物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)教程完整版課件(全)

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 1.2 智能家居概述 第1章 物聯(lián)網(wǎng)與智能家居 1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet of things”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。通過傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，這其中有包含兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定

2、的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景1.物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，對于具有環(huán)境感知能力的各類終端借助無線通信等技術(shù)可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景來看，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面。 2.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是通過各種傳感器實(shí)時采集溫濕度數(shù)據(jù)以及光照、土壤溫度、

3、CO濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)用戶需求對環(huán)境進(jìn)行自動控制和智能化遠(yuǎn)程管理。例如智能農(nóng)業(yè)中的智能糧庫系統(tǒng)，它通過將糧庫內(nèi)溫濕度變化的感知與計算機(jī)或智能手機(jī)的連接進(jìn)行實(shí)時觀察，記錄現(xiàn)場情況以保證量糧庫內(nèi)的溫濕度平衡。 3.物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用電力工業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的基礎(chǔ)和重要保障，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)、是信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果，對于電力工業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成一種新型的智能電網(wǎng)。它將通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行整合，為電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等環(huán)節(jié)提供了重要的技術(shù)支撐。有效提升了電網(wǎng)信息化、自動化、互動化水平，提高電網(wǎng)運(yùn)行能力和服

4、務(wù)質(zhì)量。智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不僅能促進(jìn)電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級，更能夠創(chuàng)造一大批原創(chuàng)的具有國際領(lǐng)先水平的科研成果，打造千億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。4.物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用智能醫(yī)療系統(tǒng)借助簡易實(shí)用的家庭醫(yī)療傳感設(shè)備，對家中病人或老人的生理指標(biāo)進(jìn)行自測，并將生成的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)通過寬帶網(wǎng)絡(luò)或3G無線網(wǎng)絡(luò)傳送到護(hù)理人或有關(guān)醫(yī)療單位?？梢詼?zhǔn)確掌握病人病情、提高診斷的準(zhǔn)確性，方便醫(yī)生對病人的情況進(jìn)行有效跟蹤，提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。同時通過傳感器終端延伸，可以有效提高醫(yī)院包括藥品和醫(yī)療器械在內(nèi)的醫(yī)療資源管理和共享，從而達(dá)到醫(yī)院醫(yī)療資源的有效整合，提升了醫(yī)院服務(wù)效能。5.物聯(lián)網(wǎng)在城市公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用 智能城市產(chǎn)

5、品包括對城市的數(shù)字化管理和城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控。前者利用數(shù)字城市理論，基于地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS)等關(guān)鍵技術(shù)，深入開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源，建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。后者基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸、存儲、管理的業(yè)務(wù)，利用寬帶和3G網(wǎng)絡(luò)，將分散、獨(dú)立的圖像采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一管理，這為城市管理和建設(shè)者提供一種全新、直觀、視聽覺范圍延伸的管理工具。6、物聯(lián)網(wǎng)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用智能家居是一個居住環(huán)境，是以住宅為平臺安裝有智能家居

6、系統(tǒng)的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成。它將各種家庭設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)通過程序設(shè)置，利用寬帶、固話和3G無線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間，而且能夠?qū)崿F(xiàn)更智能化的家庭控制管理。1.2 智能家居概述智能家居概念的起源于20世紀(jì)80年代初，隨著電子技術(shù)應(yīng)用在家用電器當(dāng)中，使得住宅電子化開始實(shí)施，80年代中期，將家用電器、通信設(shè)備與安全防范設(shè)備各自獨(dú)立的功能綜合為一體，又形成了住宅自動化概念，至80年代末，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了通過總線技

