基本信息
书名：ZigBee无线网络与收发器
定价：45.00元
作者：(美)法拉哈尼 ,沈建华,王维华,阔鑫
出版社：北京航空航天大学出版社
出版日期：2013-08-01
ISBN：9787512410534
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.381kg
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内容提要
本书内容涵盖了采用ZigBee和IEEE 802.15.4两种标准的近距离无线网络的基本原理，ZigBee和IEEE802.15.4标准涵：盖了相同的细节层次(LOD)。除了技术细节，该书还包含了上层概述，对那些仅对ZibBee无线组网一般概念感兴趣的读者非常有益。本书提供ZigBee无线网络的大框架，从射频和物理层考虑到应用层的细节。
本书可供想了解近距离无线网络ZigBee原理与应用的工程师和技术管理人员们参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
深度解析：ZigBee 无线网络与收发器（9787512410534） 精准掌控低功耗无线通信的精髓，从原理到实践，助您驾驭 ZigBee 技术浪潮。 在物联网（IoT）时代蓬勃发展的今天，对低功耗、低成本、低速率的无线通信技术的需求日益增长。ZigBee，作为一种基于 IEEE 802.15.4 标准的无线通信协议，凭借其卓越的低功耗特性、可靠的组网能力和广泛的应用前景，在智能家居、工业自动化、环境监测、医疗健康等众多领域展现出巨大的潜力。本书《ZigBee 无线网络与收发器》正是一部为深入理解和掌握 ZigBee 技术而精心打造的权威著作，它不仅系统地阐述了 ZigBee 的核心概念与原理，更深入剖析了其底层硬件——收发器的设计与实现，为读者构建起从理论到实践的全方位知识体系。 一、 ZigBee 协议栈的全面剖析：构筑稳固的理论基石 本书以严谨的逻辑和清晰的结构，带领读者一步步走入 ZigBee 的世界。其内容首先聚焦于 ZigBee 协议栈 的细致解读。这部分内容堪称本书的理论核心，详尽阐述了 ZigBee 协议栈的层次化设计，以及各层的功能和相互作用。 物理层 (PHY)：作为通信的基石，物理层负责数据的传输和接收。本书将深入讲解 IEEE 802.15.4 标准在物理层定义的各种细节，包括射频（RF）特性、信道划分、调制解调方式（如 O-QPSK）、数据率、传输功率和接收灵敏度等。读者将了解到 ZigBee 如何在 2.4 GHz、868/915 MHz 等 ISM 频段中高效工作，以及物理层参数对网络性能的关键影响。 MAC 层 (Medium Access Control)：MAC 层是实现多设备接入共享传输介质的关键。本书将详细介绍 MAC 层的各项功能，包括信道接入机制（如 CSMA/CA）、帧结构、地址分配、寻址模式、数据传输（帧的发送与接收）、确认机制、设备关联与去关联、信标帧（Beacon Frame）的生成与解析等。特别地，对时分多址（TDMA）和载波侦听多路访问（CSMA/CA）等不同访问方式的对比分析，将帮助读者理解 ZigBee 在保证可靠通信的同时，如何优化能耗。 网络层 (NWK)：网络层负责建立和维护 ZigBee 网络，是实现 ZigBee 网络的拓扑结构、路由选择和数据转发的核心。本书将深入探讨网络层的关键概念，包括设备角色（协调器、路由器、终端设备）、网络拓扑（星型、网状、树型）、寻址机制（短地址、长地址）、路由发现与维护（如 AODV 协议的变种）、数据包转发、网络发现与加入、以及安全机制的初步介绍。读者将理解 ZigBee 如何通过动态路由和自愈合能力，构建出稳定可靠的无线网络。 应用层 (APL)：应用层是用户直接交互的接口，定义了 ZigBee 设备的通信模型和应用框架。本书将详细阐述应用层的组成部分，包括 ZigBee 设备对象 (ZDO)、应用程序支持子层配置文件 (APS)，以及 服务发现、绑定、设备描述、服务发现 等关键功能。对各种标准应用程序配置文件（如 Home Automation, Smart Energy, Personal Home Area Networks (PAN) 等）的介绍，将使读者能够快速上手开发各种实际应用。 二、 ZigBee 收发器硬件深度解析：洞悉底层运行机制 如果说协议栈是 ZigBee 的“灵魂”，那么收发器硬件便是其“躯体”。本书的另一大亮点在于对 ZigBee 收发器硬件 的深入剖析。理解收发器的内部构造和工作原理，对于优化设备性能、进行硬件选型以及解决实际问题至关重要。 