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內容簡介

　　本書以Cypress公司的WICED Studio軟件集成開發(fā)工具、Wi-Fi和藍牙單芯片，以及PSoC6 MCU為基礎，詳細介紹了物聯(lián)網中實現基于Wi-Fi和藍牙技術的無線接入與應用方法。本書分為3篇，共12章，主要內容包括物聯(lián)網基礎、WICED Studio集成開發(fā)環(huán)境、驅動和控制外設的設計與實現、實時操作系統(tǒng)原理及應用、使用WICED-SDK庫文件、Wi-Fi接入原理及實現、TCP/IP套接字原理及實現方法、HTTP1.1協(xié)議的分析及應用、***云端連接和應用實現、藍牙接入技術原理、藍牙連接的實現和基本應用，以及藍牙連接的實現和高級應用。本書反映了基于Cypress公司軟件和硬件產品開發(fā)物聯(lián)網應用的新成果，系統(tǒng)化、模塊化地介紹了在WICED Studio集成開發(fā)環(huán)境下將設備通過Wi-Fi和藍牙技術接入物聯(lián)網的實現方法。本書在介紹這些內容時，注意理論和實踐相結合，同時給出了大量的設計實例，使讀者能夠掌握這一新的設計技術，以便推動新物聯(lián)網開發(fā)技術在國內的普及與推廣。

作者簡介

　　何賓著名的嵌入式技術和EDA技術專家，長期從事電子信息技術方面的教學和科研工作，與全球多家知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃保持緊密合作。目前已經出版電子信息技術方面的著作40余部，內容涵蓋電路仿真、電路設計、可編程邏輯器件、數字信號處理、單片機、嵌入式系統(tǒng)、片上可編程系統(tǒng)等。典型的代表作有《模擬電子系統(tǒng)設計指南（基礎篇）：從半導體、分立元件到TI集成電路的分析與實現》、《模擬電子系統(tǒng)設計指南（實踐篇）：從半導體、分立元件到TI集成電路的分析與實現》、《Xilinx Zynq-7000嵌入式系統(tǒng)設計與實現-基于ARM Cortex-A9雙核處理器和Vivado的設計方法》、《Altium Designer17一體化設計標準教程-從仿真原理和PCB設計到單片機系統(tǒng)》、《STC8系列單片機開發(fā)指南：面向處理器、程序設計和操作系統(tǒng)的分析與應用》、《Xilinx FPGA數字信號處理系統(tǒng)設計指南-基于HDL、Simulink和HLS的實現》等。

圖書目錄

第 1 篇
WICED集成開發(fā)環(huán)境介紹和基本應用
第1章物聯(lián)網基礎 3
1．1 物聯(lián)網的定義 3
1．2 物聯(lián)網中的技術 5
1．3 物聯(lián)網架構 6
1．3．1 高級視圖 7
1．3．2 功能結構 7
1．3．3 分層模型 8
1．4 物聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn) 8
1．5 Cypress提供的IoT開發(fā)平臺 9
第2章 WICED Studio集成開發(fā)環(huán)境 11
2．1 WICED Studio的下載和安裝 11
2．1．1 WICED Studio的下載 11
2．1．2 WICED Studio的安裝 13
2．1．3 WICED SDK架構 14
2．2 WICED Studio軟件主設計界面 16
2．2．1 “Project Explorer”窗口 18
2．2．2 文檔系統(tǒng) 20
2．3 WICED Studio支持的Wi-Fi芯片 22
2．4 運行第一個WICED設計 23
2．4．1 查找演示設計案例 23
2．4．2 項目的命名規(guī)則 24
2．4．3 生成新的Make Target 24
2．4．4 運行新生成的Make Target 26
第3章驅動和控制外設的設計與實現 29
3．1 設計所使用硬件平臺的特性與功能 29
3．2 設計并實現第一個WICED應用 30
3．2．1 復制設計模板 31
3．2．2 修改control_gpio．c文件 33
3．2．3 修改control_gpio．mk文件 36
