物联网是一场技术重塑的革命,一方面由技术自上而下驱动,另一方面由需求自下而上驱动。传输方式分为有线和无线两种,在无线传输系统中,短距离无线传输技术成为物联网技术中的一个重要分支,从生活、生产、公共领域等重构城市建设,为城市治理提供了新的发展模式。物联网行业的迅猛发展,对电子信息领域的人才培养提出了更高要求,需要大量网络建设和维护人员,《无线短距离通信技术开发项目教程(第2版)》以真实案例为主线,紧跟技术发展的脚步,在第1版的基础上进行了更新改进。
为了满足市场需求,本教材在编写和安排上突出以市场需求和岗位需求为导向,以岗位技能和职业素质培养为目标,旨在实现“知识、技能、态度、素质”人才四要素融合。
全书重点分析了当前无线短距离通信技术典型的应用开发实例:从广为人知的WiFi技术的应用出发,对比多种无线通信技术,最后以在物联网技术中肩负重任的ZigBee技术为基于协议栈项目开发的蓝本,向读者展示基于协议栈编程的一般流程和方法。学生学习后能动手实现单播、组播、广播等多种数据传输方式,完成温度、湿度、光照度等采集数据的成功传送或控制。
本教材已用于武汉职业技术学院现代通信技术专业和潍坊工程职业技术学院物联网技术专业等高职院校,使用教材的老师和同学们均反馈教材结构合理,知识体系上循序渐进,实用操作性强,对入门和提高者尤其适用。
物联网是一场技术重塑的革命,一方面由技术自上而下驱动,另一方面由需求自下而上驱动。传输方式分为有线和无线两种,在无线传输系统中,短距离无线传输技术成为物联网技术中的一个重要分支,从生活、生产、公共领域等重构城市建设,为城市治理提供了新的发展模式。物联网行业的迅猛发展,对电子信息领域的人才培养提出了更高要求,需要大量网络建设和维护人员,本书以真实案例为主线,紧跟技术发展的脚步,在第1版的基础上进行了更新改进。
为了满足市场需求,本书在编写和安排上突出以市场需求和岗位需求为导向,以岗位技能和职业素质培养为目标,旨在实现“知识、技能、态度、素质”人才四要素融合。
全书重点分析了当前无线短距离通信技术典型的应用开发实例:从广为人知的WiFi技术的应用出发,对比多种无线通信技术,最后以在物联网技术中肩负重任的ZigBee技术为基于协议栈项目开发的蓝本,向读者展示基于协议栈编程的一般流程和方法。学生学习后能动手实现单播、组播、广播等多种数据传输方式,完成温度、湿度、光照度等采集数据的成功传送或控制。
本教材已用于武汉职业技术学院现代通信技术专业和潍坊工程职业技术学院物联网技术专业等高职院校,使用教材的老师和同学们均反馈教材结构合理,知识体系上循序渐进,实用操作性强,对入门和提高者尤其适用。2021年,该书被教育部评选为“十三五”职业教育国家规划教材,为促进人才培养与产业需求紧密衔接,有效支撑我国产业结构深度调整、新旧动能接续转换,进一步深入推进产教研融合,本书通过校企联合制定培养目标和培养方案,共同建设课程与开发教材,该书此次修订主要包括以下方面:
第一,项目设计无痕地植入“课程思政”。结合学生的兴趣点融人职业规范和素养,采用教、学、做一体化模式,使学生熟练掌握短距离通信中ZigBee技术开发的基础知识,让学生既要对基于协议栈开发的思路架构有一个整体认知,又能在现有网络的基础上设计扩容或完成新建,覆盖规划和容量计算,还能对特定网络设备的工作特性、应用方式、配置、设计等有所掌握,面对运维、营销与服务等工作展现出综合应用能力和职业素质能力;对各项操作均能遵守严格的操作规范,具有认真负责、一丝不苟的工作态度。
第二,全面更新、整合教材内容,由原教材的20个实训项目调整为此版的21个实训项目。调整了项目五-十的顺序,同时增加了项目九——无线点灯实验,使得各个项目以及任务安排更符合学生的学习、认知规律;将每个任务的教学重、难点进行了分解和逐个击破,对每个项目实施的具体网络环境、开发工具等都有详细的图文操作步骤。ZigBee功能强大,组网方式灵活,官方标准协议栈的代码定义多,函数调用复杂。本书在内容编排上按基本概念和原理、实际应用、技能训练的顺序展开,并附有习题。通过网络搭建、节点功能、数据传输、有效控制等实验,突出重点,各个击破,争取从实践的角度找到与理论的吻合点。同时注重培养学习者规范化编程的习惯,能够看懂协议栈进行二次开发,具备程序调试的能力。