7、術(shù)對住宅中各種通信、家電、安防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。1.2.2 智能家居發(fā)展的特點(diǎn)和方向1. 智能家居發(fā)展歷程智能家居發(fā)展大致經(jīng)歷了四代：第一代主要是基于同軸線、兩芯線進(jìn)行家庭組同，實(shí)現(xiàn)燈光、窗簾控制和少量安防設(shè)備控制等功能。第二代主要基于RS-485線，部分基于IP技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可視對講、安防等功能。第三代實(shí)現(xiàn)了家庭智能控制的集中化，主要實(shí)現(xiàn)包括安防、控制計量等業(yè)務(wù)功能。第四代基于全I(xiàn)P技術(shù)，利用ZigBee無線通信等技術(shù)，智能家居業(yè)務(wù)可根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)定制化和個性化。2.智能家居技術(shù)種類目前市場上比較可靠的智能家居技

8、術(shù)，主要有四類：集中布線技術(shù)、無線射頻技術(shù)、電力載波技術(shù)、ZigBee無線組網(wǎng)技術(shù)。（1）集中布線技術(shù)它主要應(yīng)用于樓宇智能化控制，因?yàn)樾枰季€，所以信號相對穩(wěn)定，比較適合樓宇和小區(qū)智能化等大區(qū)域范圍的控制、但設(shè)備安裝比較復(fù)雜、造價較高。（2）無線射頻技術(shù)它利用點(diǎn)對點(diǎn)的射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對家居和燈光照明的控制，安裝設(shè)置相對比較方便，但系統(tǒng)功能相對較弱，控制方式也比較單一，且易受周圍無線設(shè)備環(huán)境及障礙物的干擾，其主要應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)特定電器或燈光控制領(lǐng)域，（3）電力載波技術(shù)它無需重新布線，主要利用家庭內(nèi)部現(xiàn)有的電力線傳輸控制信號，從而實(shí)現(xiàn)對家電和燈光的控制與管理，而且可以不斷升級。功能實(shí)用，比較適合大眾化消

9、費(fèi)。（4）ZigBee無線組網(wǎng)通信技術(shù)ZigBee從布線上屬于無線技術(shù)，具有布線簡單、易擴(kuò)展和易維護(hù)的特點(diǎn)。這使得ZigBee可以按照功能要求，構(gòu)建含有任意多個節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)，通信傳輸可以在任意節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，可以有效節(jié)約人力、物力成本。 1.3 智能家居的功能、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1.3.1 智能家居的功能智能家居系統(tǒng)主要包括家庭布線、家庭網(wǎng)絡(luò)、智能家居中央控制管理（家庭網(wǎng)關(guān)）、家庭照明、家庭安防、背景音樂、家庭影音與多媒體、家庭環(huán)境控制等八大系統(tǒng)，如圖1-3所示。智能家居系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)就是將各功能子系統(tǒng)進(jìn)行整合集成，提供智能化信息服務(wù)。 圖 智能家居系統(tǒng)功能組成1.3.2 智能家居的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)

10、技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 2.1 ZigBee硬件開發(fā)平臺 2.2 ZigBee物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)平臺的搭建 第二章 ZigBee軟硬件開發(fā)平臺 2.1 ZigBee硬件開發(fā)平臺 1、Zigbee無線通信中央控制平臺 2、Zigbee無線終端采集控制平臺 2.2 ZigBee物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)平臺的搭建2.2.1 IAR集成開發(fā)環(huán)境簡介IAR Embedded Workbench的C語言交叉編譯器是一款完整、穩(wěn)定且容易使用的專業(yè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具。IAR 開發(fā)的最大優(yōu)勢就是能夠直接使用TI公司提供的Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)人員只需要調(diào)用相關(guān)的API接口函數(shù)即可。 2.2.2 IAR操作指南在IAR集

11、成開發(fā)環(huán)境中，對應(yīng)工程的編輯操作主要涉及以下幾個方面的內(nèi)容：1、怎樣創(chuàng)建一個工作區(qū)；2、如何建立保存一個工程；3、如何向工程中添加源文件；4、如何編譯源文件；.Led.c文件功能代碼實(shí)現(xiàn) 向Led.c文件中添加如下代碼：#include / 該頭文件包含了CC2530寄存器的宏定義#define LED1 P1_0 /定義P10口為LED1控制端#define uint unsigned int /無符號整型 0-65535void Init_IO(void)P1SEL &=0 x01; /作為普通IO口P1DIR |=0 x01;void delay(uint xms) uint i,j;