3．2．4 生成新的Make Target 37
3．2．5 運行新生成的Make Target 37
3．3 中斷程序的設計與實現 37
3．3．1 復制設計文件 37
3．3．2 生成新的Make Target 40
3．3．3 運行新生成的Make Target 40
3．4 脈沖寬度程序的設計與實現 41
3．4．1 復制設計文件 41
3．4．2 生成新的Make Target 42
3．4．3 運行新生成的Make Target 42
3．5 串口發(fā)送程序的設計與實現 43
3．5．1 復制設計文件 43
3．5．2 生成新的Make Target 46
3．5．3 運行新生成的Make Target 46
3．6 串口接收程序的設計與實現 47
3．6．1 復制設計文件 48
3．6．2 生成新的Make Target 50
3．6．3 運行新生成的Make Target 50
3．7 模擬-數字轉換程序的設計與實現 51
3．7．1 復制設計文件 51
3．7．2 生成新的Make Target 52
3．7．3 運行新生成的Make Target 53
第4章實時操作系統(tǒng)原理及應用 54
4．1 實時操作系統(tǒng)的功能 54
4．2 WICED RTOS抽象層 55
4．3 線程的原理及實現 55
4．3．1 線程的原理 56
4．3．2 線程的實現 57
4．4 信號量的原理及應用 60
4．4．1 信號量的原理 60
4．4．2 信號量的應用 61
4．5 互斥的原理及應用 65
4．5．1 互斥的原理 65
4．5．2 互斥的應用 65
4．6 隊列的原理及應用 69
4．6．1 隊列的原理 69
4．6．2 隊列的應用 70
4．7 定時器的原理及應用 73
4．7．1 定時器的基本原理 73
4．7．2 定時器的應用 74
第5章使用WICED-SDK庫文件 77
5．1 WICED-SDK庫文件架構 77
5．2 WICED-SDK庫文件應用實例-網絡測試 78
5．2．1 生成新的Make Target 78
5．2．2 運行新生成的Make Target 78
5．2．3 運行Iperf工具 80
5．3 WICED-SDK庫文件應用實例-TFT顯示 81
5．3．1 TFT顯示模塊硬件設計原理 81
5．3．2 復制設計文件 82
5．3．3 生成新的Make Target 83
5．3．4 運行新生成的Make Target 83
第 2 篇
Wi-Fi接入技術和物聯(lián)網應用
第6章 Wi-Fi接入原理及實現 87
6．1 TCP/IP網絡協(xié)議棧 87
6．2 Wi-Fi接入技術中的基本術語 89
6．3 Wi-Fi/BT模組結構和功能 92
6．3．1 硬件連接原理 92
6．3．2 CYW4343W支持的標準和協(xié)議 93
6．3．3 CYW4343W WLAN MAC特性 93
6．3．4 CYW4343W WLAN PHY特性 95
6．3．5 CYW4343W WLAN射頻子系統(tǒng) 96
6．4 WICED中提供的接入資源 96
6．4．1 設備配置表 97
6．4．2 WICED Wi-Fi SDK 100
6．4．3 返回值狀態(tài) 101
6．4．4 文檔 102
6．4．5 導引器 103
6．5 WICED設備連接到網絡的實現 104
6．5．1 復制設計文件 104
6．5．2 生成新的Make Target 106
6．5．3 運行新生成的Make Target 107
6．6 打印WICED設備網絡信息的實現 108
6．6．1 復制設計文件 108
6．6．2 生成新的Make Target 110
6．6．3 運行新生成的Make Target 111
6．7 在兩個SSID之間切換的應用實現 112
6．7．1 復制設計文件 112
6．7．2 生成新的Make Target 115
6．7．3 運行新生成的Make Target 115
第7章 TCP/IP套接字原理及實現方法 117
7．1 使用TCP/IP套接字建立通信 117
7．1．1 TCP通信基本原理――套接字 117
7．1．2 使用套接字的WICED TCP服務器和客戶端 118