射频前端设计：本书将详细介绍射频前端电路的设计，包括天线选型、匹配网络、低噪声放大器 (LNA)、功率放大器 (PA)、混频器、滤波器等关键组件的功能和设计考量。读者将了解如何通过合理的射频前端设计，实现高接收灵敏度、高传输功率和良好的抗干扰能力，从而提高网络的通信质量和覆盖范围。 基带信号处理：基带信号处理负责将数字信号转换为适合射频传输的模拟信号，以及将接收到的模拟信号还原为数字信号。本书将探讨调制解调器的设计，包括移相键控 (PSK)、正交幅度调制 (QAM) 等调制技术的实现，以及数字信号处理（DSP）技术在数据编码、解码、差错检测与纠正等方面的应用。 功耗管理策略：ZigBee 最突出的优势在于其低功耗特性。本书将深入分析收发器硬件的功耗管理机制，包括各种低功耗模式（如睡眠模式、低功耗休眠模式）的实现原理、唤醒机制、以及如何通过优化硬件设计和工作流程来最大限度地降低能耗。对不同工作状态下电流消耗的详细分析，将为读者设计超长寿命的 ZigBee 设备提供宝贵的指导。 与微控制器的接口：收发器通常需要与微控制器（MCU）协同工作。本书将详细介绍收发器与 MCU 之间的接口设计，包括 SPI、UART 等通信接口的配置和数据传输协议。读者将了解如何通过软件驱动来控制收发器的各项功能，以及如何高效地进行数据交互。 典型收发器芯片分析：为了让读者更直观地理解收发器硬件，本书还会选取市场上具有代表性的 ZigBee 收发器芯片（如 TI CC2530, NXP JN5168 等）进行详细的型号分析。从芯片架构、特性参数、应用指南到开发工具，都将进行深入的介绍，帮助读者更好地理解和使用这些实际的硬件平台。 三、 ZigBee 网络构建与应用实践：从理论走向现实 本书的价值不仅在于理论的深度，更在于其实践的指导性。在完成理论和硬件的铺垫后，本书将带领读者进入 ZigBee 网络构建与应用实践 的环节。 网络拓扑的规划与实现：根据具体的应用需求，如何选择合适的网络拓扑（星型、树型、网状）至关重要。本书将分析不同拓扑的优缺点，并提供具体的实现指导，例如如何配置协调器、路由器和终端设备，如何进行设备入网管理，以及如何优化路由。 数据传输的优化与可靠性保障：在无线环境中，保证数据的可靠传输是核心挑战。本书将讲解如何利用 ZigBee 协议提供的确认机制、重传机制以及各种高级的传输策略，来提高数据的可靠性。同时，对不同数据传输模式（如单播、广播、组播）的性能分析，也将帮助读者根据应用场景选择最佳的传输方式。 ZigBee 网络安全：随着物联网应用越来越广泛，网络安全问题也日益凸显。本书将详细介绍 ZigBee 标准中内置的安全机制，包括密钥管理、加密（如 AES-128）、认证和访问控制。读者将学习如何为 ZigBee 网络配置和管理安全策略，以保护数据免受未经授权的访问和篡骗。 实际应用案例分析：为了让读者更好地理解 ZigBee 的应用潜力，本书将提供多个典型的应用案例分析。例如，智能家居中的灯光控制、环境监测系统中的传感器网络、工业自动化中的设备状态监测等。通过对这些案例的深入剖析，读者将能够将所学的理论知识与实际的工程问题相结合，启发创新思路。 开发工具与调试技巧：本书还将介绍常用的 ZigBee 开发工具和调试方法，包括软件开发套件 (SDK)、仿真器、抓包工具等。通过掌握这些工具，读者将能够更高效地进行 ZigBee 设备的开发、测试和故障排除。 总结 《ZigBee 无线网络与收发器》（9787512410534）是一本集理论深度、硬件解析和实践指导于一体的综合性著作。它以严谨的科学态度、清晰的语言和丰富的实例，为读者提供了全面深入的 ZigBee 技术学习路径。无论您是正在从事物联网开发的工程师，还是对低功耗无线通信技术充满兴趣的研究者，亦或是希望拓展技术视野的学生，本书都将是您不可或缺的宝贵参考。通过对本书的学习，您将能够深刻理解 ZigBee 的运行机制，掌握其核心技术，并能独立设计、开发和部署各类 ZigBee 无线网络应用，真正驾驭这个充满无限可能的物联网时代。
这本书的章节逻辑组织得非常流畅和系统化，从基础概念的引入，到复杂协议栈的深入剖析，每一步都像是精心铺设的阶梯，引导读者稳步攀登。初学者可能会担心技术名词过多带来的理解障碍，但作者似乎预料到了这一点，在关键术语的引入和解释上，处理得非常得当，既保证了专业性，又兼顾了可读性。特别是它在系统架构描述部分，图表的运用简直是教科书级别的示范。那些流程图和结构示意图，用最直观的方式将抽象的无线通信过程具象化了，让我这个之前对某些概念感到模糊的人，豁然开朗。相比于其他一些只堆砌理论公式的书籍，这本书明显更注重“如何构建”和“如何实现”的实践指导，这对于我们实际项目开发人员来说，价值是无可替代的。每一次阅读，都能从中挖掘出新的理解层次。