ZigBee無綫傳感器網絡及其在物聯網中的應用 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

作  者:姚仲敏 等 編著 定  價:48 齣 版 社:哈爾濱工業大學齣版社 齣版日期:2018年04月01日 頁  數:393 裝  幀:平裝 ISBN:9787560368429 ●篇基礎知識
●第1章無綫傳感器網絡
●第2章協議標準
●第3章基於IEEE802.15.4的應用開發
●第二篇ZigBee係統開發
●第4章JN5139-ZigBee硬件平颱
●第5章JN5139軟件平颱
●第6章開發ZigBee應用程序
●第7章JN5168-ZigBee硬件平颱
●第8章JN5168的網絡節點與開發闆
●第9章JN5168的網絡節點與開發闆
●第10章JN5168的軟件開發與示例程序
●第三篇無綫傳感器網絡在物聯網中的應用
●第11章無綫傳感器網絡與物聯網
●第12章基於Internet構建物聯網
●第13章基於無綫通信網構建物聯網
●第14章基於Wi-Fi網絡構建物聯網
●縮寫詞與術語
●參考文獻

內容簡介

ZigBee無綫傳感器網絡作為一種信息感知和數據采集的新型網絡係統，以其低功耗、低成本、分布式、自組網和適應惡劣環境等特點成為物聯網感知世界的重要組成部分。本書重點介紹ZigBee無綫傳感器網絡的網絡結構、IEEE 802.15.4協議、ZigBee協議標準等基礎理論知識並以目前極有發展前途的NXP公司5139和5168片上係統為主要內容，分彆介紹以其為基礎的ZigBee芯片、硬件模塊、網絡節點和軟件平颱等方麵的知識，通過示例程序和網關實現應用示例，講解ZigBee無綫傳感器網絡應用係統設計的過程和方法。本書采用通俗易懂、言簡意賅的語言，說明ZigBee無綫傳感器網絡及其在物聯網中應用所依據的基本原理與實用技術，為廣大讀者提供一本理論聯係實際、能夠學以緻用的ZigBee無綫傳感器網絡基礎教材。

《ZigBee無綫傳感器網絡及其在物聯網中的應用》 內容簡介 本書深入剖析瞭ZigBee無綫傳感器網絡（WSN）的核心技術，並係統闡述瞭其在蓬勃發展的物聯網（IoT）領域中的關鍵作用與廣泛應用。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的技術視角，幫助理解ZigBee的底層原理、網絡架構、通信協議，以及如何在各種物聯網場景下進行有效的部署和優化。 第一部分：ZigBee無綫傳感器網絡基礎 本部分將為讀者構建堅實的ZigBee理論基礎。 第一章 ZigBee技術概述： ZigBee標準的起源與發展： 迴顧ZigBee標準從IEEE 802.15.4協議棧演進而來的曆史，以及其作為低功耗、低速率、低成本短距離無綫通信技術的定位。 ZigBee技術的核心優勢： 詳細闡述ZigBee在功耗、成本、網絡容量、魯棒性、安全性和易用性等方麵的突齣特點，以及這些優勢如何使其成為物聯網領域的理想選擇。 ZigBee與Wi-Fi、Bluetooth等技術的比較： 深入對比ZigBee與其他主流無綫通信技術在應用場景、技術指標、功耗特性、網絡拓撲等方麵的異同，幫助讀者理解ZigBee在特定物聯網應用中的獨特性和不可替代性。 ZigBee協議棧的層次化結構： 詳細介紹ZigBee協議棧的各個層次，包括物理層（PHY）、媒體訪問控製層（MAC）、網絡層（NWK）、應用層（APL）以及其中的關鍵組件，如應用框架（APS）、設備配置文件（Device Profile）、應用對象（Application Object）等。 第二章 IEEE 802.15.4協議詳解： 物理層（PHY）特性： 深入分析IEEE 802.15.4的物理層規範，包括載波頻率（2.4GHz、868/915MHz）、調製方式（O-QPSK）、數據傳輸速率、信道劃分、發送功率、接收靈敏度等，以及這些參數對網絡性能的影響。 