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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• 无线传感器网络
• 通信技术
• 北京航空航天大学
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• 技术指南

店铺： 晚秋画月图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787811245127

商品编码：29422589953

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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理论篇
　章 无线传感器网络概述
　　1.1 无线传感器网络的发展历程
　　1.2 无线传感器网络的研究现状和前景
　　　1.2.1 无线传感器网络的研究现状
　　　1.2.2 无线传感器网络的研究前景
　　1.3 无线传感器网络的特点
　　1.4 无线传感器网络体系结构
　　　1.4.1 传感器节点体系结构
　　　1.4.2 无线传感器网络协议
　　　1.4.3 无线传感器网络拓扑结构
　　1.5 无线传感器网络的关键技术
　　1.6 无线传感器网络的应用
　　1.7 典型短距离无线通信网络技术
　　　1.7.1 几种近距离无线通信技术
　　　1.7.2 短距离无线通信协议的比较
　第2章 IEEE 802.15.4/ZigBee无线传感器网络通信标准
　　2.1 IEEE 802.15.4标准
　　　2.1.1 IEEE 802.15.4主要特点
　　　2.1.2 物理层（PHY）规范
　　　2.1.3 媒体介质访问层（MAC）规范
　　　2.1.4 分层协议标准的关键术语介绍
　　2.2 ZigBee技术概述
　　　2.2.1 网络层（NWK）规范
　　　2.2.2 应用层（APL）规范
　　　2.2.3 ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系
　　　2.2.4 ZigBee网络配置
　　　2.2.5 ZigBee协议术语
　　　2.2.6 数据传输机制
准备篇
　第3章 ZigBee开发平台
　　3.1 ZigBee硬件平台介绍
　　　3.1.1 ZigBee无线传感器网络技术开发套件
　　　3.1.2 HFZSmartRF04EB母板
　　　3.1.3 HFZCC2430/31EM模块
　　　3.1.4 HFZSoC_BB（电池板）
　　3.2 ZigBee开发软件介绍
　　　3.2.1 IAR EW8051集成开发环境及其使用说明
　　　3.2.2 ZigBee2006协议栈
　　　3.2.3 SmartRF Flash Programmer软件
　　　3.2.4 ZigBee协议分析仪软件Packet Sniffer
　　　3.2.5 ZigBee无线定位系统图形监视软件
　第4章 CC2430基础实验
　　4.1 CC2430芯片概述
　　　4.1.1 主要特性
　　　4.1.2 CC2430/31芯片引脚的功能
　　　4.1.3 增强型8051内核
　　4.2 通用数字I/O接口
　　　4.2.1 实验目的
　　　4.2.2 实验原理及代码
　　　4.2.3 实验演示
　　4.3 点阵式LCD驱动
　　　4.3.1 实验目的
　　　4.3.2 实验原理及代码
　　　4.3.3 实验演示
　　4.4 时钟模式
　　　4.4.1 实验目的
　　　4.4.2 实验原理及代码
　　4.4.3 实验演示
　　……
入门篇
　第5章 TI ZStack软件架构
　第6章 TI ZStack开发基础
进阶篇
　第7章 ZigBee基础实验（SimpleApp）
　第8章 ZigBee基础实验（HomeAutomation）
提高篇
　第9章 智能家居演示系统
　0章 无线数据透明传输系统
　1章 工业气体检测系统
　2章 ZigBee无线定位系统
附录
　附录A ZigBee协议栈中常用的API
　附录B 网络层信息库属性
　附录C 光盘目录
参考文献
本书编委会

作者介绍

