基于Cortex-M3 和IPv6的物联网技术开发与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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廖建尚 著

图书标签:

• Cortex-M3
• 物联网
• IPv6
• 嵌入式系统
• 网络协议
• 技术开发
• 应用实践
• 单片机
• 通信技术
• 智能硬件

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302472179

版次：1

商品编码：12214359

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：566

字数：890000

正文语种：中文

编辑推荐

本书是一本由浅入深对物联网系统进行开发的书籍，全书采用任务式开发的学习方法，共积累了近70生动有趣、贴近生活的案例，案例均有每个案例均有完整的开发过程。

内容简介

本书介绍了基于Cortex�睲3和IPv6的物联网开发技术与应用，由浅入深地对物联网系统的开发进行介绍。全书采用任务式开发的学习方法，共积累了70个趣味盎然、贴近生活的案例，每个案例均有完整的开发过程，分别是明确的学习目标、清晰的环境开发要求、深入浅出的原理学习、详细的开发内容和完整的开发步骤，最后进行总结和拓展，引导读者轻松完成理论学习，并将理论与开发实践有机地结合起来。
本书按照知识点分类，将嵌入式系统和物联网系统的开发技术、Cortex�睲3接口技术、传感器驱动、无线传感网络技术、Contiki操作系统基本知识和网络技术、IPv6综合开发技术、物联网平台开发技术、Android移动互联网开发结合在一起，实现了各种领域的物联网的数据采集、传输和控制，并提供案例及其源代码，读者可以快速上手。
本书既可作为高等院校相关专业的教材或教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员查阅，且适合微处理器和物联网系统开发爱好者使用。

