物联网技术与应用课程.PPT

- * - 课程简介 “在现实物理世界与虚拟计算机世界之间实现信息交互”这一革命性的理念，突破了以往信息网络技术发展的固有模式和思路，使得物联网一跃成为全国乃至世界关注的焦点，国内外都把物联网的发展提到了国家级的战略高度，称之为继计算机、互联网与移动通信网之后世界信息产业的第三次信息浪潮。 何谓物联网?不同的阶段在不同的场合有不同的描述。目前对物联网比较准确的表述是通过各种信息传感设备及系统（传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协议，将物与物、人与物连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。显然，作为“感知、传输、应用”三项技术相结合的一种产物，它是一种全新的信息获取和处理技术。 - * - 课程简介 随着物联网技术进步的同时，新兴的短距离无线通信技术和无线网络技术也在发展，Zigbee技术应运而生，正以空前的速度走进人们的生活，使人们的生活和工作更加方便，更加安全。 Zigbee是一种网络容量大、节点体积小、架构简单、低速率、低功耗的无线通信技术。由于其节点体积小，且能自动组网，所以布局十分方便；又因其强调由大量的节点进行群体协作，网络具有很强的自愈能力，任何一个节点的失效都不会对整体任务的完成造成致命性影响，所以特别适合用来组建无线传感器网络。 用Zigbee技术来实现无线传感器网络，主要需要考虑通信节点的硬件设计，以及实现相应功能所必需的软件开发。基于TI（德州仪器公司）的CC2530芯片在中国推广已经有好几年了，具备了实现Zigbee技术的各种底层硬件需求，是真正的一体化解决方案，完全符合Zigbee技术对节点“体积小”的要求，另外，Ti还提供了ZStack协议栈，尽可能地减轻了软件开发的工作量。 - * - 课程目标 本课程从实际出发，由浅入深、循序渐进介绍物联网的相关概念、关键技术及应用，其中着重分析讲述CC2530芯片的内部资源配置及使用方法，以实验过程和实验现象为主导，详细讲述使用C语言对CC2530进行编程的方法，详细分析Zigbee无线网络的实现及开发技巧，引导大家自已动手进行Zigbee无线网络项目实验。 本课程的所有例程均以南京芯传汇科技公司的ATOS物联网实验箱为依托，以必威体育精装版版的Zigbee协议栈为中心，用C语言进行软件设计，目的是让大家在各种无线网络基础实验和CC2530无线数据收发应用模式实验中理解ZStack协议栈，对Zigbee技术知其然，又能知其所以然，从而让大家在实际应用中彻底理解和掌握Zigbee技术。 物联网应用领域规模庞大，技术复杂，设备种类繁多，本着“够用、必需”的原则，体现“宽基础、薄理论、强技能”的教学，强调实际运用能力和实践创造能力培养。 - * - 课程内容 课程内容分为5个部分: 第一部分 物联网技术基础以及无线传感器网络 包括1-4章，概述了物联网技术以及无线传感器网络的基本理论。第1章物联网技术概述；第2章物联网关键技术；第3物联网用传感器；第4物联网技术典型应用。 第二部分 嵌入式ZigBee应用解决方案的应用实现(CC2530) 包括5-12章，第5章讲解物联网系统解决方案，主要讲解CC2530内部结构、内部资源以及相关寄存器；第6章讲解调试接口、电源管理等；第7章讲解CC2530模块的IO接口操作，列举了相关应用实例；第9章讲解CC2530模块的定时器，重点对睡眠定时器及看门狗定时器进行讲解，同时介绍应用示例；第10章讲解模数转换器ADC等；第11章讲解UART串口与USB接口;第12章讲解CC2530相关无线通信技术。 - * - 课程内容 第三部分 Z-Stack协议栈 深入介绍Z-Stack协议栈，使用学生初步掌握Z-Stack的工作机制，讲述使用Z-Stack的一些基本概念，讲述Z-Stack轮转查询式操作系统的工作原理，以及Z-Stack串口机制和绑定机制。 第四部分 物联网用传感器应用实例 介绍如何使用CC2530控制各种常见的传感器(数字温度传感器DHT11、光强度传感器模块GY-30）等操作方法,介绍使用CC2530实现红外信号的收发操作。 第五部分 Z-Stack协议栈开发智能家居系统(工程案例） 结合智能家居典型开发的项目案例，介绍Z-Stack协议栈开发无线传感网络控制系统的开发流程和实用技术。 - * - 课程教材 ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术 姜仲、刘丹编著 ISBN： 97873