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文摘

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序言

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无线传感器网络核心技术：Zigbee 技术解析与应用实践 内容概述： 本书系统深入地探讨了Zigbee技术，这是构建高效、低功耗、低成本无线传感器网络（WSN）的核心驱动力。从Zigbee技术的基础原理出发，逐步展开至其在实际应用中的落地实施，旨在为读者提供一个全面、详实的学习路径。全书内容涵盖Zigbee网络的协议栈架构、物理层与MAC层的关键特性、网络层与应用层的通信机制，以及丰富的实践案例。通过对Zigbee标准的深入剖析，帮助读者理解其独特的优势，并掌握如何在各种场景下设计、部署和管理Zigbee网络。 第一章：无线传感器网络概览与Zigbee的定位 在信息爆炸的时代，海量数据的采集、传输和分析已成为各行各业关注的焦点。无线传感器网络（WSN）作为一种新型的信息感知和传输技术，正以前所未有的速度渗透到我们的生活中，从智能家居到工业自动化，从环境监测到医疗健康，无处不在。本章将首先为读者勾勒出WSN的宏观图景，阐述其基本概念、关键技术挑战以及广阔的应用前景。我们将深入探讨WSN的典型网络拓扑、节点特性、能量约束等核心问题。 在对WSN有了整体认识之后，本章将聚焦于Zigbee技术。我们将深入分析Zigbee技术在WSN领域中的独特优势和战略定位。Zigbee是一种低功耗、低成本、低速率的短距离无线通信技术，非常适合构建大规模、自组织、自愈合的传感器网络。我们将解释Zigbee为何能成为WSN领域的佼佼者，与其他无线通信技术（如Wi-Fi、Bluetooth）相比，其在功耗、成本、网络规模和可靠性等方面的突出特点。通过对Zigbee技术发展历程的回顾，读者将对其技术演进和未来趋势有更清晰的认识。 第二章：Zigbee协议栈深度解析 Zigbee协议栈是实现Zigbee通信功能的完整框架，它借鉴了OSI七层模型，并进行了精简和优化，以适应低功耗、低成本的物联网设备需求。本章将对Zigbee协议栈的每一层进行详细的剖析，揭示其内在的工作原理和关键功能。 物理层（PHY）： 物理层是Zigbee通信的基石，负责比特流的传输和接收。我们将详细介绍Zigbee所采用的ISM频段（如2.4GHz、868/915MHz），以及不同的调制方式（如OQPSK）和信道编码技术。我们将深入探讨Zigbee在物理层上如何实现高可靠性和低功耗的平衡，包括信号的传播特性、干扰抑制以及能量检测等机制。 MAC层（Medium Access Control）： MAC层负责介质访问控制，确保网络中的设备能够有序地共享无线信道，避免冲突。本章将详细讲解Zigbee MAC层采用的 G al a - CSMA/CA（带确认的带载监听/载波侦听多路访问/冲突避免）机制，以及其在不同网络设备（协调器、路由器、终端设备）上的具体实现。我们将深入分析信标帧（Beacon Frame）、数据帧（Data Frame）和确认帧（Acknowledgement Frame）等关键帧类型，以及如何通过这些帧来管理网络的同步、节点间的通信和数据传输的可靠性。 网络层（NWK）： 网络层负责路由选择、网络发现和节点管理。我们将深入探讨Zigbee网络层支持的多种网络拓扑结构，如星型、树型和网状（Mesh）拓扑，并分析每种拓扑的优缺点及其适用场景。重点讲解Zigbee的路由发现机制，如AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）的变种，以及如何构建和维护路由表。此外，我们将阐述节点加入、离开以及网络寻址等关键的网络管理功能。 应用层（APL）： 应用层是用户与Zigbee设备进行交互的接口，定义了数据格式、服务类型以及各种应用对象的规范。本章将重点介绍Zigbee设备描述（Device Description）、服务发现（Service Discovery）以及应用配置文件（Application Profiles）的概念。我们将分析Zigbee Cluster Library（ZCL）的结构和核心功能，理解如何利用ZCL来定义和管理各种智能设备的功能，例如照明、温湿度传感器、开关等。 