目录

第1章物联网开发硬件与软件
1.1任务1认识物联网
1.1.1物联网的含义与基本特征
1.1.2中国物联网产业发展现状
1.1.3中国物联网技术发展存在的问题
1.1.4IPv6和物联网发展
1.1.5IPv6技术简介
1.2任务2认识物联网开发套件
1.2.1学习目标
1.2.2STM32W108
1.2.3ZXBee无线节点
1.2.4硬件连接和调试
1.2.5ZXBee无线节点硬件资源
1.3任务3搭建物联网开发环境
1.3.1学习目标
1.3.2开发环境
1.3.3原理学习
1.3.4开发步骤
1.4任务4IAR项目开发
1.4.1工程目录创建
1.4.2工程设置
1.4.3程序下载和调试
1.4.4下载hex文件
第2章STM32外围接口开发
2.1任务5GPIO驱动
2.1.1学习目标
2.1.2开发环境
2.1.3原理学习
2.1.4开发内容
2.1.5开发步骤
2.1.6总结与扩展
2.2任务6外部中断
2.2.1学习目标
2.2.2开发环境
2.2.3原理学习
2.2.4开发内容
2.2.5开发步骤
2.2.6总结与扩展
2.3任务7串口通信
2.3.1学习目标
2.3.2开发环境
2.3.3原理学习
2.3.4开发内容
2.3.5开发步骤
2.3.6总结与扩展
2.4任务8SYSTICK定时器
2.4.1学习目标
2.4.2开发环境
2.4.3原理学习
2.4.4开发内容
2.4.5开发步骤
2.4.6总结与扩展
2.5任务9LCD
2.5.1学习目标
2.5.2开发环境
2.5.3原理学习
2.5.4开发内容
2.5.5开发步骤
2.5.6总结与扩展
2.6任务10实时时钟
2.6.1学习目标
2.6.2开发环境
2.6.3原理学习
2.6.4开发内容
2.6.5开发步骤
2.6.6总结与扩展
2.7任务11独立看门狗
2.7.1学习目标
2.7.2开发环境
2.7.3原理学习
2.7.4开发内容
2.7.5开发步骤
2.7.6总结与扩展
2.8任务12窗口看门狗
2.8.1学习目标
2.8.2开发环境
2.8.3原理学习
2.8.4开发内容
2.8.5开发步骤
2.8.6总结与扩展
2.9任务13定时器中断
2.9.1学习目标
2.9.2开发环境
2.9.3原理学习
2.9.4开发内容
2.9.5开发步骤
2.9.6总结与扩展
2.10任务14内部温度传感器
2.10.1学习目标
2.10.2开发环境
2.10.3原理学习
2.10.4开发内容
2.10.5开发步骤
2.10.6总结与扩展
2.11任务15DMA
2.11.1学习目标
2.11.2开发环境
2.11.3原理学习
2.11.4开发内容
2.11.5开发步骤
2.11.6总结与扩展
第3章传感器驱动开发
3.1任务16光敏传感器
3.1.1学习目标
3.1.2开发环境
3.1.3原理学习
3.1.4开发内容
3.1.5开发步骤
3.1.6总结与扩展
3.2任务17温湿度传感器
3.2.1学习目标
3.2.2开发环境
3.2.3原理学习
3.2.4开发内容
3.2.5开发步骤
3.2.6总结与扩展
3.3任务18雨滴/凝露传感器
3.3.1学习目标
3.3.2开发环境
3.3.3原理学习
3.3.4开发内容
3.3.5开发步骤
3.3.6总结与扩展
3.4任务19火焰传感器
3.4.1学习目标
3.4.2开发环境
3.4.3原理学习
3.4.4开发内容
3.4.5开发步骤
3.4.6总结与扩展
3.5任务20继电器
3.5.1学习目标
3.5.2开发环境
3.5.3原理学习
3.5.4开发内容
3.5.5开发步骤
3.5.6总结与扩展
3.6任务21霍尔传感器
3.6.1学习目标
3.6.2开发环境
3.6.3原理学习
3.6.4开发内容
3.6.5开发步骤
3.6.6总结与扩展
3.7任务22超声波测距传感器
3.7.1学习目标
3.7.2开发环境
3.7.3原理学习
3.7.4开发内容
3.7.5开发步骤
3.7.6总结与扩展
3.8任务23人体红外传感器
3.8.1学习目标
3.8.2开发环境
3.8.3原理学习
3.8.4开发内容
3.8.5开发步骤
3.8.6总结与扩展
3.9任务24可燃气体/烟雾传感器
3.9.1学习目标
3.9.2开发环境
