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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169

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207

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208

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217

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259

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