第三章：Zigbee网络节点类型与角色 Zigbee网络根据其在网络中的功能和角色，将节点划分为三种主要类型：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）。本章将详细阐述这三种节点的特性、职责以及它们之间的协同工作方式。 协调器（Coordinator）： 协调器是Zigbee网络的“心脏”，它负责网络的初始化、设备的加入和网络的维护。一个Zigbee网络只能有一个协调器，它拥有最多的资源和最高的优先级。我们将详细介绍协调器的启动过程、网络ID分配、安全密钥管理以及与其他节点通信的机制。 路由器（Router）： 路由器在Zigbee网络中扮演着“桥梁”的角色，它不仅可以与协调器进行通信，还可以转发其他节点的数据。路由器的存在极大地扩展了Zigbee网络的覆盖范围和节点数量。我们将探讨路由器在数据转发、路由维护以及为终端设备提供通信接入方面的关键作用。 终端设备（End Device）： 终端设备通常是传感器或执行器，它们主要负责采集数据或执行动作。为了实现极致的低功耗，终端设备通常处于休眠状态，只在需要时唤醒并与父节点（协调器或路由器）进行通信。我们将重点讲解终端设备如何通过其父节点与网络进行交互，以及如何通过省电模式来延长电池寿命。 第四章：Zigbee通信机制详解 掌握Zigbee的通信机制是实现高效网络通信的关键。本章将深入讲解Zigbee网络中的数据传输、寻址方式以及寻址和路由过程。 数据传输： 我们将详细分析Zigbee数据传输的流程，包括数据包的封装、传输和解封装。重点讲解不同帧类型（数据帧、确认帧、信标帧等）的格式和用途，以及MAC层如何通过这些帧来保证数据传输的可靠性。 寻址方式： Zigbee提供了多种寻址方式，以适应不同场景的需求。本章将详细介绍64位IEEE地址、16位网络地址以及广播地址、组地址等概念，并解释它们在网络通信中的作用。 寻址和路由： 我们将深入剖析Zigbee网络层是如何进行寻址和路由的。重点讲解Zigbee的路由发现机制，包括当一个节点需要与另一个节点通信时，如何通过网络来发现可达的路径。我们将分析AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）在Zigbee中的应用，以及路由请求（RREQ）和路由回复（RREP）等报文的交互过程。 第五章：Zigbee网络的安全机制 在物联网时代，网络安全至关重要。Zigbee技术内置了强大的安全机制，以保护网络通信免受未经授权的访问和数据泄露。本章将详细介绍Zigbee的安全模型和关键安全特性。 安全模型： 我们将深入理解Zigbee的安全模型，包括安全密钥的层次结构（主密钥、网络密钥、链路密钥等）以及它们在网络中的作用。 密钥管理： 重点讲解Zigbee中的密钥建立、分发和更新过程。我们将分析Zigbee是如何通过安全中心（Security Center）来实现密钥的管理和分发的，以及如何防止密钥被窃取。 数据加密与认证： 本章将介绍Zigbee采用的加密算法（如AES-128）和消息完整性校验（MIC）机制，以确保数据在传输过程中的机密性和真实性。我们将分析Zigbee如何通过加密和认证来防止数据被篡窃、篡改或伪造。 访问控制： 我们还将探讨Zigbee中的访问控制策略，以及如何限制不同节点或用户对网络资源的访问权限。 第六章：Zigbee开发环境与工具 要进行Zigbee技术的开发，熟练掌握相关的开发环境和工具是必不可少的。本章将为读者介绍目前主流的Zigbee开发平台和工具链。 硬件平台选择： 我们将介绍常见的Zigbee芯片厂商，如Silicon Labs、Texas Instruments、NXP等，以及它们提供的开发套件（Development Kit）。我们将分析不同硬件平台的性能、功耗、成本以及适用场景，帮助读者根据实际需求选择合适的硬件。 软件开发工具： 本章将重点介绍Zigbee协议栈的集成开发环境（IDE），如Silicon Labs的Simplicity Studio、Texas Instruments的Code Composer Studio等。我们将讲解如何利用这些IDE进行代码编写、编译、下载和调试。 协议分析工具： 我们将介绍Wireshark等网络协议分析工具，以及如何利用它们来捕获和分析Zigbee的通信数据包，从而帮助开发者诊断网络问题和优化通信性能。 