Zig Bee技术实践教程(内附光盘1张) 9787811245127 北京航空航天大学出 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高守玮，吴灿阳 著

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店铺： 北京文博宏图图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787811245127

商品编码：29418033454

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名：Zig Bee技术实践教程(内附光盘1张)

定价：58.00元

作者：高守玮,吴灿阳

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787811245127

字数：622000

页码：430

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以ZigBee无线传感网络技术为主要对象，以基于CC2430/31芯片（TI/Chipcon公司）的HFZCC2430/31ZDK开发套件为硬件平台，深入剖析了TI的ZStack协议栈架构和编程接口，并详细讲述了如何在此基础上开发自己的ZigBee项目。本书分为5个篇章：理论篇、准备篇、入门篇、进阶篇和提高篇。理论篇简要介绍了无线传感器网络和ZigBee协议规范的基础知识，为读者进行ZigBee项目开发提供理论指导，以便开发时参考；准备篇讲述了ZigBee硬件开发平台、软件开发环境的组成和安装，以及通过17个CC2430/31片内外设的操作例程来阐述CC2430/31片上系统的开发和使用；入门篇以一个通俗易懂的例子讲述了轮转查询式操作系统的基本原理，并介绍了这种操作系统在TI ZStack中的应用以及TI ZStack的用户编程接口；进阶篇通过几个例子演示如何建立简单的ZigBee无线传感网络系统，并详细阐述了ZigBee协议规范的几个重要概念在TI ZStack的代码实现；提高篇通过智能家居系统、无线数据透明传输系统、工业无线传感网络系统、无线定位系统等典型的ZigBee技术解决方案，详细介绍了如何开发实际的ZigBee项目。
本书可作为工程技术人员进行单片机、无线传感器网络应用、ZigBee技术等项目开发的学习、参考用书，也可作为高等院校高年级本科生或研究生计算机、电子、自动化、无线通信等课程的教材。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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低功耗无线通信的革命：ZigBee技术精要与应用 在物联网（IoT）日益渗透我们生活的今天，低功耗、低成本、低复杂度以及高可靠性的无线通信技术扮演着至关重要的角色。在众多无线通信标准中，ZigBee技术以其独特的优势，在智能家居、工业自动化、智慧农业、医疗健康等领域展现出强大的生命力。本书旨在深入剖析ZigBee技术的核心原理，并结合丰富的实践案例，为读者构建一个全面、系统且实用的ZigBee学习框架。 第一部分：ZigBee技术理论基石 第一章：无线通信技术概览与ZigBee定位 无线通信技术发展脉络： 简要回顾Wi-Fi、Bluetooth、LoRa等主流无线通信技术的发展历程，分析各自的优缺点及适用场景。 ZigBee诞生的背景与需求： 探讨在传统无线技术难以满足的某些特定应用场景下，对低功耗、低成本、低数据速率的短距离无线通信需求的产生。 ZigBee协议栈的体系结构： 详细介绍ZigBee协议栈的七层结构，包括物理层（PHY）、MAC层、网络层（NWK）、应用层（APL）等，并重点阐述各层的主要功能和协议内容。 IEEE 802.15.4标准： 作为ZigBee的基础，深入解析IEEE 802.15.4标准，涵盖其帧结构、地址分配、信道访问机制（CSMA/CA）、能量检测（ED）、载波侦听多路访问/冲突避免等关键概念，理解其如何实现低功耗和可靠通信。 第二章：ZigBee核心通信机制详解 网络拓扑结构： 详细讲解ZigBee支持的三种主要网络拓扑：星型（Star）、网状（Mesh）和树型（Tree），分析各自的特点、优缺点及适用场景。 