12、for(i=xms;i0;i-) for(j=1000;j0;j-); 程序示例代碼：void main(void) Init_IO(); while(1) delay(1000); LED1=LED1; 程序說明：在Init_IO()函數(shù)中，用到了IO口功能選擇寄存器P1SEL和方向寄存器P1DIR，這兩個寄存器的詳細(xì)使用方法需要用戶參考CC2530單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊。 上述程序?qū)崿F(xiàn)的效果是使P1.0口連接的LED燈每隔一段時間亮滅一次。2.2.3 驅(qū)動程序的安裝 ZigBee開發(fā)板在程序的下載、仿真和調(diào)試時，需要安裝一些必要的驅(qū)動程序，如仿真器的驅(qū)動程序、USB轉(zhuǎn)串口的驅(qū)動程序等。ZigBe

13、e CC DEGGUBER仿真器如圖2-40所示，它是用于 TI 低功耗射頻片上系統(tǒng)的小型編程器和調(diào)試器，可以與前面安裝的MCS-8051的 IAR 開發(fā)平臺一起使用，以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試。2.2.4 TI Zstack協(xié)議棧的安裝、編譯和下載協(xié)議是一系列的通信標(biāo)準(zhǔn)，通信雙方需要共同按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)收發(fā)，而協(xié)議棧是協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)形式，雖然協(xié)議是統(tǒng)一的，但協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)形式是有區(qū)別的（如在PC機(jī)上廣泛使用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對于在windows和linux平臺下的實(shí)現(xiàn)方法是不一樣的）。簡單的理解就是協(xié)議棧是協(xié)議和用戶之間的一個接口，開發(fā)人員通過使用協(xié)議棧中相關(guān)的函數(shù)庫來使用這個協(xié)議，進(jìn)而

14、實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳輸。2.2.5 Qt Creator 跨平臺開發(fā)環(huán)境的安裝1. Qt與Qt Creator簡介Qt是一個跨平臺應(yīng)用程序和 UI 開發(fā)框架。使用 Qt 您只需一次性開發(fā)應(yīng)用程序，無須重新編寫源代碼，便可跨不同桌面和嵌入式操作系統(tǒng)部署這些應(yīng)用程序。Qt Creator 是全新的跨平臺Qt IDE，可單獨(dú)使用，也可與 Qt 庫和開發(fā)工具組成 一套完整的SDK. 其中包括：高級 C+ 代碼編輯器，項(xiàng)目和生成管理工具，集成的上下文相關(guān)的幫助系統(tǒng)，圖形化調(diào)試器，代碼管理和瀏覽工具。4Qt Creator的下載（1）下載Qt使用4.7.4版本軟件地址：/qt/source/qt-win

15、-opensource-4.7.4-mingw.exe下載文件：qt-win-opensource-4.7.4-mingw.exe（2）下載Qt Creator2.1.0版本軟件地址：/qtcreator/qt-creator-win-opensource-2.1.0.exe下載文件：qt-creator-win-opensource-2.1.0.exe 也可以到/qt/source/查找相應(yīng)的版本。5安裝Qt Creator物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)3.1無線通信基礎(chǔ) 3.2 ZigBee概念與特點(diǎn) 第三章 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)開發(fā)基礎(chǔ) 3.3 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò) 3.4 幾種短距離無線通信技

16、術(shù) 3.7 TI Z-Stack開發(fā)基礎(chǔ) 3.6 TI Z-Stack 軟件架構(gòu) 3.5 ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域 3.1無線通信基礎(chǔ)無線通信系統(tǒng)（Wireless Communication System）是利用無線電磁波，實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N系統(tǒng)。它主要由發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備和無線信道三大部分組成。根據(jù)工作頻段或傳輸手段分類, 可以分為中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和衛(wèi)星通信等。 2、Zigbee無線終端采集控制平臺 3.2 ZigBee概念與特點(diǎn)ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這