模拟器与仿真器： 介绍Zigbee网络模拟器和仿真器的作用，以及如何利用它们来构建和测试大规模Zigbee网络，而无需实际部署大量硬件。 第七章：Zigbee典型应用案例分析 理论结合实践，通过分析具体的应用案例，可以更直观地理解Zigbee技术的优势和落地方式。本章将深入剖析Zigbee在不同领域的典型应用。 智能家居： 详细介绍Zigbee在家居自动化中的应用，如智能照明控制、智能门锁、环境监测（温湿度、空气质量）、家电控制等。我们将分析Zigbee如何实现这些设备的互联互通，以及为用户带来便利和舒适的居住体验。 工业自动化： 探讨Zigbee在工业环境中的应用，如生产线监控、设备状态监测、资产追踪、远程数据采集等。我们将分析Zigbee在恶劣工业环境下的可靠性，以及如何提高生产效率和降低运营成本。 智慧农业： 介绍Zigbee在农业领域的应用，如土壤湿度监测、环境参数采集、灌溉控制、温室大棚监控等。我们将分析Zigbee如何帮助农民实现精准农业，提高作物产量和资源利用率。 智慧城市： 探讨Zigbee在智慧城市建设中的应用，如智能路灯控制、环境监测（空气质量、噪音）、垃圾桶满溢检测、停车位监测等。我们将分析Zigbee如何为城市管理者提供更精细化的管理手段，提升城市运行效率和居民生活质量。 第八章：Zigbee与物联网的融合 Zigbee作为物联网（IoT）领域的重要技术之一，与Wi-Fi、Bluetooth、LoRa等技术共同构建了蓬勃发展的物联网生态系统。本章将探讨Zigbee如何与其他物联网技术融合，实现更广泛的应用。 Zigbee与Wi-Fi的结合： 分析Zigbee与Wi-Fi在物联网系统中的互补关系，例如，Zigbee节点采集数据，然后通过Wi-Fi连接的网关将数据上传到云端。 Zigbee与Bluetooth的对比与融合： 阐述Zigbee和Bluetooth各自的优势和适用场景，以及它们在某些应用中如何进行协同工作。 Zigbee与云平台的集成： 介绍如何将Zigbee网络的数据与主流的物联网云平台（如阿里云、AWS IoT、Azure IoT等）进行集成，实现数据的存储、分析和可视化。 第九章：Zigbee技术的发展趋势与挑战 本章将展望Zigbee技术未来的发展方向，并探讨其面临的挑战。 Zigbee 3.0与未来标准： 深入分析Zigbee 3.0带来的改进和新特性，以及对未来Zigbee标准的展望，包括对更高吞吐量、更低功耗和更强安全性的需求。 与Matter等新兴标准的关联： 探讨Zigbee与Matter等新兴物联网标准之间的关系，以及它们如何共同推动智能家居和物联网产业的发展。 面临的挑战： 分析Zigbee技术在部署规模、互操作性、功耗优化以及安全性等方面仍然面临的挑战，并提出相应的解决方案和研究方向。 结论： 本书力求通过由浅入深的讲解和丰富的实践指导，使读者能够全面掌握Zigbee技术的核心概念、协议细节和应用方法。无论您是想深入理解无线传感器网络，还是希望在物联网领域进行创新实践，本书都将是您不可多得的宝贵资源。我们鼓励读者通过动手实践，将所学知识应用于实际项目中，共同推动无线通信技术的进步和物联网应用的繁荣。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是为那些想要深入了解 Zigbee 技术，并且希望能够进行实际开发的朋友量身打造的。我之前尝试过一些在线教程，但总觉得不够系统，而且缺乏深入的理论支撑。而这本书，从基础的概念讲解，到具体的协议细节，再到实际的应用开发，几乎涵盖了 Zigbee 技术的所有重要方面。让我眼前一亮的是，作者在讲解的过程中，并没有回避那些比较复杂的细节，而是用一种非常循序渐进的方式，将它们一一剖析清楚。我特别欣赏书中关于数据帧结构和网络寻址机制的讲解，这些是理解 Zigbee 网络通信的关键，作者通过图文并茂的方式，让我很快就掌握了这些知识点。而且，书中还提供了大量的代码示例，这些代码都是经过精心设计的，可以直接用于学习和参考。我按照书中的指导，成功地实现了一些简单的 Zigbee 应用，比如传感器数据的采集和传输，感觉非常有成就感。这本书的价值，不仅仅在于它传授了多少知识，更在于它能够帮助我们建立起对 Zigbee 技术完整的认知体系，为后续更深入的学习和开发打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真是太爱了！