设备角色： 深入理解ZigBee网络中的三种设备类型：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device），阐述它们在网络中的职责、功能以及通信方式。 网络发现与加入： 详细描述ZigBee设备如何进行网络扫描、发现可用网络，以及设备如何安全地加入现有网络的过程。 数据传输模式： 讲解ZigBee支持的多种数据传输模式，包括单播（Unicast）、广播（Broadcast）、组播（Multicast）等，以及其在不同场景下的应用。 寻路机制（AODV）： 重点解析ZigBee的路由发现和维护机制，特别是基于Ad Hoc On-Demand Distance Vector（AODV）算法的路由选择过程，理解其如何实现网状网络下的高效数据转发。 服务发现（Service Discovery）： 介绍ZigBee如何实现设备间的服务发现，使得设备能够了解彼此的功能并进行交互。 第三章：ZigBee应用层与Profile ZigBee应用层框架： 详细介绍ZigBee应用层（APL）的组成，包括应用层框架（APL Framework）、应用程序（Application Profile）以及应用程序支持子层（APS）。 ZigBee Cluster Library（ZCL）： 深入讲解ZCL，这是ZigBee应用层的核心。详细介绍ZCL的组成，包括Command、Attribute、Cluster等概念，以及如何通过Cluster定义设备的功能和交互方式。 标准Profile介绍： 重点介绍一些常见的ZigBee标准Profile，例如： Home Automation (HA) Profile： 智能家居领域的标准，涵盖灯光、温控、门锁、窗帘等常用设备。 Smart Energy (SE) Profile： 智能电网和能源管理领域的标准，用于监测和控制能源使用。 Light Link Profile： 专注于照明控制的Profile。 ZigBee Remote Control (ZRC) Profile： 用于遥控器的应用。 商业和工业自动化Profile： 介绍相关Profile在工业场景的应用。 自定义Profile的开发： 探讨如何根据特定应用需求，设计和实现自定义的ZigBee Profile，以满足非标准化的应用场景。 第四章：ZigBee安全机制 ZigBee安全模型： 阐述ZigBee的安全模型，包括信任中心（Trust Center）、密钥管理、安全模式等。 密钥管理： 详细介绍ZigBee网络中的密钥类型（如网络密钥、链路密钥）以及密钥的生成、分发和更新机制。 安全模式： 深入理解ZigBee的四种安全模式，以及它们如何提供不同级别的安全保障。 数据加密与认证： 讲解ZigBee如何利用AES-128等算法对数据进行加密和认证，确保通信的机密性和完整性。 安全攻击与防护： 分析ZigBee网络可能面临的安全威胁，例如窃听、重放攻击、拒绝服务攻击等，并探讨相应的防护策略。 第二部分：ZigBee技术实践与应用 第五章：ZigBee开发环境搭建与工具链 硬件选型： 介绍市面上主流的ZigBee模块和开发板（如TI CC2530/CC2652，NXP JN516x/KW41Z，Silicon Labs EFR32系列等），分析其性能、功耗、接口等特点，指导读者根据项目需求进行选型。 开发软件介绍： 详细介绍各厂商提供的ZigBee SDK（Software Development Kit），包括IDE（集成开发环境）、编译器、调试器、协议分析工具等。 仿真与调试工具： 讲解如何利用协议分析仪（如Wireshark配合ZigBee插件）、网络模拟器等工具进行ZigBee网络的调试和问题排查。 固件烧录与更新： 演示如何将编译好的固件烧录到ZigBee模块，以及OTA（Over-the-Air）固件更新的技术。 第六章：基于CC2530/CC2652等主流芯片的ZigBee节点开发实践 基础节点开发： 从最简单的LED闪烁、按键采集等示例入手，引导读者熟悉开发环境和基本API调用。 传感器数据采集： 演示如何将温湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器等接入ZigBee节点，并将采集到的数据通过ZigBee网络发送出去。 执行器控制： 讲解如何通过ZigBee网络控制继电器、电机、舵机等执行器，实现对物理世界的控制。 设备配网与组网： 实践ZigBee设备的加入网络、退出网络等操作，以及如何通过协调器对网络进行管理。 