3.9.3原理学习
3.9.4开发内容
3.9.5开发步骤
3.9.6总结与扩展
3.10任务25酒精传感器
3.10.1学习目标
3.10.2开发环境
3.10.3原理学习
3.10.4开发内容
3.10.5开发步骤
3.10.6总结与扩展
3.11任务26空气质量传感器
3.11.1学习目标
3.11.2开发环境
3.11.3原理学习
3.11.4开发内容
3.11.5开发步骤
3.11.6总结与扩展
3.12任务27三轴加速度传感器
3.12.1学习目标
3.12.2开发环境
3.12.3原理学习
3.12.4开发内容
3.12.5开发步骤
3.12.6总结与扩展
3.13任务28压力传感器
3.13.1学习目标
3.13.2开发环境
3.13.3原理学习
3.13.4开发内容
3.13.5开发步骤
3.13.6总结与扩展
3.14任务29RFID读写
3.14.1学习目标
3.14.2开发环境
3.14.3原理学习
3.14.4开发内容
3.14.5开发步骤
3.14.6总结与扩展
3.15任务30步进电机控制
3.15.1学习目标
3.15.2开发环境
3.15.3原理学习
3.15.4开发内容
3.15.5开发步骤
3.15.6总结与扩展
第4章无线传感网络技术开发
4.1任务31IEEE 802.15.4无线网络驱动开发
4.1.1学习目标
4.1.2开发环境
4.1.3原理学习
4.1.4开发内容
4.1.5开发步骤
4.2任务32IEEE 802.15.4点对点通信开发
4.2.1学习目标
4.2.2开发环境
4.2.3原理学习
4.2.4开发内容
4.2.5开发步骤
4.3任务33蓝牙无线网络开发
4.3.1学习目标
4.3.2开发环境
4.3.3原理学习
4.3.4开发内容
4.3.5开发步骤
4.4任务34WiFi无线网络开发
4.4.1学习目标
4.4.2开发环境
4.4.3原理学习
4.4.4开发内容
4.4.5开发步骤
第5章基于Contiki操作系统的基础项目开发
5.1任务35认识Contiki操作系统
5.1.1学习目标
5.1.2原理学习
5.2任务36认识Contiki操作系统的数据结构
5.2.1学习目标
5.2.2原理学习
5.3任务37Contiki操作系统移植
5.3.1学习目标
5.3.2开发环境
5.3.3原理学习
5.3.4开发内容
5.3.5开发步骤
5.3.6总结与扩展
5.4任务38Contiki操作系统的进程开发
5.4.1学习目标
5.4.2开发环境
5.4.3原理学习
5.4.4开发步骤
5.4.5总结与扩展
5.5任务39Contiki多进程开发
5.5.1学习目标
5.5.2开发环境
5.5.3原理学习
5.5.4开发步骤
5.5.5总结与扩展
5.6任务40Contiki进程通信基础开发
5.6.1学习目标
5.6.2开发环境
5.6.3原理学习
5.6.4开发步骤
5.6.5总结与扩展
5.7任务41Contiki进程通信高级开发
5.7.1学习目标
5.7.2开发环境
5.7.3开发内容
5.7.4开发步骤
5.7.5总结与扩展
5.8任务42定时器驱动开发
5.8.1学习目标
5.8.2开发环境
5.8.3原理学习
5.8.4开发步骤
5.8.5总结与扩展
5.9任务43基于Contiki的LCD驱动开发
5.9.1学习目标
5.9.2开发环境
5.9.3原理学习
5.9.4开发步骤
5.9.5总结与扩展
第6章基于Contiki操作系统的无线网络项目开发
6.1任务44Contiki网络工程开发
6.1.1学习目标
6.1.2开发环境
6.1.3开发内容
6.1.4开发步骤
6.1.5总结与扩展
6.2任务45IPv6网关实现
6.2.1学习目标
6.2.2开发环境
6.2.3原理学习
6.2.4开发内容
6.2.5开发步骤
6.3任务46IEEE 802.15.4节点RPL组网开发
6.3.1学习目标
6.3.2开发环境
6.3.3原理学习
6.3.4开发内容
6.3.5开发步骤
6.4任务47蓝牙节点IPv6组网开发
6.4.1学习目标
6.4.2开发环境
6.4.3原理学习
6.4.4开发内容
6.4.5开发步骤
6.5任务48WiFi节点IPv6组网开发
6.5.1学习目标