第三,教材配套的数字化资源更加丰富。所有项目涉及的编程任务都配有源代码和详细的注解,可操作性和通用性强。同时,在教材中穿插了很多在线视频二维码,读者通过扫描二维码可在线观看相关视频,帮助消化吸收。本课程在编写及授课过程中积累了大量的教辅材料,课程已在职教云平台上线:https://zjy2.icve.com.cn/teacher/mainCourse/mainClass.html?courseOpenld=zp6rabgp2ytmaejuad5u3w.读者可以在平台上下载书籍资料及相关软件工具、练习文件和程序源代码,也可以通过平台对数据内容、质量等进行反馈。后期计划在慕课平台等同步上线,吸引更多的技术爱好者,共同促进技术的发展与进步。
本书由张玲丽和虞沧担任主编,王金龙、王碧芳、廖骏杰、张帆参与编写。其中项目一到项目四由潍坊工程职业学院的王金龙老师编写,项目五到项目七由武汉职业技术学院的王碧芳老师编写,项目八到项目十由武汉职业技术学院的虞沧老师编写,项目十一和项目十二由武汉职业技术学院的廖骏杰老师编写,项目十三到项目十四由武汉职业技术学院的张帆老师编写,项目十五到项目二十一由武汉职业技术学院的张玲丽老师编写。由于编者水平有限,难免有不当之处,恳请广大读者批评指正!
项目一 WiFi标准及基本WLAN网络组建
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、WLAN基础
二、WLAN结构
第三部分 技能训练
一、Ad-Hoc对等无线网络组建
二、Ad-Hoc对等无线网络接入Internet
三、Infrastructure无线网络组建
四、Infrastructure无线网络接入Internet
五、知识点考核
项目二 利用无线路由器组建WLAN网络
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、路由器的特点
二、路由器的功能
三、路由器级别
四、不同型号路由器的重要参数对比
第三部分 技能训练
一、无线路由器的基本配置
二、路由器+路由器级联模式
三、路由器+AP模式
四、知识点考核
项目三 认识ZigBee技术
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、无线网络数据传输协议对比
二、ZigBee技术的定义及特点
三、ZigBee设备类型
四、ZigBee网络的拓扑结构和路由
五、高可靠性的无线网络
六、安全和加密
第三部分 技能训练
一、ZigBee容量计算与网络结构规划
二、知识点考核
项目四 ZigBee无线传感网人门
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、ZigBee信道
二、网络PANID
三、IEEE物理地址
四、网络地址
五、ZigBee无线传感器网络
第三部分 技能训练
一、物理地址烧写工具的使用
二、知识点考核
项目五 ZigBee协议和协议栈
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、ZigBee体系结构
二、ZigBee协议栈软件层次
三、ZigBee 2007/PRO协议栈
第三部分 技能训练
一、熟悉ZigBee协议栈开发基本思路
二、如何使用ZigBee协议栈
三、ZigBee协议栈的安装和目录结构
四、ZStack在项目中的目录结构
五、知识点考核
项目六 实验系统硬件介绍
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、ZigBee芯片方案
二、CC2530简介
三、感知RF2实验箱
——WSN系统结构
四、感知RF2实验箱-WSN系统工作流程
五、感知RF2实验箱-WSN硬件介绍
第三部分 技能训练
一、仿真调试与下载
二、知识点考核
项目七 IAR工程的编辑与修改
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、IAR集成开发环境简介
二、模块化编程技巧
第三部分 技能训练
一、工程的编辑与修改
二、知识点考核
项目八 基于CC2530实现按键控制LED灯
第一部分 教学要求
第二部分 教学内容
一、实验原理
……
项目九 基于Basic RF无线点灯实验
项目十 串口收发的实现
项目十一 精简OS实验
项目十二 点对点数据传输实验
项目十三 片内温度检测实验
项目十四 加入网络实验
项目十五 简单绑定实验
项目十六 自动匹配实验
项目十七 单播与广播实验
项目十八 组播实验
项目十九 传感器采集SensorDemo实验
项目二十 温度传感器实验
项目二十 光照传感器实验
参考文献