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第1章 物联网基础理论1

1.1 引言1

1.2 物联网的定义1

1.2.1 政府等机构对物联网的定义1

1.2.2 物联网与其他网络之间的关系2

1.3 物联网的发展3

1.3.1 历史3

1.3.2 发展现状3

1.4 物联网的架构5

1.4.1 感知层5

1.4.2 网络层5

1.4.3 应用层6

1.5 物联网的主要技术6

1.5.1 传感器技术6

1.5.2 编码技术7

1.5.3 标识技术7

1.5.4 解析技术9

1.5.5 短距离无线传输技术9

1.5.6 安全技术10

1.6 物联网的应用11

1.6.1 智能家居12

1.6.2 智能交通12

1.6.3 供应链物流管理13

1.6.4 未来超市14

1.6.5 安全监控15

1.6.6 工业控制15

1.6.7 军事应用15

1.7 物联网的未来展望16

1.8 思考题16

第2章 RFID基础及其实验17

2.1 引言17

2.2 RFID基本原理17

2.2.1 概述17

2.2.2 工作原理17

2.2.3 系统组成18

2.2.4 频率19

2.2.5 标准体系21

2.3 915MHz RFID基本操作实验23

2.3.1 实验目的23

2.3.2 实验原理24

2.3.3 实验设备与软件环境28

2.3.4 实验内容与步骤28

2.3.5 实验预习要求34

2.3.6 实验报告要求34

2.3.7 思考题34

2.4 13.56MHz RFID基本操作及其实验35

2.4.1 实验目的35

2.4.2 实验原理35

2.4.3 实验设备与软件环境38

2.4.4 实验内容与步骤38

2.4.5 实验预习要求43

2.4.6 实验报告要求43

2.4.7 实验思考题43

第3章 RFID读写功能及其实验44

3.1 915MHz RFID基本读取实验44

3.1.1 实验目的44

3.1.2 实验原理44

3.1.3 实验设备与软件环境49

3.1.4 实验内容与步骤49

3.1.5 实验预习要求54

3.1.6 实验报告要求54

3.1.7 实验思考题55

3.2 915MHz RFID读写操作及其实验55

3.2.1 实验目的55

3.2.2 实验原理55

3.2.3 实验设备与软件环境60

3.2.4 实验内容与步骤60

3.2.5 实验预习要求75

3.2.6 实验报告要求75

3.2.7 实验思考题76

第4章 RFID标签防冲突识别及其实验77

4.1 引言77

4.2 工作原理77

4.2.1 基于ALOHA的防冲突算法77

4.2.2 二进制树搜索法81

4.2.3 标签识别模式82

4.2.4 命令定义82

4.3 实验设备与软件环境85

4.4 实验内容与步骤86

4.4.1 实验内容86

4.4.2 实验步骤86

4.5 实验预习要求93

4.6 实验报告要求93

4.7 实验思考题93

第5章 2.4 GHz RFID系统读取标签信息实验94

5.1 实验目的94

5.2 实验原理94

5.2.1 基本工作原理94

5.2.2 通信接口96

5.2.3 指令格式96

5.2.4 读取标签信息命令定义97

5.3 实验设备与软件环境97

5.4 实验内容与步骤98

5.4.1 实验内容98

5.4.2 实验步骤98

5.5 实验预习要求104

5.6 实验报告要求104

5.7 实验思考题104

第6章 物联网节点外设控制及其实验105

6.1 引言105

6.2 工作原理105

6.2.1 ZigBee技术简介105

6.2.2 ZigBee技术特点106

6.2.3 ZigBee模块工作流程107

6.2.4 ZigBee模块串口通信的函数107

6.2.5 定时器原理和基本函数109

6.2.6 LED的控制函数111

6.2.7 按键监控函数111

6.2.8 显示屏显示方法112

6.3 实验设备与软件环境116

6.4 实验内容与步骤116

6.4.1 实验程序烧写116

6.4.2 实验设置116

6.4.3 串口实验117

6.4.4 定时器实验117

6.4.5 LED实验117

6.4.6 按键实验119

6.4.7 显示屏实验119

6.5 预习要求119

6.6 实验报告要求120

6.7 思考题120

第7章 基于物联网的数据无线收发及远程控制实验121

7.1 引言121

7.2 工作原理121

7.2.1 ZigBee协议的消息格式及帧格式121

7.2.2 寻址及寻址方式122

7.2.3 主从节点无线传输数据的机制122

7.2.4 物联网主从节点无线数据收发软件程序124

7.3 实验设备与软件环境127

7.4 实验内容与步骤127

7.4.1 实验启动127

7.4.2 串口设置128

7.4.3 启动主节点129

7.4.4 加入从节点129

7.4.5 发送数据130

7.4.6 主节点指令广播132

7.5 预习要求133

7.6 实验报告要求133

7.7 思考题133

第8章 传感器基本功能及其实验134

8.1 通用传感器基本功能及其实验134

8.1.1 引言134

8.1.2 基本原理134

8.1.3 实验设备与软件环境139

8.1.4 实验内容和步骤139

8.1.5 预习要求142

8.1.6 实验报告要求142

8.1.7 思考题142

8.2 医用传感器基本功能及其实验142

8.2.1 引言142

8.2.2 基本原理142

8.2.3 实验设备与软件环境144

8.2.4 实验内容和步骤144

8.2.5 预习要求146

8.2.6 实验报告要求146

8.2.7 思考题146

第9章 RFID系统接入蜂窝网络实验147

9.1 引言147

9.2 基本原理147

9.2.1 移动通信网络简介147

9.2.2 GSM中AT指令简介148

9.2.3 RFID阅读器的控制与使用150

9.2.4 利用GSM模块发送短信150

9.2.5 SBC2440嵌入式开发板151

9.3 实验设备与软件环境153

9.4 实验内容与步骤153

9.5 预习要求157

9.6 实验报告要求157

9.7 实验思考题157

第10章 物联网嵌入式软件开发及其实验158

10.1 引言158

10.2 工作原理158

10.2.1 开发流程158

10.2.2 数据收发实验源码剖析169

10.3 实验设备与软件环境179

10.4 实验内容与步骤179

10.4.1 安装软件179

10.4.2 打开工程文件并编译程序180

10.4.3 烧写程序180

10.4.4 运行平台180

10.5 预习要求180

10.6 实验报告要求180

10.7 思考题180

第11章 物联网在智能家居方面的综合开发案例181

11.1 引言181

11.2 实验流程182

11.3 基本原理183

11.3.1 主节点与从节点之间的数据收发183

11.3.2 主节点与PC之间的数据收发183

11.3.3 从节点的自动控制与响应183

11.4 实验设备与软件环境183

11.5 实验内容与步骤184

11.5.1 下载程序184

11.5.2 建立网络185

11.5.3 主节点显示从节点的信息185

11.5.4 实验软件操作185

11.6 预习要求196

11.7 实验报告要求196

11.8 思考题196

第12章 物联网在智慧农业方面的综合开发案例197

12.1 引言197

12.2 实验流程198

12.3 基本原理199

12.3.1 主节点与从节点之间的数据收发199

12.3.2 主节点与嵌入式开发板之间的数据收发199

12.4 实验设备与软件环境199

12.5 实验内容与步骤199

12.5.1 下载程序199

12.5.2 建立网络200

12.5.3 实验软件操作200

12.6 预习要求203

12.7 实验报告要求203

12.8 实验思考题203

参考文献204