物聯(lián)網(wǎng)及低功耗藍牙5.x高級開發(fā)

目　　錄
第1章　低功耗藍牙及物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的發(fā)展\t（1）
1．1　世界是藍色的\t（1）
1．2　經(jīng)典藍牙（Classic Bluetooth）階段：從藍牙1．0到藍牙3．0\t（2）
1．2．1　第一代藍牙：關(guān)于藍牙早期的探索\t（2）
1．2．2　第二代藍牙：藍牙進入實用階段\t（3）
1．2．3　第三代藍牙：高速藍牙，傳輸速率可高達24 Mbps\t（3）
1．3　低功耗藍牙與經(jīng)典藍牙并存的階段：從藍牙4．0開始\t（3）
1．3．1　為什么會出現(xiàn)低功耗藍牙\t（3）
1．3．2　低功耗藍牙的起源\t（3）
1．3．3　低功耗藍牙與可穿戴設(shè)備的發(fā)展\t（4）
1．4　低功耗藍牙的物聯(lián)網(wǎng)階段：從低功耗藍牙5．0開始\t（5）
1．4．1　低功耗藍牙5．0簡介\t（5）
1．4．2　低功耗藍牙5．1簡介\t（6）
1．4．3　低功耗藍牙5．2簡介\t（7）
1．4．4　低功耗藍牙5．3簡介\t（8）
1．5　ZigBee、Thread、CHIP、Matter和CSA簡介\t（11）
1．5．1　ZigBee簡介\t（12）
1．5．2　Thread簡介\t（13）
1．5．3　CHIP簡介\t（14）
1．5．4　Matter簡介\t（15）
1．5．5　CSA簡介\t（17）
第2章　低功耗藍牙5．1與AoA/AoD定位\t（19）
2．1　無線測向與AoA/AoD定位\t（19）
2．2　AoA方法和AoD方法的測量原理\t（20）
2．3　相位測量的基本概念\t（20）
2．4　基于CTE信號的相位差檢測原理\t（21）
2．5　到達角和離開角的計算\t（22）
2．6　天線陣列簡介\t（24）
2．7　基于AoA方法和AoD方法的定位系統(tǒng)架構(gòu)\t（24）
2．8　基于低功耗藍牙5．1的AoA/AoD定位技術(shù)的挑戰(zhàn)\t（25）
2．9　基于低功耗藍牙5．1的AoA/AoD精準定位的應(yīng)用場景\t（26）
第3章　低功耗藍牙5．2與LE音頻\t（27）
3．1　低功耗藍牙5．2的新特性\t（27）
3．2　更佳音質(zhì)、更低功耗與更多創(chuàng)新功能的LE音頻\t（31）
3．3　LE音頻的應(yīng)用場景\t（32）
3．3．1　應(yīng)用場景一：真無線立體聲（TWS）耳機\t（32）
3．3．2　應(yīng)用場景二：廣播音頻與音頻分享\t（33）
3．3．3　應(yīng)用場景三：聽力輔助\t（33）
3．3．4　應(yīng)用場景四：多語言的實時翻譯\t（34）
3．4　為什么LE音頻具有更高的音質(zhì)和更低的功耗\t（34）
3．5　LE音頻為行業(yè)提供的解決方案\t（35）
第4章　Nordic的無線多協(xié)議SoC芯片nRF5340\t（37）
4．1　無線多協(xié)議SoC芯片\t（37）
4．1．1　無線多協(xié)議SoC芯片簡介\t（37）
4．1．2　無線多協(xié)議SoC芯片的未來發(fā)展路線圖\t（37）
4．2　nRF5340的主要規(guī)格參數(shù)\t（38）
4．2．1　nRF5340簡介\t（38）
4．2．2　nRF5340的主要特性\t（40）
4．3　nRF5340的硬件主要參數(shù)\t（41）
4．4　nRF5340的開發(fā)工具\t（42）
4．4．1　nRF Connect SDK軟件開發(fā)平臺\t（42）
4．4．2　nRF5340 DK開發(fā)板（Development Kit）\t（42）
4．5　本章小結(jié)\t（47）
第5章　nRF5340的硬件系統(tǒng)設(shè)計\t（49）
5．1　實驗目標\t（49）
5．2　nRF5340硬件最小系統(tǒng)的電路設(shè)計\t（49）
5．2．1　nRF5340的供電模式及其穩(wěn)壓方式\t（51）
5．2．2　nRF5340的時鐘電路\t（52）
5．2．3　nRF5340的天線匹配電路\t（54）
5．2．4　去耦電容的放置要求\t（54）
5．2．5　USB電路（可選）\t（54）
5．2．6　NFC電路（可選）\t（54）
5．3　nRF5340的硬件電路設(shè)計注意事項\t（56）
5．3．1　nRF5340的PCB設(shè)計布局指南\t（56）
5．3．2　nRF5340的PCB電源走線設(shè)計指南\t（56）
5．3．3　電源去耦電容的布局要求\t（57）
5．3．4　PCB鋪地設(shè)計指南\t（57）
5．3．5　晶振電路的走線設(shè)計指南\t（57）
5．3．6　天線匹配電路的布局設(shè)計指南\t（58）
5．4　PTR9840模塊簡介\t（59）
5．4．1　PTR9840模塊的使用說明\t（60）
5．4．2　APTR-xxx-EVB無線多協(xié)議模塊評估板\t（60）