我之前对 Zigbee 方面的了解仅限于理论知识，像什么网络拓扑、协议栈什么的，感觉就像隔着一层雾，摸不着边际。但自从我拿到这本书，我感觉就像突然被点亮了一样，豁然开朗。书里的例子真的太贴切了，尤其是那些实操性的章节，从硬件连接到软件配置，一步一步地讲解，讲解得特别细致，生怕我们跟不上。我按照书里的步骤，真的成功地搭建了一个小型的 Zigbee 网络，控制几盏灯的开关，感觉自己就像个创客！光盘里的演示代码也很有用，可以直接拿来运行，然后对照书上的解释，就能很快理解代码的逻辑。我以前觉得物联网技术离我们很远，但现在我发现，通过 Zigbee，我们可以很轻松地实现很多智能家居的设想。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，重点内容都有加粗或者用不同的颜色标注，阅读起来一点都不累。总而言之，如果你也对 Zigbee 技术感兴趣，想要从理论走向实践，这本书绝对是你的不二之选。它不仅教授技术，更重要的是点燃了我的创造热情，让我对未来的物联网应用充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我本以为会是一本枯燥的技术手册，充斥着各种晦涩难懂的专业术语，没想到它却以一种非常生动有趣的方式呈现了 Zigbee 技术。作者在讲解每个概念时，都会结合实际应用场景，比如如何用 Zigbee 构建一个智能安防系统，或者如何实现远程的温湿度监测。这些案例让我觉得 Zigbee 不仅仅是一项技术，更是一种解决实际问题的工具。最让我印象深刻的是，书中对 Zigbee 协议栈的讲解，没有生硬地罗列条款，而是通过流程图和图示，将复杂的协议层层剥开，让我这个初学者也能窥探到其内在的精妙。我特别喜欢书中关于“低功耗”和“自组网”特性的详细阐述，这正是 Zigbee 区别于其他无线通信技术的核心优势，作者也对此进行了深入的剖析，让我深刻理解了它在物联网领域为何如此受欢迎。而且，书中的某些章节还涉及到了相关硬件模块的选型和调试技巧，对于想要自己动手做项目的朋友来说，这部分内容简直是宝藏。这本书不仅仅是知识的传授，更是让我看到了 Zigbee 技术在各个领域的广阔前景，激发了我进一步探索的动力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对嵌入式系统和物联网技术抱有浓厚兴趣的学生，我一直想找一本能够系统介绍 Zigbee 技术的书籍。在翻阅了市面上不少相关书籍后，这本书无疑是最令我满意的。它并没有停留在理论的层面，而是将大量的篇幅用于讲解如何将 Zigbee 技术应用到实际项目中。书中的章节安排非常合理，从 Zigbee 的基本原理，到各种网络拓扑模式的实现，再到具体应用场景的开发，层层递进，让我能够循序渐进地掌握这项技术。我尤其喜欢书中关于 Zigbee 设备的配对和组网过程的详细描述，这对于理解 Zigbee 网络的建立和维护至关重要。而且，书中还介绍了许多实用的开发工具和调试方法，这对于初学者来说，极大地降低了学习门槛。光盘中的资源更是锦上添花，提供了丰富的代码和参考资料，让我能够快速上手，进行实际的开发和测试。这本书不仅仅是一本技术教程，更是一本能够激发学习者动手能力和创新思维的宝典。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习一项新技术，最重要的一点就是能够动手去实践。而这本书，恰恰给了我这样一个绝佳的机会。它不仅仅是纸上谈兵，而是真正地将 Zigbee 技术融入到实际的应用场景中，通过大量的实例，教会我们如何运用这项技术解决实际问题。书中对 Zigbee 协议栈的讲解，虽然深入，但却一点都不晦涩，作者通过形象的比喻和生动的图示，将复杂的概念变得易于理解。我特别喜欢书中关于“节点类型”和“通信模式”的讲解，这让我对 Zigbee 网络中的设备角色和信息流转有了更清晰的认识。而且，书中还介绍了许多实际项目开发中的注意事项和技巧，这些都是在理论书籍中很难找到的宝贵经验。我按照书中的指导，成功地搭建了一个简单的 Zigbee 无线传感器网络，实现了数据的采集和远程显示，这让我对 Zigbee 技术充满了信心。这本书的价值，在于它能够帮助我们打破理论与实践之间的壁垒，让我们真正掌握这项技术，并将其应用于实际的创新项目。