17、一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本，主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入進(jìn)各種設(shè)備終端。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù)。所以，ZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍內(nèi)且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間 3.3 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò) 無線傳感網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network )是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的，

18、以協(xié)作方式感知、采集、傳輸和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)監(jiān)測對象信息的無線網(wǎng)絡(luò)。傳感器、感知對象、和觀察者構(gòu)成了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的的3個要素。 傳感器節(jié)點(diǎn)是一種非常小型的計算機(jī)，一般由以下幾部分組成：（1）處理器和內(nèi)存（一般能力都比較有限）。（2）各類傳感器（溫度、濕度、聲音、加速度、全球定位等）。（3）通訊設(shè)備（一般是無線電收發(fā)器或光學(xué)通信設(shè)備）。（4）電池（一般是干電池，也可以使用太陽能電池）。（5）其他設(shè)備，包括各種特定用途的芯片和串行、并行接口等（USB，RS232）。3.4 幾種短距離無線通信技術(shù)目前主流的短距離無線通信技術(shù)包括藍(lán)牙（Bluetooth）、Wi-Fi、ZigBee、NFC、UWB等

19、，它們之間的簡單比較如表3-1 所列。1. 藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)是近幾年廣受業(yè)界關(guān)注的近距離無線連接技術(shù)。它是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放全球規(guī)范，它以低成本的短距離無線連接為基礎(chǔ)，可為固定的或移動的終端提供廉價的接入服務(wù)。藍(lán)牙是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放全球規(guī)范，其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距離無線接口，將通信技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來，使各種設(shè)備在沒有電纜或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHz ISM頻段，提供1-3Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。 2. Wifi技術(shù)Wi-Fi（Wireles

20、s Fidelity）是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)，事實(shí)上它是一個高頻無線電信號。無線保真是一個無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性。Wifi技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。該技術(shù)使用的是2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。Wifi是以太網(wǎng)的一種無線擴(kuò)展，理論上要求用戶位于一個接入點(diǎn)四周的一定區(qū)域內(nèi)，但實(shí)際上，如果有許多用戶同時通過一個接入點(diǎn)接入，帶寬被多個用戶分享。Wifi的連接速度一般只有幾百Kb/s，信號不受

21、墻壁阻隔，在建筑物內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外 3. ZigBee技術(shù)前已介紹，ZigBee是一組基于IEEE802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的協(xié)議，其主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)的目標(biāo)是建立一個無所不在的傳感器網(wǎng)絡(luò)，使之適用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，并且可以嵌入到各種設(shè)備中，同時支持地理定位等功能。ZigBee技術(shù)的典型應(yīng)用3.5 ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域1、智能家居領(lǐng)域

22、家庭自動化系統(tǒng)作為電子技術(shù)的集成被得到迅速發(fā)展。ZigBee模塊可安裝在電視、電燈、遙控器、門禁系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和其他家電產(chǎn)品上。同樣，也可以通過ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)收集家庭中的各種信息，通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送到本地或者遠(yuǎn)程的終端設(shè)備上，或者通過終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)家居生活的自動化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。2. 工業(yè)領(lǐng)域利用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，使得數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理變得更加容易，利于工廠整體信息的掌握，例如危險化學(xué)品成分的檢測、火警的感測和通知、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的檢測和維護(hù)、產(chǎn)品位置定位等。 3. 智能交通領(lǐng)域如果在街道、高速公路及其他地方分布式的安裝大量的ZigBee終端定位設(shè)備，通

23、過安裝在汽車?yán)锏脑O(shè)備獲取當(dāng)前所處的位置，你就不會再擔(dān)心會迷路，這種新的分布式系統(tǒng)能夠向你提供比GPS更精確、更具體的信息，且可以覆蓋到室內(nèi)。 4. 智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要使用孤立的、沒有通信能力的機(jī)械設(shè)備，主要依靠人力監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況。采用傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)⒖梢灾饾u的向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，使用更多的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和遠(yuǎn)程控制的設(shè)備來耕種。 5. 醫(yī)療領(lǐng)域在醫(yī)療監(jiān)控等領(lǐng)域，借助于各種傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)生可以準(zhǔn)確、實(shí)時的監(jiān)測病人的血壓、體溫和心跳速度等信息，從而減少其查房的工作負(fù)擔(dān)，有助于醫(yī)生做出快速的反應(yīng)。特別是對重病和病?；颊?/p>

