电路板设计 、物联网系统软件设计、典型物联网系统设计。本书 各章节内容逐步深入，符合大学生的实践创新能力培 养规律。本书融入了编者赵小强、李晶、王彦本多年 教学科研成果，书中多个例程均来自其负责主持的科 研项目及指导的学生科技竞赛项目——“基于物联网 的废气监测仪的设计”和“基于物联网的水质远程分 析科学决策智能化环保系统”，这些项目分别获得过 2013年和2011年全国大学生“挑战杯”竞赛陕西赛区 特等奖及全国二等奖。 本书可作为高等院校电子信息类专业物联网设计 及应用的教材，也可作为电子通信类、计算机类、仪 器仪表类、环境类专业学生及电子爱好者的学习参考 用书。

第1章 物联网系统概论 1.1 物联网的定义 1.2 物联网的体系架构 1.2.1 物联网的框架结构 1.2.2 感知层 1.2.3 网络层 1.2.4 应用层 1.3 射频识别（RFID）技术 1.3.1 RFID的组成 1.3.2 RFID工作原理 1.3.3 RFID的技术标准 1.4 ZigBee技术 1.4.1 ZigBee技术概述 1.4.2 ZigBee协议规范 1.5 无线传感网络技术 1.5.1 无线传感网络概述 1.5.2 无线传感网络关键技术 1.5.3 无线传感网络协议 1.6 无线传感器网络定位技术 1.6.1 定位技术综述 1.6.2 基于距离的定位方法 1.6.3 基于非测距的定位算法 1.7 物联网通信技术 1.7.1 无线接入网技术 1.7.2 基于光传输的接入网技术 1.8 物联网系统的应用前景 课后题 第2章 物联网设计所需基本仪器使用方法 2.1 示波器 2.1.1 功能检查 2.1.2 设置垂直系统 2.1.3 设置水平系统 2.1.4 设置触发系统 2.2 信号发生器 2.2.1 信号发生器面板介绍 2.2.2 信号发生器的使用 2.3 频谱分析仪 2.3.1 频谱分析仪的技术指标 2.3.2 频谱分析仪的使用方法 2.3.2 测试流程 课后题 第3章 物联网系统设计与仿真 3.1 物联网电路原理图设计 3.1.1 项目说明 3.1.2 电路原理图设计的流程 3.1.3 原理图设计编辑界面 3.1.4 原理图菜单栏、工具栏及工作面板 3.1.5 绘制仪用AD转换电路原理图 3.1.6 层次化原理图设计 3.2 物联网电路仿真 3.2.1 项目说明 3.2.2 电路仿真的基本概念 3.2.3 放置电源及仿真激励源 3.2.4 仿真分析的参数设置 3.2.5 特殊仿真元器件的参数设置 3.2.6 电路仿真的基本方法 课后题 第4章 物联网系统的印刷电路板设计 4.1 PCB编辑器的功能特点 4.2 PCB界面简介 4.3 电路板物理结构及环境参数设置 4.4 PCB的设计流程 4.5 设置电路板工作层面 4.6 'Preferences'的设置 4.7 在PCB文件中导入原理图网络表信息 4.8 元件的自动布局 4.9 元件的手动调整布局 4.10 电路板的自动布线 4.11 电路板的手动布线 4.12 添加安装孔 4.13 覆铜和补泪滴 4.14 3D效果图 4.15 网络密度分析 课后题 第5章 物联网系统软件设计 5.1 虚拟仪器及LabVIEW概述 5.2 LabVIEW软件的安装 5.3 LabVIEW的操作环境 5.3.1 编辑面板 5.3.2 工具栏 5.3.3 工具模板（Tools Palette） 5.4 LabVIEW基础 5.4.1 数据运算 5.4.2 布尔型 5.4.3 数组 5.4.4 簇 5.4.5 字符串 5.5 程序结构 5.5.1 For循环 5.5.2 条件结构 5.5.3 事件结构 5.5.4 定时结构 5.6 图像显示 5.6.1 波形图表 5.6.2 波形图 5.6.3 XY图 5.6.4 强度图 5.6.5 数字波形图 5.7 文件系统 5.7.1 文件I/O 5.7.2 文本文件 5.7.3 电子表格文件 5.7.4 二进制文件 5.7.5 波形文件 5.7.6 TDMS文件 5.8 数学计算 5.8.1 分析中的数学计算 5.8.2 信号分析 5.9 实例 5.9.1 PC与单个单片机串口通信 5.9.2 短信接收与发送 课后题 第6章 典型物联网系统设计 6.1 在线超声波测距仪 6.1.1 电子模块准备 6.1.2 设计步骤 6.1.3 程序分析 6.2 基于物联网的废气监测仪 6.2.1 电子模块准备 6.2.2 设计步骤 6.2.3 程序分析 6.3 基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统 6.3.1 电子模块准备 6.3.2 设计步骤 6.3.3 程序分析 6.4 水质远程智能化监测系统设计 6.4.1 总体设计 6.4.2 系统硬件设计 6.4.3 系统下位机软件设计 6.4.4 上位机软件设计 6.4.5 网络通信功能测试 6.4.6 水质远程智能化监测系统设计总体 课后题 附录A 在线超声波测距仪程序 附录B 基于物联网的废气监测仪设计程序 附录C 基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统设计程序 参考文献