实现自定义Cluster与Attribute： 引导读者学习如何定义自己的Cluster和Attribute，以实现特定的设备功能。 第七章：ZigBee网关与云平台集成 ZigBee网关的角色与功能： 详细解释ZigBee网关在ZigBee网络与外部网络（如Wi-Fi、以太网）之间的桥梁作用。 网关硬件与软件实现： 介绍不同类型的ZigBee网关（如基于树莓派、嵌入式Linux板卡、专用网关芯片等），并展示网关软件开发的关键步骤。 通信协议（MQTT, HTTP）： 重点讲解网关如何将ZigBee设备数据通过MQTT、HTTP等协议上报到云平台。 主流云平台介绍与接入： 介绍阿里云IoT、腾讯云IoT、AWS IoT、Azure IoT等主流IoT云平台，并详细演示如何将ZigBee网关连接到云平台，实现数据的存储、分析和可视化。 远程控制与数据可视化： 演示如何通过云平台提供的App或Web界面，实现对ZigBee设备的远程控制和数据监控。 第八章：ZigBee在智能家居中的应用实践 智能照明系统： 实践构建智能灯光控制系统，包括亮度调节、颜色变化、定时开关等功能。 环境监测系统： 搭建室内外环境监测系统，实时监测温度、湿度、PM2.5等环境参数。 安防报警系统： 实现门窗磁传感器、人体红外传感器、烟雾传感器等的联动报警。 智能家电控制： 演示如何通过ZigBee控制空调、电视、窗帘等智能家电。 场景联动与自动化： 讲解如何设置各种智能场景，如“回家模式”、“离家模式”、“睡眠模式”，实现设备间的联动自动化。 第九章：ZigBee在工业自动化与智慧农业中的应用实践 工业无线传感器网络： 探讨ZigBee在工业现场的部署，如设备状态监测、环境参数采集（温度、压力、振动）、资产跟踪等。 无线数据采集与控制： 演示如何利用ZigBee实现生产线数据的无线采集，以及远程对设备进行启停和参数调整。 智慧农业传感器网络： 讲解ZigBee在农田环境监测（土壤湿度、光照、温度、CO2浓度）、灌溉控制、病虫害预警等方面的应用。 精准农业实践： 结合ZigBee技术，探讨如何实现对作物生长环境的精细化管理，提高产量和质量。 第十章：ZigBee的未来发展趋势与挑战 ZigBee 3.0与Matter标准： 介绍ZigBee 3.0的优势，以及Matter标准如何整合Wi-Fi、Thread和以太网，为跨协议互联互通奠定基础。 与其他无线技术的融合： 探讨ZigBee与Wi-Fi、Bluetooth、LoRa等技术的结合应用，以发挥各自优势，满足更广泛的需求。 功耗优化与长续航： 分析ZigBee在低功耗方面的进一步优化方向，以及如何实现设备的超长续航。 安全性的持续提升： 讨论ZigBee在面对日益复杂的网络安全威胁时，如何不断增强安全机制。 生态系统的构建与完善： 展望ZigBee技术生态系统的发展，包括芯片厂商、模组厂商、应用开发商、平台服务商等各方的协同作用。 面临的挑战与机遇： 分析ZigBee技术在市场推广、标准化、互操作性等方面可能面临的挑战，以及其在万物互联时代蕴藏的巨大机遇。 本书力求理论与实践相结合，通过大量的代码示例、清晰的原理图示和详尽的操作步骤，帮助读者快速掌握ZigBee技术的核心要领，并能独立完成ZigBee相关的开发项目。无论是初学者还是有一定基础的工程师，都能从本书中获得宝贵的知识和实践经验，成为ZigBee技术领域的合格开发者和实践者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的特色在于它将理论知识与实际应用紧密结合，让读者不仅能“知其然”，更能“知其所以然”。我最欣赏的是书中对ZigBee通信协议栈的深入剖析，它没有停留在表面，而是详细解释了每个层次的功能、报文格式以及工作原理。例如，在讲解MAC层时，作者详细阐述了信道接入、帧结构、ACK机制等，这些细节对于理解ZigBee的可靠通信至关重要。在应用层方面，书中对ZCL（ZigBee Cluster Library）的介绍尤为精彩，通过具体的例子，展示了如何利用ZCL来定义和实现各种设备的功能，例如灯光控制、温湿度传感器等。这种对标准库的深入讲解，极大地降低了开发难度，让开发者能够快速构建符合标准的ZigBee设备。此外，书中还提到了ZigBee的安全性问题，例如加密和认证机制，这对于构建安全的物联网系统非常重要。我尝试着根据书中的例子，开发了一个简单的ZigBee灯光控制器，整个过程非常顺利，这让我对ZigBee技术的强大能力有了直观的感受。