6.5.2开发环境
6.5.3原理学习
6.5.4开发内容
6.5.5开发步骤
6.6任务49节点间UDP通信开发
6.6.1学习目标
6.6.2开发环境
6.6.3原理学习
6.6.4开发内容
6.6.5开发步骤
6.7任务50节点间TCP通信开发
6.7.1学习目标
6.7.2开发环境
6.7.3原理学习
6.7.4开发内容
6.7.5开发步骤
6.8任务51PC与节点间UDP通信开发
6.8.1学习目标
6.8.2开发环境
6.8.3原理学习
6.8.4开发内容
6.8.5开发步骤
6.9任务52PC与节点间TCP通信
6.9.1学习目标
6.9.2开发环境
6.9.3原理学习
6.9.4开发内容
6.9.5开发步骤
6.10任务53Protosocket编程开发
6.10.1学习目标
6.10.2开发环境
6.10.3原理学习
6.10.4开发内容
6.10.5开发步骤
第7章基于IPv6的物联网综合项目开发
7.1任务54基于IPv6的多无线网络融合框架
7.1.1学习目标
7.1.2开发环境
7.1.3原理学习
7.1.4开发内容
7.1.5开发步骤
7.2任务55节点数据通信协议
7.2.1学习目标
7.2.2原理学习
7.3任务56信息采集及控制（UDP）
7.3.1学习目标
7.3.2开发环境
7.3.3原理学习
7.3.4开发内容
7.3.5开发步骤
7.3.6总结与扩展
7.4任务57信息采集及控制（CoAP）
7.4.1学习目标
7.4.2开发环境
7.4.3原理学习
7.4.4开发内容
7.4.5开发步骤
7.4.6总结与扩展
7.5任务58传感器综合应用
7.5.1学习目标
7.5.2开发环境
7.5.3开发内容
7.5.4开发步骤
7.6任务59传感器的自定义开发
7.6.1学习目标
7.6.2开发环境
7.6.3开发内容
7.6.4开发步骤
第8章物联网平台综合项目开发
8.1任务60智云物联开发基础
8.1.1学习目标
8.1.2智云物联平台介绍
8.1.3智云物联基本框架
8.1.4智云物联常用硬件
8.1.5智云物联优秀项目
8.1.6开发前准备工作
8.2任务61智云平台基本开发
8.2.1学习目标
8.2.2开发环境
8.2.3原理学习
8.2.4开发内容
8.2.5开发步骤
8.2.6总结与扩展
8.3任务62物联网通信协议
8.3.1学习目标
8.3.2开发环境
8.3.3原理学习
8.3.4开发内容
8.3.5开发步骤
8.3.6总结与扩展
8.4任务63IPv6的节点硬件驱动开发
8.4.1学习目标
8.4.2开发环境
8.4.3原理学习
8.4.4开发内容
8.4.5开发步骤
8.4.6总结与扩展
8.5任务64Android API开发
8.5.1学习目标
8.5.2开发环境
8.5.3原理学习
8.5.4开发内容
8.5.5开发步骤
8.5.6总结与扩展
8.6任务65Web API开发
8.6.1学习目标
8.6.2开发环境
8.6.3原理学习
8.6.4开发内容
8.6.5开发步骤
8.6.6总结与扩展
8.7任务66开发调试工具
8.7.1学习目标
8.7.2开发环境
8.7.3原理学习
8.7.4开发内容
8.7.5开发步骤
8.7.6总结与扩展
第9章物联网云平台高级项目开发
9.1任务67可燃气体检测系统开发
9.1.1学习目标
9.1.2开发环境
9.1.3原理学习
9.1.4开始内容
9.1.5开发步骤
9.1.6总结与扩展
9.2任务68自动浇花系统开发
9.2.1学习目标
9.2.2开发环境
9.2.3原理学习
9.2.4开发内容
9.2.5开发步骤
9.2.6总结与扩展
9.3任务69智能家居监控系统开发
9.3.1学习目标
9.3.2开发环境
9.3.3原理学习
9.3.4开发内容
9.3.5开发步骤
9.3.6总结与扩展
9.4任务70农业环境自动监控系统开发
9.4.1学习目标
9.4.2开发环境
9.4.3原理学习
9.4.4开发内容
9.4.5开发步骤
9.4.6总结与扩展
附录A常见硬件及问题
A.1无线节点读取IEEE地址
A.2传感器
A.3STM32W108 IPv6 radio镜像固化
A.4蓝牙无线节点设置
A.5浏览器采集和控制节点
参考文献