5．5　本章小結(jié)\t（61）
第6章　NCS平臺的搭建\t（63）
6．1　NCS平臺介紹\t（63）
6．2　Zephyr是什么\t（64）
6．3　NCS平臺的搭建\t（66）
6．3．1　NCS平臺的下載安裝\t（66）
6．3．2　SES嵌入式集成開發(fā)環(huán)境的搭建\t（70）
6．3．3　west命令行工具的安裝\t（72）
6．3．4　工程示例\t（72）
6．4　NCS平臺的結(jié)構(gòu)\t（77）
6．4．1　文件目錄\t（77）
6．4．2　API函數(shù)的目錄\t（77）
6．4．3　編譯后的目錄結(jié)構(gòu)\t（78）
6．5　NCS平臺的配置介紹\t（78）
6．5．1　NCS平臺的配置工具\t（78）
6．5．2　NCS平臺的工程配置\t（78）
6．6　本章小結(jié)\t（85）
第7章　nRF5340雙核處理器之間的通信\t（87）
7．1　背景知識\t（87）
7．1．1　nRF5340簡介\t（87）
7．1．2　應(yīng)用核處理器與網(wǎng)絡(luò)核處理器的通信\t（88）
7．1．3　多核處理器通信的橋梁IPC外設(shè)\t（88）
7．2　實驗目標\t（90）
7．3　實驗準備\t（90）
7．4　實驗步驟\t（90）
7．4．1　創(chuàng)建工程\t（90）
7．4．2　修改配置文件\t（90）
7．4．3　網(wǎng)絡(luò)核處理器與應(yīng)用核處理器工程的編譯及燒錄\t（93）
7．4．4　網(wǎng)絡(luò)核處理器與應(yīng)用核處理器的通信\t（94）
7．4．5　網(wǎng)絡(luò)核處理器與應(yīng)用核處理器通過IPC外設(shè)進行通信的流程\t（95）
7．5　本章小結(jié)\t（95）
第8章　nRF5340低功耗藍牙透傳應(yīng)用例程\t（97）
8．1　背景知識\t（97）
8．2　實驗目標\t（98）
8．3　實驗準備\t（98）
8．4　低功耗藍牙透傳實驗步驟\t（99）
8．4．1　低功耗藍牙從機透傳例程（peripheral_uart）的實現(xiàn)\t（99）
8．4．2　低功耗藍牙主機透傳例程（central_uart）的實現(xiàn)\t（104）
8．5　本章小結(jié)\t（108）
第9章　OpenThread協(xié)議棧應(yīng)用例程\t（109）
9．1　背景知識\t（109）
9．1．1　Thread協(xié)議概述\t（109）
9．1．2　OpenThread協(xié)議棧概述\t（111）
9．1．3　NCS平臺中的Thread測試例程\t（111）
9．2　實驗目標\t（112）
9．3　實驗準備\t（112）
9．4　實驗步驟\t（112）
9．4．1　編譯燒錄程序\t（113）
9．4．2　打開兩個串口調(diào)試助手\t（113）
9．4．3　在串口調(diào)試助手中輸入調(diào)試命令\t（113）
9．5　本章小結(jié)\t（116）
第10章　Matter協(xié)議應(yīng)用例程\t（117）
10．1　背景知識\t（117）
10．1．1　Matter協(xié)議的意義\t（117）
10．1．2　Matter協(xié)議的目標和原則\t（117）
10．1．3　Matter協(xié)議的架構(gòu)\t（117）
10．2　實驗目標\t（118）
10．3　實驗準備\t（118）
10．4　實驗步驟\t（118）
10．4．1　測試準備\t（119）
10．4．2　測試過程\t（120）
10．5　本章小結(jié)\t（125）
第11章　物聯(lián)網(wǎng)原型開發(fā)平臺Thingy：53\t（127）
11．1　背景知識\t（127）
11．2　在Thingy：53上運行Nordic的配套SDK\t（128）
11．2．1　通過低功耗藍牙無線OTA下載固件\t（129）
11．2．2　通過USB下載固件\t（131）
11．2．3　通過外部J-Link下載固件\t（133）
11．3　功能展示\t（135）
11．3．1　實驗準備\t（135）
11．3．2　實驗步驟\t（135）
11．4　本章小結(jié)\t（140）
第12章　基于nRF5340低功耗藍牙的固件空中升級\t（141）
12．1　背景知識\t（141）
12．1．1　MCUboot簡介\t（141）
12．1．2　基于單核SoC芯片與雙核SoC芯片的固件升級區(qū)別\t（143）
12．1．3　Bootloader簡介\t（143）
12．1．4　nRF5340網(wǎng)絡(luò)核處理器Bootloader與MCUboot通信\t（143）
12．1．5　NCS平臺中固件升級服務(wù)――SMP服務(wù)\t（143）
12．2　實驗目標\t（144）
12．3　實驗準備\t（144）
12．4　實驗原理\t（144）
12．4．1　nRF5340雙核處理器的固件升級架構(gòu)\t（144）