7．1．3 使用流發(fā)送和接收數據 120
7．1．4 使用WICED以TCP客戶端形式用數據包傳輸數據 121
7．1．5 使用WICED以TCP服務器形式接收數據包 123
7．2 WICED套接字文檔-非安全連接 124
7．3 安全性 124
7．4 X．509證書 128
7．4．1 基礎知識 128
7．4．2 下載證書 129
7．4．3 創(chuàng)建自己的證書 133
7．4．4 在WICED中使用證書 133
7．5 帶有TLS的TCP/IP套接字 135
第8章 HTTP1．1協(xié)議的分析及應用 139
8．1 云的基本概念 139
8．2 應用層協(xié)議 139
8．2．1 超文本傳輸協(xié)議 140
8．2．2 消息隊列遙測傳輸協(xié)議 141
8．2．3 約束應用協(xié)議 142
8．2．4 高級消息隊列協(xié)議 142
8．2．5 JS對象標記 143
8．3 HTTP1．1協(xié)議詳解 143
8．3．1 客戶端請求 144
8．3．2 服務器響應 147
8．3．3 CURL工具 148
8．3．4 REST和RESTful API 153
8．3．5 WCIED HTTP1．1客服端庫 154
8．3．6 Httpbin．org 156
8．4 非安全的HTTP連接 157
8．4．1 復制設計文件 157
8．4．2 生成新的Make Target 163
8．4．3 運行新生成的Make Target 163
8．5 安全的HTTP連接 164
8．5．1 復制設計文件 165
8．5．2 生成新的Make Target 170
8．5．3 運行新生成的Make Target 170
8．6 向網站提交數據-非安全連接 171
8．6．1 復制設計文件 171
8．6．2 生成新的Make Target 175
8．6．3 運行新生成的Make Target 175
8．7 向網站提交數據-安全連接 176
8．7．1 復制設計文件 176
8．7．2 生成新的Make Target 181
8．7．3 運行新生成的Make Target 182
8．8 使用Web API驗證電話信息 183
8．8．1 通過瀏覽器訪問該網站 183
8．8．2 復制設計文件 185
8．8．3 生成新的Make Target 191
8．8．4 運行新生成的Make Target 191
8．9 使用文本串發(fā)送請求的實現 193
8．9．1 復制設計文件 193
8．9．2 生成新的Make Target 195
8．9．3 運行新生成的Make Target 195
第9章亞馬遜云端連接和應用實現 197
9．1 亞馬遜AWS物聯(lián)網云服務概述 197
9．2 亞馬遜AWS IoT云服務的資源 198
9．3 亞馬遜AWS MQTT基本操作 199
9．3．1 注冊賬戶 199
9．3．2 登錄賬戶 203
9．3．3 AWS IoT教程 204
9．3．4 配置AWS IoT Thing的流程 205
9．3．5 主題 211
9．3．6 設備影子主題 212
9．3．7 將MQTT與AWS配合使用 212
9．3．8 將HTTPS與AWS配合使用 213
9．3．9 使用AWS MQTT測試客戶端 213
9．4 在AWS云端發(fā)布消息的實現 215
9．4．1 復制和重命名證書文件 215
9．4．2 復制和修改設計文件 216
9．4．3 生成新的Make Target 224
9．4．4 運行新生成的Make Target 225
9．5 AWS云端訂閱信息控制外設的實現 227
9．5．1 復制和修改設計文件 227
9．5．2 生成新的Make Target 234
9．5．3 運行新生成的Make Target 234
9．6 AWS云端訂閱和發(fā)布消息的綜合實現 236
9．6．1 設計目標 236
9．6．2 復制設計文件 236
9．7 AWS云端事物影子的操作實現 237
9．7．1 設計目標 237
9．7．2 復制設計文件 237
第 3 篇
藍牙接入技術和物聯(lián)網應用
第10章藍牙接入技術原理 241
10．1 藍牙技術的起源 241
