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第1章 物联网综述1

1.1 物联网的定义1

1.1.1 通用定义1

1.1.2 “中国式”定义1

1.1.3 欧盟的定义1

1.2 物联网的发展历史2

1.3 物联网的体系架构3

1.4 物联网产业标准3

1.4.1 ITU-T物联网标准发展4

1.4.2 ETSI物联网标准进展4

1.4.3 3GPP／3GPP2物联网标准进展5

1.4.4 IEEE物联网标准进展5

1.4.5 中国物联网标准进展6

1.5 物联网与网络安全7

1.5.1 安全问题7

1.5.2 安全分析7

1.5.3 安全防护8

1.6 物联网与云计算8

1.7 物联网与智能处理9

1.8 本章习题9

第2章 国内外物联网应用现状与远景10

2.1 国内物联网应用的典型案例10

2.1.1 广东虎门大桥组合式收费系统10

2.1.2 烟台蔬菜大棚远程监控系统11

2.1.3 中关村软件园智能楼宇系统12

2.2 国外物联网应用的典型案例13

2.2.1 Perma Sense项目13

2.2.2 国外车联网应用案例14

2.3 物联网应用远景15

2.3.1 物联网与智能家居15

2.3.2 物联网与智能农业15

2.3.3 物联网与智能物流16

2.3.4 物联网与智能医疗17

2.3.5 物联网与节能减排18

2.4.本章习题19

第3章 传感器技术20

3.1 传感器概述20

3.1.1 传感器概念20

3.1.2 传感器特性21

3.1.3 传感器分类21

3.2 传感器结构22

3.3 常用传感器23

3.3.1 电阻式传感器23

3.3.2 电感式传感器26

3.3.3 电容式传感器31

3.3.4 磁电式传感器33

3.3.5 压电式传感器36

3.3.6 光电式传感器40

3.3.7 其他45

3.4 MEMS技术45

3.4.1 微机电系统概念45

3.4.2 微机电系统发展简史45

3.4.3 微机电系统的特点及前景46

3.5 传感器接口46

3.5.1 SPI接口46

3.5.2 I2C接口47

3.5.3 串行接口48

3.6 本章习题49

第4章 RFID技术50

4.1 RFID概述50

4.1.1 RFID的基本组成50

4.1.2 RFID的工作原理51

4.1.3 RFID应用领域51

4.2 RFID架构52

4.2.1 RFID分类52

4.2.2 RFID硬件体系结构54

4.3 RFID标签55

4.4 RFID读写器56

4.5 RFID天线技术57

4.5.1 人们关注的天线特征57

4.5.2 天线的分类58

4.6 RFID中间件59

4.6.1 中间件概述59

4.6.2 中间件的分类59

4.6.3 中间件的特征59

4.7 RFID接口60

4.8 RFID与EPC技术61

4.8.1 EPC概述61

4.8.2 EPC的特点61

4.8.3 EPC系统的工作流程62

4.8.4 EPC信息网络系统62

4.8.5 EPC射频识别系统63

4.8.6 EPC编码体系64

4.9 本章习题64

第5章 有线传输与组网技术65

5.1 CAN总线65

5.1.1 CAN简介65

5.1.2 报文传输与帧结构66

5.1.3 编码与故障处理69

5.1.4 应用层69

5.1.5 控制器和驱动器70

5.2 RS-485总线71

5.2.1 RS-485总线简介71

5.2.2 布线规则72

5.2.3 通信协议72

5.2.4 硬件设计73

5.3 TCP／IP74

5.3.1 TCP／IP简介74

5.3.2 TCP／IP的分层74

5.3.3 TCP／IP协议族中底层的链路层75

5.3.4 网络层协议75

5.3.5 传输层协议75

5.9 本章习题76

第6章 Cortex-M3微控制器核77

6.1 低功耗微控制器在物联网中的作用77

6.2 Cortex-M3综述77

6.3 Cortex-M3编程模式79

6.3.1 Cortex-M3工作模式和工作状态79

6.3.2 特权访问和用户访问79

6.3.3 Cortex-M3寄存器组80

6.3.4 Cortex-M3数据类型82

6.3.5 Cortex-M3存储器格式82

6.4 Cortex-M3存储系统83

6.4.1 系统总线构架83

6.4.2 存储器映射83

6.4.3 Bit-banding机制85

6.5 Cortex-M3异常和中断处理87

6.5.1 异常类型87

6.5.2 异常优先级88