精彩书摘

　　本章介绍Contiki操作系统的基本知识，先分析Contiki操作系统的特点和源代码结构，介绍操作系统的主要数据结构，有进程、事件和etimer机制，并分析三者之间的关系，然后将操作系统通过移植到STM32，并通过任务式开完成了对GPIO控制、多线程、进程间通信、定时器的驱动，最后实现了对LCD的驱动。
　　5.1任务35认识Contiki操作系统
　　5.1.1学习目标
　　初步了解Contiki操作系统基本特点；
　　理解Contiki事件驱动和protothread机制。
　　5.1.2原理学习
　　5.1.2.1Contiki操作系统
　　Contiki是一个开源的、高度可移植的多任务操作系统，适用于联网嵌入式系统和无线传感器网络，由瑞典计算机科学学院(Swedish Institute of Computer Science)的Adam Dunkels和他的团队开发。Contiki完全采用C语言开发，可移植性非常好，对硬件的要求极低，能够运行在各种类型的微处理器及计算机上。
　　Contiki适用于存储器资源十分受限的嵌入式单片机系统，是一种开源的操作系统，适用于BSD协议，即可以任意修改和发布，已经应用在许多项目中。 Contiki操作系统是基于事件驱动(Event�瞕riven)内核的操作系统，在此内核上，应用程序可以在运行时动态加载，非常灵活。在事件驱动内核基础上，Contiki实现了一种轻量级的名为protothread的线程模型，实现线性的、类似于线程的编程风格。该模型类似于Linux和Windows中线程的概念，多个线程共享同一个任务栈，从而减少RAM占用。
　　Contiki系统内部集成了两种类型的无线传感器网络协议栈： uIP和Rime。uIP是一个小型的符合RFC规范的TCP/IP协议栈，可以直接与Internet通信，uIP包含了IPv4和IPv6两种协议栈，支持TCP、UDP、ICMP等协议； Rime是一个轻量级、为低功耗无线传感器网络设计的协议栈，提供了大量的通信原语，能够实现从简单的一跳广播通信，到复杂的可靠多跳数据传输等通信功能。
　　5.1.2.2Contiki的特点
　　Contiki操作系统也是一种嵌入式的多任务操作系统，是专为内存资源严重受限的嵌入式设备开发设计的。通常一个典型的Contiki系统只需占用2KB RAM和40KB ROM。Contiki有如下突出的特点：
　　(1) Contiki系统开发使用纯C语言，采用C编译器，如GCC、IAR等，开发调试简单。
　　(2) Contiki兼容性好，可在8位、16位、32位几乎所有类型的处理器上移植。
　　(3) Contiki采用模块化松耦合的结构方式，支持选择性的可抢占式多任务。
　　(4) 低功率无线电通信。Contiki同时提供完整的IP网络和低功率无线电通信机制。对于无线传感器网络内部通信，Contiki使用低功率无线电网络栈。
　　(5) 网络交互。可以通过多种方式完成与使用Contiki的传感器网络的交互，如Web浏览器、基于文本的命令行接口，或者存储和显示传感器数据的专用软件等，为传感器网络的交互与感知提供了一些特殊的命令。
　　(6) 能量效率。为了延长传感器网络的生命周期，控制和减少传感器节点的功耗很重要。Contiki提供了一种基于软件的能量分析机制，记录每个传感器节点的能量消耗，这种机制不需要额外的硬件就能完成网络级别的能量分析。
　　5.1.2.3Contiki事件驱动和protothread机制
　　Contiki有两个主要机制： 事件驱动和protothread机制，前者是为了降低功耗，后者是为了节省内存。
　　1. 事件驱动
　　嵌入式系统常常被设计成响应周围环境的变化，而这些变化可以看成一个个事件。事件来了，操作系统处理之； 没有事件到来，就去休眠(降低功耗)。这就是所谓的事件驱动，类似于中断。
　　在Contiki系统中，事件被分为以下3种类型：
　　1) 定时器事件(timer event)
　　进程可以设置一个定时器，在给定的时间完成之后生成一个事件，进程一直阻塞直到定时器终止，才继续执行。定时器事件对于周期性的操作很有帮助，如一些网络协议等。
　　……

