傳感網(wǎng)應用開發(fā)（高級）

前言
學習單元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
學習單元2
RS-485總線通信應用開發(fā)41
2.1 總線概述42
2.2 串行通信的基礎知識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
通信標準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 應用案例：智能安防系統(tǒng)構(gòu)建55
2.6.1 任務1 案例分析55
2.6.2 任務2 完善工程代碼59
2.6.3 任務3 系統(tǒng)搭建67
2.6.4 任務4 在云平臺上創(chuàng)建項目70
單元總結(jié)75
學習單元3
CAN總線通信應用開發(fā)77
3.1 CAN總線基礎知識78
3.1.1 CAN總線概述78
3.1.2 CAN技術規(guī)范與標準78
3.1.3 CAN總線的報文信號電平80
3.1.4　CAN總線的網(wǎng)絡拓撲與節(jié)點
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1　案例分析100
3.3.2 任務2　系統(tǒng)搭建102
3.3.3 任務3　完善工程代碼與
編譯下載102
3.3.4 任務4　CAN通信數(shù)據(jù)抓包
與解析112
3.3.5 任務5　云平臺遠程監(jiān)測114
單元總結(jié)120
學習單元4
ZigBee協(xié)議棧組網(wǎng)開發(fā)121
4.1 基礎知識122
4.1.1 ZigBee技術概述122
4.1.2 ZigBee網(wǎng)絡中的設備類型122
4.1.3 Z-Stack協(xié)議棧124
4.2 任務1 基于Z-Stack的串口
通信129
4.2.1 任務要求129
4.2.2 知識鏈接129
4.2.3 任務實施137
4.3 任務2 基于Z-Stack的點對點
通信145
4.3.1 任務要求145
4.3.2 知識鏈接146
4.3.3 任務實施153
4.4 任務3 基于Z-Stack的點對
多點通信166
4.4.1 任務要求166
4.4.2 知識鏈接166
4.4.3 任務實施166
4.5 任務4 ZigBee節(jié)點入網(wǎng)和
退網(wǎng)控制175
4.5.1 任務要求175
4.5.2 知識鏈接175
4.5.3 任務實施176
單元總結(jié)178
學習單元5
藍牙通信應用開發(fā)179
5.1 基礎知識180
5.1.1 藍牙技術簡介180
5.1.2 藍牙通訊模塊簡介180
5.1.3 BLE協(xié)議棧簡介180
5.2 項目分析181
5.3 任務1 基于BLE協(xié)議棧的
串口通信181
5.3.1 任務要求181
5.3.2 知識鏈接181
5.3.3 任務實施183
5.4 任務2 主從機建立連接與
數(shù)據(jù)傳輸187
5.4.1 任務要求187
5.4.2 知識鏈接188
5.4.3 任務實施197
5.5 任務3 基于BLE協(xié)議棧的
無線點燈200
5.5.1 任務要求200
5.5.2 知識鏈接200
5.5.3 任務實施207
5.6 任務4 基于BLE協(xié)議棧的
串口透傳214
5.6.1 任務要求214
5.6.2 知識鏈接214
5.6.3 任務實施221
5.7 任務5 藍牙采集心率數(shù)據(jù)231
5.7.1 任務要求231
5.7.2 知識鏈接231
5.7.3 任務實施234
單元總結(jié)247
學習單元6
Wi-Fi通信應用開發(fā)249
6.1 基礎知識250
6.1.1　Wi-Fi技術簡介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1 搭建Wi-Fi開發(fā)環(huán)境252
6.3.1　任務要求252
6.3.2　知識鏈接252
6.3.3　任務實施253
6.4 任務2 Wi-Fi工作模式開發(fā)269
6.4.1　任務要求269
6.4.2　知識鏈接269
6.4.3　任務實施271
6.5 任務3 基于LwIP的TCP Socket
開發(fā)274
6.5.1　任務要求274
6.5.2　知識鏈接274
6.5.3．任務實施274
6.6 任務4 Wi-Fi接入云平臺281
6.6.1　任務要求281
6.6.2　知識鏈接281
6.6.3　任務實施282
單元總結(jié)294
學習單元7
NB-IoT通信應用開發(fā)295
7.1 NB-IoT技術簡介296
7.1.1　LPWAN296
7.1.2　NB-IoT標準發(fā)展演進298
7.1.3　NB-IoT網(wǎng)絡體系架構(gòu)299
7.1.4　NB-IoT關鍵技術304
7.2 利爾達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1　用UDP工具來調(diào)試
CoAP316
7.4.1　任務要求316
7.4.2　知識鏈接316
7.4.3　任務實施317
7.5 任務2　使用STM32CubeMX
生成基礎工程320
7.5.1　任務要求320
7.5.2　任務實施320
7.6 任務3　在工程中添加代碼包326
7.6.1　任務要求326
7.6.2　任務實施327
7.7 任務4　在源文件中添加代碼333
7.7.1　任務要求333
7.7.2　任務實施334
7.8 任務5　燒寫NB-IoT模塊程序342
7.8.1　任務要求342
7.8.2　任務實施342
7.9 任務6　NB-IoT接入云平臺346
7.9.1　任務要求346
7.9.2　任務實施346
單元總結(jié)349
學習單元8
LoRaWAN組網(wǎng)通信應用開發(fā)351
8.1 基礎知識352
8.1.1 LoRaWAN網(wǎng)絡簡介352
8.1.2 LoRaWAN網(wǎng)絡的節(jié)點
設備類型353
8.1.3 LoRaWAN終端設備激活354
8.1.4 LoRaWAN網(wǎng)絡設備的數(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 方案設計361
8.3 任務1 LoRaWAN協(xié)議棧移植361
8.3.1 任務要求361
8.3.2 任務實施362
8.4 任務2 溫濕度傳感器節(jié)點應用
程序開發(fā)376
8.4.1 任務要求376
8.4.2 任務實施376
8.5 任務3 LoRaWAN網(wǎng)關匯聚
節(jié)點數(shù)據(jù)到上位機392
8.5.1 任務要求392
8.5.2 任務實施392
單元總結(jié)399
參考文獻400