6.5.3 异常处理的堆栈使用89

6.5.4 异常处理机制91

6.5.5 异常退出92

6.5.6 复位异常93

6.5.7 中止（Abort）异常95

6.5.8 SVC和PendSV98

6.5.9 NVIC与中断控制99

6.5.1 0软件中断100

6.5.1 1SysTick定时器100

6.5.1 2中断控制寄存器100

6.6 Cortex-M3的电源管理101

6.6.1 SLEEPING102

6.6.2 SLEEPDEEP102

6.6.3 存储器保护单元（MPU）102

6.7 Cortex-M3调试系统104

6.8 Cortex-M3指令集105

6.9 本章习题108

第7章 ATMEL SAM3S4B微处理器在物联网中的应用109

7.1 FSIOT＿A物联网开发平台介绍109

7.2 IAR Embedded Workbench IDE ARM开发环境搭建111

7.2.1 IAR Embedded Workbench IDE简介111

7.2.2 仿真工具J-LINK-ARM V8.0111

7.2.3 IAR EWARM工程实例111

7.2.4 IAR EWARM调试使用115

7.3 SAM3S启动分析118

7.3.1 Flash.icf文件118

7.3.2 startup_sam3.c功能描述119

7.3.3 启动代码与应用程序接口121

7.4 GPIO编程123

7.4.1 实例内容与目标123

7.4.2 GPIO基本原理123

7.4.3 LED灯实验128

7.4.4 LED数码管实验129

7.4.5 门磁传感器实验135

7.4.6 温湿度传感器实验136

7.4.7 蜂鸣器控制实验142

7.5 UART编程143

7.5.1 实例内容与目标144

7.5.2 UART基本原理144

7.5.3 UART软件设计与分析147

7.6 SPI／SSP编程151

7.6.1 实例内容与目标151

7.6.2 SPI／SSP基本原理151

7.6.3 SPI／SSP软件设计与分析152

7.6.4 ISD1760语音实验156

7.7 I2C编程164

7.7.1 实例内容与目标164

7.7.2 I2C基本原理164

7.7.3 SAM3S4B中I2C的实现166

7.7.4 光敏传感器实验169

7.7.5 三轴加速度传感器实验172

7.8 A／D转换编程174

7.8.1 实例内容与目标174

7.8.2 A／D转换基本原理174

7.8.3 A／D烟雾传感器实验178

7.8.4 A／D电压采集实验180

7.9 SysTick定时器编程180

7.9.1 实例内容与目标180

7.9.2 SysTick定时器的基本原理180

7.9.3 SysTick定时器的软件设计与实现181

7.9.4 SysTick定时器参考程序及说明182

7.1 0脉冲宽度调制（PWM）183

7.1 0.1 实例内容与目标183

7.1 0.2 PWM基本原理183

7.1 0.3 PWM软件设计与分析183

7.1 0.4 PWM控制风扇实验188

7.1 1WDT看门狗编程190

7.1 1.1 实例内容与目标190

7.1 1.2 WDT看门狗基本原理190

7.1 1.3 WDT看门狗软件设计与分析192

7.1 2本章习题194

第8章 μC／OS-II操作系统应用196

8.1 实时操作系统基本原理与技术196

8.1.1 实时操作系统的基本特征196

8.1.2 实时操作系统的关键技术指标197

8.1.3 实时操作系统基本术语197

8.2 μC／OS-II的任务管理和调度199

8.2.1 任务及任务状态199

8.2.2 μC／OS-II的任务管理200

8.2.3 μC／OS-II的时间管理214

8.2.4 任务之间通信与同步220

8.2.5 内存管理229

8.3 μC／OS-II应用程序开发234

8.3.1 μC／OS-II的变量类型234

8.3.2 应用程序的基本结构234

8.3.3 μC／OS-II API介绍235

8.3.4 μC／OS-II多任务实现机制236

8.4 μC／OS-II在SAM3S4B开发板上的移植及程序解析237

8.4.1 移植条件237

8.4.2 移植步骤238

8.4.3 实例程序分析242

8.5 本章习题244

第9章 RFID实践245

9.1 非接触式逻辑加密卡芯片MF1 IC S50245

9.1.1 系统结构及工作流程245

9.1.2 主要特性245

9.1.3 EEPROM存储结构246

