傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)（高級）

前言
學(xué)習(xí)單元1
數(shù)據(jù)采集1
1.1 模擬量傳感數(shù)據(jù)采集2
1.1.1 光照度數(shù)據(jù)采集2
1.1.2 氣體濃度數(shù)據(jù)采集7
1.1.3 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的方法12
1.2 數(shù)字量傳感數(shù)據(jù)采集13
1.2.1 溫度數(shù)據(jù)采集14
1.2.2 濕度數(shù)據(jù)采集19
1.2.3 心率采集21
1.3 開關(guān)量傳感數(shù)據(jù)采集23
1.3.1 紅外信號數(shù)據(jù)采集23
1.3.2 聲音信號數(shù)據(jù)采集27
1.4 誤差分析30
1.4.1 真實(shí)值、平均值與中位數(shù)30
1.4.2 誤差31
1.4.3 精密度與偏差32
1.4.4 誤差產(chǎn)生原因分析33
1.4.5 減小誤差的方法34
1.4.6 傳感數(shù)據(jù)優(yōu)化34
1.5 傳感數(shù)據(jù)采集結(jié)果處理35
1.5.1 傳感數(shù)據(jù)統(tǒng)計35
1.5.2 傳感數(shù)據(jù)常見分布及抽樣
方法36
1.5.3 傳感數(shù)據(jù)常用統(tǒng)計工具36
單元總結(jié)39
學(xué)習(xí)單元2
RS-485總線通信應(yīng)用開發(fā)41
2.1 總線概述42
2.2 串行通信的基礎(chǔ)知識42
2.2.1 串行通信42
2.2.2 常見的電平信號及其電氣
特性42
2.3 RS-485與RS-422/RS-232
通信標(biāo)準(zhǔn)43
2.4 RS-485收發(fā)器45
2.5 Modbus通信協(xié)議46
2.5.1 Modbus概述46
2.5.2 Modbus通信的請求與響應(yīng)47
2.5.3 Modbus寄存器48
2.5.4 Modbus的串行消息幀格式48
2.5.5 Modbus功能碼50
2.6 應(yīng)用案例：智能安防系統(tǒng)構(gòu)建55
2.6.1 任務(wù)1 案例分析55
2.6.2 任務(wù)2 完善工程代碼59
2.6.3 任務(wù)3 系統(tǒng)搭建67
2.6.4 任務(wù)4 在云平臺上創(chuàng)建項目70
單元總結(jié)75
學(xué)習(xí)單元3
CAN總線通信應(yīng)用開發(fā)77
3.1 CAN總線基礎(chǔ)知識78
3.1.1 CAN總線概述78
3.1.2 CAN技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)78
3.1.3 CAN總線的報文信號電平80
3.1.4　CAN總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c節(jié)點(diǎn)
硬件構(gòu)成80
3.1.5 CAN總線的傳輸介質(zhì)81
3.1.6 CAN通信幀介紹82
3.1.7 CAN優(yōu)先級與位時序87
3.2 CAN控制器與收發(fā)器89
3.2.1　CAN節(jié)點(diǎn)的硬件構(gòu)成89
3.2.2 CAN控制器90
3.2.3 CAN收發(fā)器98
3.3 應(yīng)用案例：生產(chǎn)線環(huán)境監(jiān)測
系統(tǒng)的構(gòu)建100
3.3.1 任務(wù)1　案例分析100
3.3.2 任務(wù)2　系統(tǒng)搭建102
3.3.3 任務(wù)3　完善工程代碼與
編譯下載102
3.3.4 任務(wù)4　CAN通信數(shù)據(jù)抓包
與解析112
3.3.5 任務(wù)5　云平臺遠(yuǎn)程監(jiān)測114
單元總結(jié)120
學(xué)習(xí)單元4
ZigBee協(xié)議棧組網(wǎng)開發(fā)121
4.1 基礎(chǔ)知識122
4.1.1 ZigBee技術(shù)概述122
4.1.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備類型122
4.1.3 Z-Stack協(xié)議棧124
4.2 任務(wù)1 基于Z-Stack的串口
通信129
4.2.1 任務(wù)要求129
4.2.2 知識鏈接129
4.2.3 任務(wù)實(shí)施137
4.3 任務(wù)2 基于Z-Stack的點(diǎn)對點(diǎn)
通信145
4.3.1 任務(wù)要求145
4.3.2 知識鏈接146
4.3.3 任務(wù)實(shí)施153
4.4 任務(wù)3 基于Z-Stack的點(diǎn)對
多點(diǎn)通信166
4.4.1 任務(wù)要求166
4.4.2 知識鏈接166
4.4.3 任務(wù)實(shí)施166
4.5 任務(wù)4 ZigBee節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)和
退網(wǎng)控制175
4.5.1 任務(wù)要求175
4.5.2 知識鏈接175
4.5.3 任務(wù)實(shí)施176
單元總結(jié)178
學(xué)習(xí)單元5
藍(lán)牙通信應(yīng)用開發(fā)179
5.1 基礎(chǔ)知識180
5.1.1 藍(lán)牙技術(shù)簡介180
5.1.2 藍(lán)牙通訊模塊簡介180
5.1.3 BLE協(xié)議棧簡介180
5.2 項目分析181
5.3 任務(wù)1 基于BLE協(xié)議棧的
串口通信181
5.3.1 任務(wù)要求181
5.3.2 知識鏈接181
5.3.3 任務(wù)實(shí)施183