前言/序言

　　物联网和移动互联网的迅猛发展慢慢改变了人类社会的生产方式、人们的工作方式、生活习惯等。国家规划在9大重点领域推广物联网，分别是智能工业、智能农业、智能物流、智能家居、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗，并得到了广泛的应用且逐步改变着这些产业的结构。
　　物联网系统涉及的技术很多，对于一个有志于从事物联网开发的人，必须掌握处理器外围接口的驱动开发技术、相应传感器的驱动开发技术，能开发应用程序和移动端程序。本书从STM32处理器入手，详细讲解微处理器接口结束、传感器驱动、无线网络技术、基于Contiki操作系统网络开发技术、基于IPv6的多无线网络融合技术、Android开发技术和云平台开发技术以及物联网高级应用技术。书中理论清晰，实践案例丰富，逐步引导读者掌握物联网的各种开发技术。
　　本书是一本由浅入深地对物联网系统进行开发的书籍，全书采用任务式开发的学习方法，共积累了70个趣味盎然、贴近生活的案例，每个案例均有完整的开发过程，分别是明确的学习目标、清晰的环境开发要求、深入浅出的原理学习、详细的开发内容和完整的开发步骤，最后进行总结与拓展，引导读者进行理论学习，并将理论用于开发实践进行验证，强调理论与实践的有机结合，每个案例均附上完整的开发代码，在源代码的基础上可以快速进行二次开发，能方便地将其转化为各种比赛的案例，便于工程技术开发人员和科研工作人员进行科研项目等。
　　第1章介绍物联网的发展状况以及和IPv6的联系，讨论了本书开发使用的硬件平台STM32和物联网开发的软件环境搭建，以及如何用IAR建立工程。
　　第2~4章介绍基于STM32的开发技术，其中第2章是STM32外围接口开发，开发任务有GPIO控制、外部中断、串口通信、SYSTICK定时器、LCD、实时时钟、独立看门狗、窗口看门狗、定时器中断、内部温度传感器和DMA开发，引导读者掌握STM32外围接口开发；第3章是传感器驱动开发，在STM32的基础上完成各种传感器的原理学习与开发，有光敏传感器、温湿度传感器、雨滴/凝露传感器、火焰传感器、继电器、霍尔传感器、超声波测距传感器、人体红外传感器、可燃气体/烟雾传感器、酒精传感器、空气质量传感器、三轴加速度传感器、压力传感器、RFID读写和步进电机控制等，所介绍的传感器均是目前在社会上广泛应用的；第4章介绍了4种常用的无线网络技术，有IEEE 802.15.4无线网络驱动开发、IEEE 802.15.4点对点通信开发、蓝牙无线网络开发和WiFi无线网络开发，通过项目开发阐述了4种网络的特点。
　　第5~7章介绍Contiki操作系统和基于Contiki的开发技术，其中第5章介绍易于移植到微处理器上的小型操作系统Contiki，讨论了Contiki应用和数据结构，并将Contiki移植到STM32，并在Contiki系统上进行进程开发、多进程开发、进程通信开发、定时器驱动开发和基于Contiki的LCD驱动开发；第6章介绍基于Contiki操作系统的无线网络项目开发，分别详细阐述了Contiki网络工程开发、IPv6网关实现，并分模块实现三种网络的IPv6开发，分别有IEEE 802.15.4节点RPL组网开发、蓝牙节点IPv6组网开发、WiFi节点IPv6组网开发、节点间UDP通信开发、节点间TCP通信开发、PC与节点间UDP通信开发、PC与节点间TCP通信以及Protosocket编程开发。第7章介绍基于IPv6的物联网综合项目开发，详细分析了基于IPv6的多无线网络融合框架、节点数据通信协议，结合项目实现了信息采集及控制(UDP)、信息采集及控制(CoAP)、传感器综合应用以及传感器的自定义开发。
　　第8章和第9章是高级技术应用开发，其中第8章介绍物联网平台综合项目开发，讨论了智云物联平台的基本使用方法和一种用于数据传输的通信协议，并且实现了IPv6的节点硬件驱动开发、Android API开发和Web API开发，实现了云平台的应用；第9章是物联网云平台高级项目开发，有4个综合应用项目，分别是可燃气体检测系统开发、自动浇花系统开发、智能家居监控系统开发和农业环境自动监控系统开发，实现了物联网云平台的高级应用，也对全书的知识点进行了应用和串联。
　　本书特色：
　　（1） 任务式开发。抛开传统的理论学习方法，选取合适的案例将理论与实践结合起来，通过理论学习和开发实践，快速入门，由浅入深，逐步掌握Cortex�睲3和IPv6的物联网开发技术。
　　（2） 各种知识点融合。将嵌入式系统和物联网的开发技术、STM32处理器基本接口驱动、传感器驱动、常用无线技术、小型操作系统、IPv6、Android移动互联网开发等相结合，实现了强大的物联网数据采集、传输和处理。
　　本书既可作为高等院校相关专业的教材或教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员查阅，也适合微处理和物联网开发爱好者使用。
　　本书在编写过程中，借鉴和参考了国内外专家、学者、技术人员的相关研究成果，在此谨向有关作者表示深深的敬意和谢意。
　　感谢中智讯（武汉）科技有限公司在本书编写过程中提供的帮助，特别感谢清华大学出版社的编辑在本书出版过程中给予的指导和大力支持。
　　本书是“广东高等职业教育品牌专业建设项目(2016gzpp044)”研究成果之一。
　　由于本书涉及的知识面广，时间又仓促，限于笔者的水平和经验，疏漏之处在所难免，恳请专家和读者批评指正。
　　编者
　　2017年3月