媒體訪問控製層（MAC）機製： 詳細講解MAC層的關鍵功能，如信標（Beacon）幀、信道接入機製（CSMA/CA）、幀結構、確認幀、輪詢機製、設備模式（Active、Sleep）等，以及這些機製如何保證數據的可靠傳輸和設備的低功耗運行。 MAC層的功能與數據幀格式： 詳細解析MAC層的主要功能，如關聯/去關聯、信道掃描、設備尋址、幀間間隔（Interframe Spacing, IFS）、幀確認等。深入剖析MAC數據幀的各個字段，理解其承載的信息以及如何實現高效的數據傳輸。 第三章 ZigBee網絡層（NWK）與應用層（APL）機製： 網絡層（NWK）功能： 深入探討NWK層的功能，包括網絡形成、路由發現與維護（如AODV的變種）、設備尋址（16位短地址、64位IEEE地址）、數據轉發、網絡拓撲管理（星型、網狀、樹型）、網絡安全等。 網絡拓撲結構及其優勢： 詳細分析ZigBee支持的各種網絡拓撲（星型、網狀、樹型）的特點、適用場景、優缺點，以及不同拓撲下的路由機製和網絡性能錶現。 ZigBee設備角色： 詳細闡述ZigBee網絡中的三種核心設備角色：協調器（Coordinator）、路由器（Router）和終端設備（End Device）。分析它們在網絡形成、路由、數據存儲、功耗管理等方麵的職責和協同工作方式。 ZigBee設備配置文件（Device Profile）： 解釋設備配置文件的作用，包括定義設備的功能集、簇（Cluster）、屬性（Attribute）等，以及它們如何實現設備間的互操作性。 ZigBee應用層（APL）與APS子層： 深入理解APL層的功能，包括消息打包、尋址、綁定（Binding）、發現（Discovery）、命令處理等。重點解析APS（Application Support Sublayer）子層在消息路由、綁定、群發（Multicast）、廣播（Broadcast）等方麵的關鍵作用。 第二部分：ZigBee在物聯網中的應用 本部分將聚焦ZigBee在實際物聯網場景中的應用，展示其價值和潛力。 第四章 物聯網概述與ZigBee的定位： 物聯網（IoT）的概念與發展趨勢： 概述物聯網的定義、核心要素（感知、網絡、應用）、發展曆程、關鍵技術以及未來的發展趨勢，如萬物互聯、數據智能、邊緣計算等。 ZigBee在物聯網中的角色與優勢： 深入分析ZigBee在物聯網體係架構中的位置，特彆是在近距離、低功耗、低成本傳感器節點連接方麵的優勢。闡述ZigBee如何成為實現“感知層”連接的關鍵技術之一。 與其他物聯網通信技術的融閤： 探討ZigBee如何與Wi-Fi、NB-IoT、LoRa、藍牙Mesh等技術協同工作，構建層次化、多網融閤的物聯網通信網絡。例如，ZigBee節點數據如何通過網關上傳到雲平颱。 第五章 智能傢居領域的ZigBee應用： 智能照明係統： 詳細介紹如何利用ZigBee實現智能燈泡的遠程控製、場景聯動、亮度調節、色溫控製等功能，以及其在節能減排和提升生活品質方麵的應用。 智能安防係統： 闡述ZigBee在門窗傳感器、人體紅外探測器、煙霧報警器、漏水傳感器等安防設備中的應用，以及如何構建一個安全可靠的智能傢居安防網絡。 環境監測與控製： 講解ZigBee在溫濕度傳感器、空氣質量監測器、智能插座、環境聯動控製器等設備中的應用，實現對室內環境的實時監測和自動化調節。 傢電互聯與遠程控製： 探討ZigBee如何實現冰箱、空調、洗衣機等傢電的智能化控製，以及用戶如何通過手機APP或語音助手進行遠程管理。 智能門鎖與訪問控製： 介紹ZigBee在智能門鎖中的應用，實現指紋、密碼、APP等多種開鎖方式，並能記錄開鎖日誌。 第六章 智慧城市與工業物聯網（IIoT）中的ZigBee應用： 智能交通管理： 探討ZigBee在交通流量監測、停車位檢測、路燈控製、交通信號燈聯動等方麵的應用，如何提升城市交通效率和安全性。 智慧能源計量： 詳細介紹ZigBee在智能電錶、水錶、氣錶等計量設備的遠程抄錶與數據傳輸中的應用，實現能源的精細化管理。 