评分☆☆☆☆☆

这本《ZigBee技术实践教程》简直是为我量身定做的！作为一名初次接触ZigBee技术的开发者，我一直苦于找不到一本既有深度又不至于晦涩难懂的入门书籍。市面上很多资料要么过于理论化，要么缺乏实际操作指导，让我觉得学起来隔靴搔痒。但是，这本书彻底改变了我的看法。它从最基础的概念讲起，循序渐进地引导读者理解ZigBee协议栈的各个层面，从物理层、MAC层到网络层、应用层，都进行了清晰的阐述。更重要的是，书中丰富的图示和代码示例，让那些抽象的概念变得触手可及。我尤其喜欢它对节点通信、网络拓扑、路由机制等核心内容的讲解，配合光盘中的例程，我能够亲手搭建起一个简单的ZigBee网络，并观察数据的传输过程。这种“边学边做”的学习模式，极大地提升了我的学习效率和兴趣。我尝试着将书中的代码移植到实际的开发板上，虽然过程中遇到了一些小问题，但通过查阅书中对应的章节，都能很快找到解决方案。这让我对ZigBee技术的应用充满了信心，也为我今后的项目开发打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于理论知识的传授，它所提供的实践指导是让我最惊喜的部分。光盘里附带的丰富例程，涵盖了从基础的“点对点通信”到更复杂的“网络组建与管理”，再到一些实际应用场景的模拟，例如“智能家居环境监控”和“工业数据采集”。这些例程不仅代码清晰，而且注释详尽，让我能够轻松理解每一段代码的功能和逻辑。我按照书中的步骤，成功地将例程移植到我的开发平台上，并通过串口助手观察到数据准确无误地传输。书中的讲解也深入到了硬件选型、开发环境搭建、固件烧录等具体操作层面，这对于新手来说是极其宝贵的。我特别感谢作者在介绍传感器节点接入和协调器配置时提供的详细指导，这让我在实际操作中少走了很多弯路。更让我惊喜的是，书中还提到了不同ZigBee芯片之间的兼容性问题以及一些调试技巧，这让我在遇到疑难杂症时，能够有思路去解决。总而言之，这本书的实践性极强，对于想要快速上手ZigBee开发的工程师来说，绝对是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

购买这本书之前，我其实对ZigBee技术了解不多，只是知道它是一种低功耗无线通信技术，在物联网领域应用广泛。然而，《ZigBee技术实践教程》彻底打开了我的新世界。它从一个全新的角度，让我认识到了ZigBee技术的魅力。书中不仅详细介绍了ZigBee协议的基本原理，例如其独特的拓扑结构（星型、网状、树型）和路由机制，更重要的是，它通过大量的实例，展示了ZigBee技术在实际应用中的强大威力。我特别喜欢书中关于 ZigBee 网络管理的章节，它详细讲解了如何配置协调器、如何添加和移除节点、以及如何处理网络故障等问题，这些都是在实际部署中不可避免会遇到的。书中提供的光盘资源，更是锦上添花，其中丰富的源代码和工具软件，让我的学习过程事半功倍。我尝试着搭建了一个小型的ZigBee网络，并用书中的代码实现了数据采集和远程控制的功能，整个过程比我想象的要简单和高效得多。这本书的语言通俗易懂，即使是非专业人士，也能在理解的基础上进行学习和实践。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，在接触到物联网领域后，ZigBee技术以其低功耗、自组网等特性深深吸引了我。在选择学习资料时，我对比了市面上很多同类书籍，最终选择了《ZigBee技术实践教程》。拿到这本书后，我首先被其严谨的结构和详尽的内容所震撼。从ZigBee协议的概述，到各个功能模块的深入解析，再到实际应用案例的剖析，每个部分都处理得恰到好处。作者在讲解ZigBee网络层和应用层时，着重强调了其灵活的组网能力和丰富的应用接口，这让我对ZigBee在智能控制、无线传感器网络等领域的广泛应用有了更深的认识。书中的内容逻辑清晰，语言生动，即使是复杂的协议细节，也能被化繁为简，易于理解。我对书中关于ZigBee终端设备、路由器节点和协调器节点职责的描述印象深刻，这让我能够清晰地认识到不同角色在网络中的作用。此外，作者还提供了许多关于ZigBee设备固件开发的建议和技巧，这对于我进行课程设计和毕业设计都起到了至关重要的作用。