10．2 藍牙技術的發(fā)展歷程 241
10．3 藍牙版本的演進 242
10．4 低功耗藍牙模式 246
10．5 低功耗藍牙協(xié)議 246
10．5．1 物理層 247
10．5．2 鏈路層 248
10．5．3 主機控制接口層 250
10．5．4 邏輯鏈路控制和自適應協(xié)議層 251
10．5．5 屬性協(xié)議層 251
10．5．6 安全管理協(xié)議層 251
10．5．7 通用接入規(guī)范層 251
10．5．8 通用屬性配置文件層 252
10．5．9 用戶應用程序層 253
10．6 CYW4343W藍牙子系統(tǒng)特性及功能 253
10．6．1 主要特性 253
10．6．2 藍牙射頻 254
10．6．3 藍牙基帶核 256
10．6．4 用于藍牙的微處理器和存儲器單元 257
10．6．5 藍牙外圍傳輸單元-PCM接口 258
10．6．6 藍牙外圍傳輸單元-UART接口 259
10．6．7 藍牙外圍傳輸單元-I2S接口 259
第11章藍牙連接的實現和基本應用 260
11．1 WICED BLE系統(tǒng)實現的任務 260
11．1．1 打開WICED藍牙協(xié)議棧 260
11．1．2 開始廣播 261
11．1．3 進行連接 262
11．1．4 交換數據 262
11．2 廣播包 263
11．3 屬性、GAP和GATT數據庫 265
11．3．1 屬性 265
11．3．2 配置文件-服務-特征 265
11．3．3 在GATT數據庫中的服務聲明 266
11．3．4 GATT數據庫中特征的聲明 266
11．4 WICED藍牙協(xié)議棧事件 268
11．4．1 重要的藍牙管理事件 268
11．4．2 重要的GATT事件 268
11．4．3 重要的GATT子事件 268
11．5 WICED藍牙固件架構 269
11．5．1 打開協(xié)議棧 269
11．5．2 開始廣播 270
11．5．3 進行連接 271
11．5．4 交換數據――讀（從中心） 271
11．5．5 交換數據――寫（從中心） 272
11．6 WICED GATT數據庫實現 272
11．6．1 gatt_database[] 273
11．6．2 gatt_db_ext_attr_tbl 274
11．6．3 用于值的uint8_t數組 275
11．6．4 應用程序接口 275
11．7 使用CySmart控制LED燈的設計與實現 276
11．7．1 安裝CySmart軟件工具 276
11．7．2 復制設計文件 276
11．7．3 生成新的Make Target 277
11．7．4 運行新生成的Make Target 277
第12章藍牙連接的實現和高級應用 284
12．1 通知和指示 284
12．2 其他特征描述符 285
12．3 安全性 286
12．3．1 配對 286
12．3．2 綁定 287
12．3．3 配對和綁定過程總結 287
12．3．4 身份驗證、授權和GATT數據庫 288
12．3．5 隱私 288
12．4 WICED配置 288
12．4．1 wiced_bt_cfg．c文件 288
12．4．2 緩沖池 289
12．5 廣播包 290
12．5．1 使用廣播包獲得連接 290
12．5．2 iBeacon 291
12．5．3 Eddystone 291
12．6 GATT服務發(fā)現 292
12．7 WICED藍牙固件結構 292
12．8 WICED芯片和HCI架構 297
12．8．1 HCI 297
12．8．2 BTSPY 298
12．9 分析iBeacon數據格式的實現 298
12．9．1 生成新的Make Target 298
12．9．2 運行新生成的Make Target 298
12．10 發(fā)送通知消息的實現 300
12．10．1 復制設計文件 300
12．10．2 生成新的Make Target 302
12．10．3 運行新生成的Make Target 302
12．11 配對的實現 304
12．11．1 復制設計文件 305
12．11．2 生成新的Make Target 305
12．11．3 運行新生成的Make Target 306