探索物联网的边界：嵌入式系统与网络通信的深度融合 物联网（IoT）的浪潮正以前所未有的速度席卷全球，将我们生活的方方面面连接起来，构建一个更加智能、便捷、高效的未来。从智能家居到智慧城市，从工业自动化到精准农业，物联网的应用场景日益丰富，其背后是硬件、软件、网络通信等诸多技术的协同演进。本书将带领读者深入探究构建现代物联网系统的核心要素，聚焦于一种在嵌入式领域备受青睐的微控制器架构——ARM Cortex-M3，以及支撑全球互联未来的关键网络协议——IPv6。 本书旨在为有志于投身物联网开发的工程师、学生和技术爱好者提供一个全面而深入的学习平台。我们不局限于某个单一的应用场景，而是着力于揭示驱动物联网发展的底层技术原理和实践方法。通过对Cortex-M3微控制器及其生态系统的详尽剖析，读者将能够掌握嵌入式系统的开发流程，理解低功耗、高性能的硬件设计理念。同时，我们将系统地介绍IPv6协议的特性、优势及其在物联网环境下的应用策略，帮助读者构建安全、可扩展、互联互通的物联网解决方案。 第一部分：嵌入式系统的基石——ARM Cortex-M3深度解析 在万物互联的时代，微控制器（MCU）扮演着物联网设备的“大脑”角色。ARM Cortex-M系列处理器凭借其卓越的能效比、丰富的外设接口和强大的处理能力，已成为嵌入式系统设计的首选。本书将聚焦于Cortex-M3这一经典且强大的架构，为您构建坚实的嵌入式开发基础。 第一章：Cortex-M3架构概览与核心特性 本章将带您走进Cortex-M3的微观世界，深入理解其核心架构。我们将从指令集架构（ISA）入手，解析Thumb-2指令集如何实现高代码密度和高性能的完美结合。您将了解到Cortex-M3如何通过流水线设计、分支预测等技术优化指令执行效率。此外，我们将详细介绍Cortex-M3的内存管理单元（MMU）或内存保护单元（MPU），以及它们在多任务操作系统和安全应用中的重要作用。中断控制器（NVIC）的精巧设计，如何实现高效的中断响应和管理，也将是本章的重点。通过对这些核心特性的深入理解，您将能够更好地把握Cortex-M3的优势，并为后续的开发工作打下坚实的基础。 第二章：Cortex-M3开发环境搭建与工具链 实践是检验真理的唯一标准。本章将指导您一步步搭建高效的Cortex-M3开发环境。我们将介绍主流的集成开发环境（IDE），如Keil MDK、IAR Embedded Workbench等，并演示如何配置和使用它们。交叉编译器的概念、链接脚本的编写以及调试器的使用，都将进行详细的讲解。您将学习如何使用仿真器进行代码调试，如何通过逻辑分析仪和示波器等硬件工具监测信号，从而有效地排查和解决开发过程中遇到的问题。本书还将介绍一些常用的硬件开发板，如STM32系列等，并提供快速上手指南，让您能迅速将理论付诸实践。 第三章：Cortex-M3上的裸机编程与RTOS应用 理解Cortex-M3的处理能力，离不开对其编程模式的探索。本章将首先介绍裸机编程的概念，即在不依赖操作系统的情况下，直接与硬件交互。您将学习如何通过寄存器直接操作外设，实现LED闪烁、按键检测等基础功能。随着物联网应用的日益复杂，实时操作系统（RTOS）的需求也愈发凸显。本章将深入介绍RTOS的基本概念，如任务、调度、信号量、消息队列等。我们将以FreeRTOS为例，讲解如何在Cortex-M3平台上移植和使用FreeRTOS，如何创建和管理任务，如何实现任务间的通信与同步。通过掌握RTOS的应用，您将能够构建更具扩展性、响应性和稳定性的物联网设备软件。 第四章：Cortex-M3外设接口编程实践 物联网设备往往需要与外部世界进行交互，这离不开各种外设接口的支持。本章将聚焦于Cortex-M3常用的外设接口，并提供详尽的编程实例。您将学习如何利用通用输入输出（GPIO）接口控制LED、驱动电机；如何使用串行通信接口（UART）实现设备间的数据传输；如何通过SPI和I2C接口连接传感器、存储器等外部设备；如何利用ADC和DAC接口进行模拟信号的采集和输出。我们将重点讲解这些接口的工作原理、配置方法以及在实际应用中的编程技巧，帮助您灵活运用Cortex-M3的外设能力，构建功能丰富的物联网终端。 第二部分：构建互联世界的基石——IPv6在物联网中的应用 随着IPv4地址资源的枯竭，IPv6作为下一代互联网协议，其庞大的地址空间、简化的报头、更高效的路由以及增强的安全性，使其成为支撑海量物联网设备连接的必然选择。本书将深入剖析IPv6协议，并探讨其在物联网场景下的独特价值和实现策略。 第五章：IPv6协议深度解析 本章将为您系统地介绍IPv6协议的方方面面。我们将从IPv4的局限性出发，阐述IPv6设计的初衷和目标。您将详细了解IPv6的地址结构，包括其庞大的地址空间、多种地址类型（单播、组播、任播）以及地址的表示方法。IPv6报头格式的简化与优化，将如何提高数据传输效率，也将是本章的重点。我们将深入探讨IPv6的自动配置机制（SLAAC），以及无状态地址自动配置（SLAAC）和DHCPv6在物联网设备节点配置中的作用。此外，我们还将简要介绍IPv6中的网络发现（NDP）协议，以及它如何替代IPv4中的ARP协议。 第六章：IPv6在物联网中的优势与挑战 IPv6的引入为物联网的发展带来了诸多机遇，但也伴随着一些挑战。本章将深入探讨IPv6在物联网应用中的独特优势，如海量设备的无缝连接能力、端到端的IP可达性、以及更强的安全性保障。我们将分析IPv6如何简化网络管理，降低部署成本，并为物联网应用的创新提供更广阔的空间。与此同时，我们也需要正视IPv6在物联网应用中面临的挑战，例如设备资源的限制、网络基础设施的部署、安全防护的复杂性以及现有IPv4网络的兼容性问题。通过对这些优势与挑战的全面分析，您将能够更清晰地认识IPv6在物联网领域的重要性，并为应对潜在问题做好准备。 第七章：IPv6的物联网应用场景与协议栈 理解IPv6的理论知识，最终要回归到实际应用。本章将聚焦于IPv6在各种物联网场景下的具体应用。我们将介绍如何利用IPv6实现智能家居设备间的互联互通，例如智能灯泡、智能门锁、环境传感器等。在智慧城市领域，IPv6如何支撑路灯控制、环境监测、交通管理等应用。在工业物联网（IIoT）中，IPv6如何实现设备的远程监控、预测性维护以及生产过程的优化。此外，我们还将介绍支撑IPv6在物联网中运行的关键协议栈，包括6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）技术，以及Thread、CoAP（Constrained Application Protocol）等面向受限设备的通信协议。 第八章：Cortex-M3与IPv6的结合开发实践 本书的最后一部分将是理论与实践的完美结合。本章将引导读者动手实践，将Cortex-M3微控制器与IPv6网络连接起来。我们将介绍如何在Cortex-M3平台上实现IPv6协议栈的移植和应用，例如使用lwIP（lightweight IP）等开源TCP/IP协议栈。您将学习如何配置Cortex-M3设备的IPv6地址，如何实现IPv6数据包的发送和接收。我们将通过具体的项目案例，例如构建一个简单的IPv6连接的传感器节点，展示如何通过Wi-Fi或以太网接口将传感器数据上传到IPv6网络。此外，我们还将探讨在资源受限的Cortex-M3设备上实现IPv6通信的优化策略，以及如何利用IPv6的特性构建安全可靠的物联网终端。 结语 物联网的未来充满无限可能，而Cortex-M3微控制器和IPv6协议正是构建这一未来的重要基石。本书通过理论与实践相结合的方式，为您提供了深入理解和掌握物联网核心技术的有力工具。希望通过本书的学习，您能够独立设计和开发具有创新性的物联网解决方案，为推动社会智能化进程贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