5.4 任務(wù)2 主從機(jī)建立連接與
數(shù)據(jù)傳輸187
5.4.1 任務(wù)要求187
5.4.2 知識鏈接188
5.4.3 任務(wù)實(shí)施197
5.5 任務(wù)3 基于BLE協(xié)議棧的
無線點(diǎn)燈200
5.5.1 任務(wù)要求200
5.5.2 知識鏈接200
5.5.3 任務(wù)實(shí)施207
5.6 任務(wù)4 基于BLE協(xié)議棧的
串口透傳214
5.6.1 任務(wù)要求214
5.6.2 知識鏈接214
5.6.3 任務(wù)實(shí)施221
5.7 任務(wù)5 藍(lán)牙采集心率數(shù)據(jù)231
5.7.1 任務(wù)要求231
5.7.2 知識鏈接231
5.7.3 任務(wù)實(shí)施234
單元總結(jié)247
學(xué)習(xí)單元6
Wi-Fi通信應(yīng)用開發(fā)249
6.1 基礎(chǔ)知識250
6.1.1　Wi-Fi技術(shù)簡介250
6.1.2　ESP8266 Wi-Fi通信
模塊簡介251
6.1.3　LwIP協(xié)議棧簡介251
6.2 項目分析252
6.3 任務(wù)1 搭建Wi-Fi開發(fā)環(huán)境252
6.3.1　任務(wù)要求252
6.3.2　知識鏈接252
6.3.3　任務(wù)實(shí)施253
6.4 任務(wù)2 Wi-Fi工作模式開發(fā)269
6.4.1　任務(wù)要求269
6.4.2　知識鏈接269
6.4.3　任務(wù)實(shí)施271
6.5 任務(wù)3 基于LwIP的TCP Socket
開發(fā)274
6.5.1　任務(wù)要求274
6.5.2　知識鏈接274
6.5.3．任務(wù)實(shí)施274
6.6 任務(wù)4 Wi-Fi接入云平臺281
6.6.1　任務(wù)要求281
6.6.2　知識鏈接281
6.6.3　任務(wù)實(shí)施282
單元總結(jié)294
學(xué)習(xí)單元7
NB-IoT通信應(yīng)用開發(fā)295
7.1 NB-IoT技術(shù)簡介296
7.1.1　LPWAN296
7.1.2　NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展演進(jìn)298
7.1.3　NB-IoT網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)299
7.1.4　NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)304
7.2 利爾達(dá)NB-IoT模組介紹308
7.2.1　NB86-G系列模塊主要特性309
7.2.2　NB86-G模塊引腳描述309
7.2.3　NB86-G系列模塊工作模式312
7.2.4　NB86-G系列模塊功能電路312
7.3 CoAP314
7.3.1　CoAP幀格式314
7.3.2　CoAP的URL315
7.3.3　CoAP觀察模式315
7.3.4　CoAP塊傳輸316
7.4 任務(wù)1　用UDP工具來調(diào)試
CoAP316
7.4.1　任務(wù)要求316
7.4.2　知識鏈接316
7.4.3　任務(wù)實(shí)施317
7.5 任務(wù)2　使用STM32CubeMX
生成基礎(chǔ)工程320
7.5.1　任務(wù)要求320
7.5.2　任務(wù)實(shí)施320
7.6 任務(wù)3　在工程中添加代碼包326
7.6.1　任務(wù)要求326
7.6.2　任務(wù)實(shí)施327
7.7 任務(wù)4　在源文件中添加代碼333
7.7.1　任務(wù)要求333
7.7.2　任務(wù)實(shí)施334
7.8 任務(wù)5　燒寫NB-IoT模塊程序342
7.8.1　任務(wù)要求342
7.8.2　任務(wù)實(shí)施342
7.9 任務(wù)6　NB-IoT接入云平臺346
7.9.1　任務(wù)要求346
7.9.2　任務(wù)實(shí)施346
單元總結(jié)349
學(xué)習(xí)單元8
LoRaWAN組網(wǎng)通信應(yīng)用開發(fā)351
8.1 基礎(chǔ)知識352
8.1.1 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)簡介352
8.1.2 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)
設(shè)備類型353
8.1.3 LoRaWAN終端設(shè)備激活354
8.1.4 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)
傳遞流程355
8.1.5 LoRaMac-node簡介359
8.1.6 LoRaWAN通信協(xié)議360
8.2 項目分析360
8.2.1 項目介紹360
8.2.2 方案設(shè)計361
8.3 任務(wù)1 LoRaWAN協(xié)議棧移植361
8.3.1 任務(wù)要求361
8.3.2 任務(wù)實(shí)施362
8.4 任務(wù)2 溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用
程序開發(fā)376
8.4.1 任務(wù)要求376
8.4.2 任務(wù)實(shí)施376
8.5 任務(wù)3 LoRaWAN網(wǎng)關(guān)匯聚
節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)到上位機(jī)392
8.5.1 任務(wù)要求392
8.5.2 任務(wù)實(shí)施392
單元總結(jié)399
參考文獻(xiàn)400