環境監測與汙染控製： 闡述ZigBee在空氣質量監測站、水質監測、噪聲監測等方麵的應用，為城市環境治理提供數據支持。 工業自動化與設備監控： 深入分析ZigBee在工廠車間設備狀態監測、生産過程參數采集、故障預警、資産追蹤等工業物聯網場景中的應用，提高生産效率和降低運營成本。 智能樓宇管理： 講解ZigBee在樓宇自動化係統中的應用，如HVAC（暖通空調）、照明、安防、能源管理等，實現樓宇的智能化、節能化和舒適化。 第七章 ZigBee在其他物聯網領域的應用： 農業物聯網： 介紹ZigBee在土壤濕度監測、作物生長環境監測、智能灌溉、農機設備管理等農業智能化應用。 醫療健康監測： 探討ZigBee在可穿戴健康設備（如心率帶、血壓計）與傢庭健康監測中心的數據傳輸中的應用，以及遠程醫療的潛力。 物流追蹤與資産管理： 講解ZigBee在貨物追蹤、倉庫資産管理、設備狀態監控等方麵的應用，提高物流效率和資産的可追溯性。 第三部分：ZigBee網絡的設計、部署與優化 本部分將從實踐角度齣發，指導讀者如何進行ZigBee網絡的實際設計、部署和管理。 第八章 ZigBee網絡設計與規劃： 需求分析與場景建模： 指導讀者如何根據實際應用場景的需求（如節點數量、通信範圍、數據吞吐量、功耗要求、安全性級彆等）進行詳細的需求分析。 網絡拓撲選擇與優化： 根據需求分析結果，選擇最適閤的ZigBee網絡拓撲（星型、網狀、樹型），並分析如何根據實際環境進行優化。 設備選型與布局： 介紹選擇閤適的ZigBee芯片、模組和終端設備時需要考慮的因素，以及如何根據環境特點進行設備的閤理布局。 信道選擇與乾擾規避： 講解如何選擇閤適的ZigBee工作信道，以及如何評估和規避潛在的同頻或鄰頻乾擾。 安全性設計考量： 強調ZigBee網絡的安全設計，包括密鑰管理、數據加密、身份認證等，以及如何防範常見的網絡攻擊。 第九章 ZigBee網絡部署與調試： 設備配網與加入網絡： 詳細講解ZigBee設備如何進行初始化、掃描網絡、與協調器進行關聯（Joining）的整個過程。 網絡配置與管理： 介紹如何通過協調器或管理軟件對ZigBee網絡進行配置，如設備參數設置、路由錶管理、網絡狀態監控等。 數據采集與傳輸測試： 指導讀者如何測試ZigBee網絡的通信質量，包括數據包丟失率、延遲、吞吐量等，並進行必要的調試。 功耗優化實踐： 提供ZigBee設備在實際部署中進行功耗優化的各種策略，如閤理設置休眠模式、優化數據傳輸頻率、選擇低功耗設備等。 故障排查與診斷： 提供常見ZigBee網絡故障的排查思路和診斷方法，幫助讀者快速定位並解決問題。 第十章 ZigBee與主流物聯網平颱的集成： ZigBee網關的作用與選擇： 闡述ZigBee網關在連接ZigBee網絡與互聯網之間的關鍵作用，以及選擇閤適網關需要考慮的因素（如協議支持、接口類型、計算能力等）。 與雲平颱的數據交互： 詳細介紹ZigBee設備數據如何通過網關上傳到主流物聯網雲平颱（如阿裏雲IoT、騰訊雲IoT、AWS IoT、Azure IoT等），以及平颱如何進行數據存儲、分析和應用。 MQTT、CoAP等通信協議的應用： 講解MQTT、CoAP等輕量級通信協議在ZigBee與雲平颱之間數據傳輸中的應用，以及它們如何適應物聯網環境。 API接口與應用開發： 介紹如何利用雲平颱的API接口，開發上層應用，實現對ZigBee設備的遠程控製、數據可視化、告警通知等功能。 邊緣計算在ZigBee網絡中的應用： 探討邊緣計算技術如何與ZigBee網絡結閤，在網關或邊緣節點上進行數據預處理、智能分析，從而降低雲端壓力，提高響應速度。 結論與展望 本書最後將對ZigBee技術在物聯網領域的未來發展進行總結和展望，探討其在智能化、綠色化、互聯互通等方麵的持續演進和創新潛力。 本書內容翔實，結構清晰，既有對ZigBee技術原理的深度解析，又有對實際應用場景的細緻描繪，輔以設計、部署和集成方麵的實踐指導，旨在為物聯網開發者、研究人員、工程師以及對ZigBee技術感興趣的讀者提供一份係統、全麵且具有高度參考價值的學習資料。