我对物联网的长期发展前景非常看好，尤其是那些能够提供低功耗、高性能且具备强大网络连接能力的解决方案。Cortex-M3处理器在功耗和性能之间找到了一个很好的平衡点，使其成为众多物联网设备的理想选择。而IPv6的引入，更是解决了IPv4地址枯竭的困境，为海量物联网设备的接入提供了可能，并且在安全性、效率等方面都有显著提升。我一直关注着这一技术趋势，并希望能够找到一本能够将这两者有机结合的书籍。我猜测这本书可能会探讨如何在Cortex-M3的嵌入式环境中，高效地实现IPv6的地址自动配置、邻居发现协议，以及UDP/TCP套接字编程。此外，对于物联网应用至关重要的消息队列遥测传输（MQTT）和约束应用协议（CoAP）等上层协议，在IPv6环境下的应用方式和优化策略，也是我非常感兴趣的内容。我期待这本书能够提供一些关于如何进行资源受限设备上的IPv6协议栈移植和优化的经验分享，以及在实际部署中可能遇到的挑战和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我对物联网的未来充满好奇，特别是那些能够驱动智能设备互联互通的技术。Cortex-M3处理器在我看来，是实现这一愿景的坚实基石，其稳定性和广泛的应用基础，为物联网的快速发展提供了可靠的硬件支撑。而IPv6，作为下一代互联网协议，其带来的海量地址空间和增强的安全性，无疑为物联网的规模化部署扫清了障碍。我猜这本书会围绕着如何在Cortex-M3微控制器上，构建一个完整的、支持IPv6的物联网系统展开。这可能包括对IPv6地址管理、路由选择的讲解，以及如何在资源有限的嵌入式平台上实现诸如DHCPv6、SLAAC等自动配置机制。此外，我也期待书中能介绍一些物联网通信中常用的应用层协议，比如HTTP、CoAP、MQTT等，如何在IPv6网络中进行封装和传输，以及如何针对Cortex-M3平台的特性进行优化。更重要的是，我希望能从书中学习到一些实际的开发经验，例如如何进行嵌入式设备的固件开发，如何进行网络通信的调试，以及如何构建一个可扩展、可维护的物联网解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的计算机科学专业的学生，对物联网领域抱有浓厚的兴趣，并一直在寻找能够帮助我入门和深入学习相关技术的资料。Cortex-M3处理器，作为嵌入式领域的一大主流，我之前在课程中有所接触，但对其在物联网实际应用中的细节了解并不深入。而IPv6，虽然在网络基础课程中有所提及，但其在物联网场景下的具体优势和实现方式，对我来说还是一片模糊。这本书的出现，让我看到了一个系统学习的机会。我非常希望它能够从最基础的概念讲起，比如Cortex-M3的架构特点、指令集，以及如何进行嵌入式软件开发的环境搭建。接着，能够详细讲解IPv6协议栈的组成，以及如何在资源受限的Cortex-M3设备上高效地部署和运行。更重要的是，我期待书中能够提供一些典型的物联网应用案例，比如智能家居、环境监测等，并展示如何利用Cortex-M3和IPv6技术来完成这些应用的开发，包括传感器数据的采集、网络通信的建立、数据传输的优化等等。这样的内容对于我这样希望将理论知识转化为实践技能的学生来说，无疑是极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的嵌入式软件架构师，我一直在寻找能够提升团队开发效率和产品竞争力的前沿技术。Cortex-M3作为一款成熟稳定的32位微控制器，在功耗、性能和成本方面都有着出色的表现，是我们在很多项目中首选的平台。然而，随着物联网设备的数量激增，IPv4地址的局限性已经开始显现，转向IPv6是大势所趋。因此，掌握如何在Cortex-M3平台上高效、安全地实现IPv6通信，对于我们未来的产品规划至关重要。我希望这本书能够提供一些关于Cortex-M3处理器与IPv6协议栈结合的深度技术解析，例如对LwIP（Lightweight IP）等轻量级TCP/IP协议栈在Cortex-M3上的性能优化，以及如何在嵌入式系统中使用IPv6实现端到端通信的安全性保障，比如IPsec等。此外，书中对实时操作系统（RTOS）在IPv6物联网开发中的应用，以及如何进行性能测试和功耗分析，也会是我非常看重的部分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很简洁，书名也直观地传达了核心内容。我是一名对嵌入式开发和物联网应用都充满兴趣的工程师，平时接触的也大多是基于ARM Cortex-M系列的微控制器。Cortex-M3作为这个系列中比较经典且应用广泛的架构，一直是我关注的重点。而IPv6在物联网中的应用，更是当前行业发展的大势所趋，尤其是在海量设备连接和网络安全性方面，IPv6的优势愈发凸显。我非常期待这本书能够深入浅出地讲解如何在Cortex-M3平台上，结合IPv6的相关协议栈和技术，实现高效、稳定的物联网设备开发。从书名来看，它应该会涵盖从硬件选型、嵌入式系统构建，到网络通信协议（如TCP/IP、UDP、CoAP、MQTT等）在IPv6环境下的具体实现，甚至可能还会涉及一些安全性的考量。对于我们这些在实际工作中需要快速掌握新技术的开发者来说，一本能够提供实践指导，并且有清晰案例分析的书籍，是极具价值的。我希望这本书能够给我带来一些新的思路和实用的技巧，让我能够更好地应对未来物联网项目中的挑战。