9.1.4 射频卡工作原理248

9.1.5 读写卡模块与S50卡的操作指令与交易流程250

9.2 CY-14443A低功耗读写芯片251

9.3 协议说明252

9.4 RFID读取序列号252

9.5 RFID读取数据254

9.6 RFID写入数据254

9.7 RFID加密介绍255

9.8 RFID例程256

9.9 本章习题258

第10章 红外无线通信技术与实践259

10.1 红外通信原理259

10.1.1 红外通信定义259

10.1.2 红外通信的特点259

10.1.3 红外遥控器259

10.1.4 红外遥控通信过程260

10.1.5 IrDA标准260

10.1.6 红外遥控协议举例262

10.2 红外学习基本原理263

10.2.1 红外学习的定义263

10.2.2 红外学习的应用特点263

10.3 红外学习模块控制硬件电路及程序263

10.3.1 控制模块特性263

10.3.2 硬件电路264

10.3.3 控制程序实现264

10.4 本章习题265

第11章 ZigBee无线通信技术与实践266

11.1 ZigBee简介266

11.1.1 ZigBee联盟266

11.1.2 ZigBee与IEEE802.1 5.4 266

11.1.3 ZigBee设备268

11.1.4 ZigBee网络拓扑269

11.1.5 ZigBee协议栈270

11.1.6 ZigBee服务原语270

11.2 ZigBee规范271

11.2.1 应用层271

11.2.2 网络层273

11.2.3 安全服务279

11.3 AT86RF231 ZigBee应用接口电路279

11.4 ZigBee组网例程281

11.5 本章习题285

第12章 Wi-Fi无线通信技术与实践286

12.1 Wi-Fi技术286

12.1.1 Wi-Fi与嵌入式Wi-Fi286

12.1.2 Wi-Fi无线网络结构286

12.1.3 IEEE802.1 1的工作模式287

12.1.4 Wi-Fi技术的特点288

12.1.5 Wi-Fi组建方法288

12.1.6 Wi-Fi应用288

12.2 基于RS9110-N-11-22的Wi-Fi应用模块289

12.3 Wi-Fi通信部分应用接口电路291

12.4 Wi-Fi例程292

12.5 本章习题298

第13章 GPRS无线通信技术与实践299

13.1 GPRS概述299

13.1.1 GPRS的产生及发展299

13.1.2 GPRS的特点299

13.1.3 GPRS的网络结构300

13.1.4 GPRS的网络接口300

13.1.5 GPRS网络实体302

13.2 中兴ME3000模块应用接口电路304

13.3 基于中兴ME3000的GPRS例程305

13.4 本章习题310

第14章 工业串口屏实践311

14.1 串口屏基本原理311

14.1.1 串口屏定义311

14.1.2 串口屏的触摸类别及工作原理311

14.1.3 各类型触摸屏的优缺点比较312

14.2 FSIOT_A实验设备使用的串口屏简介312

14.2.1 串口配置312

14.2.2 串口屏工作模式313

14.2.3 通信帧缓冲区（FIFO）313

14.3 串口屏部分应用接口电路313

14.4 串口屏例程314

14.5 本章习题317

第15章 物联网智能家居综合案例318

15.1 引言318

15.1.1 项目背景318

15.1.2 术语及缩略语的定义318

15.2 系统概述319

15.2.1 系统功能319

15.2.2 性能说明319

15.3 系统硬件设计320

15.3.1 ZigBee模块320

15.3.2 Nodel传感板321

15.3.3 Node2执行板322

15.3.4 Node3红外板323

15.3.5 Mainboard网关板323

15.3.6 Android平板和串口屏交互控制单元324

15.4 无线通信方案325

15.5 系统软件设计325

15.5.1 Nodel传感板的软件设计325

15.5.2 Node2执行板333

15.5.3 Node3红外板338

15.5.4 Mainboard网关板339

15.6 μC／OS-II操作系统简要移植步骤379

15.6.1 μC／OS-II相关文件379

15.6.2 μC／OS-II代码修改379

15.7 Android智能终端语音控制381

15.7.1 协议说明381

15.7.2 流程分析381

15.7.3 语音控制操作385

参考文献388