12．4．2　基于nRF5340低功耗藍牙的固件空中升級流程\t（145）
12．5　實驗步驟\t（147）
12．5．1　應(yīng)用核處理器的固件空中升級\t（147）
12．5．2　網(wǎng)絡(luò)核處理器的固件空中升級\t（150）
12．6　本章小結(jié)\t（153）
第13章　nRF5340的DTM測試\t（155）
13．1　背景知識\t（155）
13．1．1　什么是DTM測試\t（155）
13．1．2　DTM的測試架構(gòu)\t（156）
13．1．3　DTM的主要測試參數(shù)及測試內(nèi)容\t（156）
13．1．4　DTM的測試流程\t（156）
13．2　實驗目標\t（158）
13．3　實驗準備\t（158）
13．4　實驗步驟\t（158）
13．4．1　DTM測試程序的參數(shù)設(shè)置\t（158）
13．4．2　DTM測試程序的構(gòu)建和運行\(zhòng)t（159）
13．4．3　修改UART接口的引腳定義\t（161）
13．4．4　與DTM測試配套的上位機軟件\t（161）
13．4．5　DTM的實際測試\t（162）
13．5　本章小結(jié)\t（163）
第14章　nRF5340的編程燒錄工具\t（165）
14．1　背景知識\t（165）
14．2　實驗目標\t（167）
14．3　實驗準備\t（167）
14．4　nRF5340雙核處理器的固件燒錄\t（167）
14．4．1　使用命令行工具nrfjprog進行在線燒錄\t（167）
14．4．2　使用命令行工具west進行在線燒錄\t（168）
14．4．3　使用SES進行燒錄\t（169）
14．5　nRF5340的離線燒錄\t（170）
14．5．1　高速脫機燒錄器xProg-nRFpro的功能\t（170）
14．5．2　高速脫機燒錄器xProg-nRFpro的使用\t（170）
14．5．3　nRF5340的使用步驟\t（173）
14．6　本章小結(jié)\t（175）
第15章　長距離通信擴展及低功耗電源管理\t（177）
15．1　背景知識\t（177）
15．2　2．4 GHz的射頻前端組件nRF21540\t（178）
15．2．1　nRF21540簡介\t（178）
15．2．2　nRF21540的主要性能\t（178）
15．2．3　nRF21540 EK評估板\t（179）
15．2．4　nRF21540 DK開發(fā)板\t（180）
15．2．5　nRF21540的使用與時序控制\t（181）
15．2．6　NCS平臺中nRF21540驅(qū)動程序的使用\t（185）
15．2．7　不同協(xié)議對無線電設(shè)備發(fā)射功率的要求與限制\t（186）
15．3　電源管理芯片nPM1100\t（187）
15．3．1　nPM1100的功能簡介\t（187）
15．3．2　nPM1100的主要性能\t（188）
15．3．3　nPM1100的主要特點\t（188）
15．3．4　nPM1100 EK評估板的使用方法\t（189）
15．3．5　nPM1100的硬件參考設(shè)計\t（193）
15．4　本章小結(jié)\t（194）
第16章　低功耗藍牙協(xié)議的分析\t（195）
16．1　背景知識\t（195）
16．2　實驗目標\t（195）
16．3　nRF Sniffer的環(huán)境搭建\t（195）
16．3．1　Wireshark簡介\t（196）
16．3．2　nRF Sniffer的安裝\t（199）
16．3．3　運行nRF Sniffer\t（203）
16．4　nRF Sniffer的使用\t（205）
16．4．1　使用多個硬件接口進行抓包\t（207）
16．4．2　通過Wireshark剖析捕獲到的數(shù)據(jù)包\t（208）
16．4．3　常用抓包操作\t（210）
16．5　nRF Sniffer的抓包示例\t（211）
16．5．1　通過nRF Sniffer捕獲連接的數(shù)據(jù)包\t（211）
16．5．2　常用的數(shù)據(jù)包類型\t（213）
16．6　Ellisys Bluetooth Tracker的使用\t（218）
16．6．1　Ellisys Bluetooth Tracker簡介\t（218）
16．6．2　Ellisys Bluetooth Tracker的使用示例\t（218）
16．7　本章小結(jié)\t（221）
第17章　低功耗的分析工具及使用\t（223）
17．1　背景知識\t（223）
17．2　實驗目標\t（224）
17．3　PPK2的使用\t（224）
17．3．1　通過PPK2進行功耗測試\t（225）
17．3．2　例程peripheral_lbs的功耗測試\t（227）
17．4　N6705和14585A的使用\t（230）
17．4．1　N6705的使用\t（231）
17．4．2　14585A的使用\t（232）
17．4．3　通過N6705測試功耗的示例\t（235）
17．5　本章小結(jié)\t（240）
參考文獻\t（241）