24、的監(jiān)護(hù)治療。 3.6 TI Z-Stack 軟件架構(gòu)Z-Stack實(shí)際上是幫助程序員方便開發(fā)ZigBee的一套系統(tǒng)，它采用輪轉(zhuǎn)查詢式操作系統(tǒng)，它的核心思想就是“輪轉(zhuǎn)”和“查詢”，包括兩個主要流程：系統(tǒng)初始化和執(zhí)行操作系統(tǒng)，如圖3-11所示。系統(tǒng)初始化完成后，就進(jìn)入執(zhí)行操作系統(tǒng)，并且在其中是一個死循環(huán)。執(zhí)行操作系統(tǒng)中主函數(shù)即為輪詢式操作系統(tǒng)的主體部分，也是需要重點(diǎn)開發(fā)、調(diào)用和掌握的部分。系統(tǒng)啟動代碼需要完成初始化硬件平臺和軟件架構(gòu)所需要的各個模塊，為操作系統(tǒng)的運(yùn)行做好準(zhǔn)備工作。具體初始化流程和對應(yīng)的初始化函數(shù)如圖 所示，主要分為初始化系統(tǒng)時鐘，檢測芯片工作電壓、初始化堆棧、初始化各個硬件模塊、初

25、始化FLASH存儲、形成芯片MAC地址、初始化非易失量、初始化MAC層協(xié)議、初始化應(yīng)用幀層協(xié)議、初始化操作系統(tǒng)等十余部分。 圖 協(xié)議棧初始化流程圖任務(wù)一：mac層有無事件要處理？開始各種初始化函數(shù)初始化任務(wù)調(diào)用macEventLoop函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件否是是運(yùn)行操作系統(tǒng)任務(wù)二：網(wǎng)絡(luò)層有無事件要處理？任務(wù)三：硬件抽象層有無事件要處理？任務(wù)四：應(yīng)用支持層有無事件要處理？任務(wù)五：設(shè)備應(yīng)用層有無事件要處理？任務(wù)六：用戶應(yīng)用層有無事件要處理？調(diào)用nwk_event_loop,函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件調(diào)用Hal_ProcessEvent函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件調(diào)用

26、APS_event_loop函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件調(diào)用ZDApp_event_loop函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件調(diào)用SampleApp_ProcessEvent函數(shù)處理本任務(wù)中當(dāng)前優(yōu)先級最高的事件是是是是否否否否圖 Z-Stack協(xié)議棧具體的工作流程Zstack項(xiàng)目文件組織架構(gòu)3.7 TI Z-Stack開發(fā)基礎(chǔ)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中提供3種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型，分別是協(xié)調(diào)器、路由器以及終端節(jié)點(diǎn)。一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)建立初期，必須有一個也只能有一個協(xié)調(diào)器，因?yàn)閰f(xié)調(diào)器是整個網(wǎng)絡(luò)的開始，要完成通信就必須在網(wǎng)絡(luò)中再添加一個路由器或者終端節(jié)點(diǎn)。圖 ZigBee協(xié)議體系架構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)4.1 ZigBee協(xié)議棧應(yīng)用層關(guān)鍵函數(shù)解析 4.2 ZigBee協(xié)議棧串口通信功能的實(shí)現(xiàn) 第四章 ZigBee無線數(shù)據(jù)通信的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)4.3 ZigBee無線數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn) 4.1 ZigBee協(xié)議棧應(yīng)用層關(guān)鍵函數(shù)解析用戶實(shí)現(xiàn)一個簡單的無線數(shù)據(jù)通信時就是以下3個步驟：1.具體步驟如下：（1）組網(wǎng)：調(diào)用協(xié)議棧的組網(wǎng)函數(shù)、加入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的建立與節(jié)點(diǎn)