物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計及應用
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- 作者:趙小強,李晶,王彥本 著
- 出版時間:2015/9/1
- ISBN:9787115395795
- 出 版 社:人民郵電出版社
- 中圖法分類:TP393.409
- 頁碼:343
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書結合國家物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生培養(yǎng)及物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從面向實際應用及培養(yǎng)大學生實踐能力出發(fā),由淺入深講解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的軟硬件設計。教材包括6章,分別是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概論、物聯(lián)網(wǎng)設計所需基本儀器使用方法、物聯(lián)網(wǎng)電路設計及仿真、物聯(lián)網(wǎng)印刷電路板的設計、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件設計、典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計,本書各章節(jié)逐步進行深入,符合大學生的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)規(guī)律。本書融入了主編多年教學科研成果,多個例程均來自負責主持的科研項目及指導的學生科技競賽項目,例如:“基于物聯(lián)網(wǎng)的廢氣監(jiān)測儀的設計”和“基于物聯(lián)網(wǎng)的水質遠程分析科學決策智能化環(huán)保系統(tǒng)”分別獲得過2013年和2011年全國大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽陜西賽區(qū)特等獎及全國二等獎。
本書可作為高等院校電子信息類專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設計及應用的教材,也可作為計算機類、儀器儀表類、環(huán)境類專業(yè)學生及電子愛好者的參考用書。
1.融入了負責人多年科研成果,多個例程均來自負責人主持的科研項目及指導的學生科技競賽項目。2.結合國家物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生培養(yǎng)目標及物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,實際應用培養(yǎng)大學生實踐能力。3.本書從物聯(lián)網(wǎng)概述、物聯(lián)網(wǎng)設計所需基本儀器使用、物聯(lián)網(wǎng)電路設計及仿真、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件設計逐步進行深入,*后完成多個完整物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設計,本書符合大學生的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)規(guī)律。
趙小強副教授,現(xiàn)任西安郵電大學通信與信息工程學院副院長,自2005年以來一直從事學生科技創(chuàng)新實驗工作,注重學生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng),近10年來培養(yǎng)了200余名大學生科技創(chuàng)新人才,在培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力方面碩果累累。
目錄
第1章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概論 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義 1
1.2物聯(lián)網(wǎng)的體系架構 2
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的框架結構 2
1.2.2 感知層 3
1.2.3網(wǎng)絡層 6
1.2.4應用層 7
1.3 射頻識別(RFID)技術 9
1.3.1RFID的組成 9
1.3.2 RFID工作原理 10
1.3.3 RFID的技術標準 11
1.4 ZigBee技術 12
1.4.1 ZigBee技術概述 12
1.4.2 ZigBee協(xié)議規(guī)范 14
1.5無線傳感網(wǎng)絡技術 15
1.5.1 無線傳感網(wǎng)絡概述 16
1.5.2無線傳感網(wǎng)絡關鍵技術 17
1.5.3 無線傳感網(wǎng)絡協(xié)議 18
1.6 無線傳感器網(wǎng)絡定位技術 21
1.6.1 定位技術綜述 21
1.6.2 基于距離的定位方法 23
1.6.3基于非測距的定位算法 24
1.7 物聯(lián)網(wǎng)通信技術 26
1.7.1 無線接入網(wǎng)技術 26
1.7.2基于光傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)技術 28
1.8 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用前景 29
課后題 31
第2章 物聯(lián)網(wǎng)設計所需基本儀器使用方法 31
2.1 示波器 32
2.1.1 功能檢查 33
2.1.2 設置垂直系統(tǒng) 34
2.1.3 設置水平系統(tǒng) 35
2.1.4 設置觸發(fā)系統(tǒng) 36
2.2 信號發(fā)生器 37
2.2.1信號發(fā)生器面板介紹 38
2.2.2 信號發(fā)生器的使用 39
2.3 頻譜分析儀 39
2.3.1 頻譜分析儀的技術指標 41
2.3.2 頻譜分析儀的使用方法 42
2.3.2 測試流程 43
課后題 45
第3章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計與仿真 45
3.1物聯(lián)網(wǎng)電路原理圖設計 46
3.1.1項目說明 46
3.1.2電路原理圖設計的流程 46
3.1.3原理圖設計編輯界面 46
3.1.4原理圖菜單欄、工具欄及工作面板 47
3.1.5繪制儀用AD轉換電路原理圖 50
3.1.6層次化原理圖設計 65
3.2 物聯(lián)網(wǎng)電路仿真 73
3.2.1 項目說明 73
3.2.2電路仿真的基本概念 73
3.2.3放置電源及仿真激勵源 74
3.2.4仿真分析的參數(shù)設置 80
3.2.5特殊仿真元器件的參數(shù)設置 83
3.2.6電路仿真的基本方法 91
課后題 96
第4章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的印刷電路板設計 100
4.1 PCB編輯器的功能特點 100
4.2 PCB界面簡介 101
4.3 電路板物理結構及環(huán)境參數(shù)設置 102
4.4 PCB的設計流程 105
4.5 設置電路板工作層面 105
4.6“Preferences”的設置 111
4.7在PCB文件中導入原理圖網(wǎng)絡表信息 112
4.8 元件的自動布局 117
4.9 元件的手動調整布局 121
4.10 電路板的自動布線 127
4.11 電路板的手動布線 155
4.12 添加安裝孔 157
4.13 覆銅和補淚滴 158
4.14 3D效果圖 162
4.15網(wǎng)絡密度分析 163
課后題 164
第5章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件設計 167
5.1虛擬儀器及LabVIEW概述 167
5.2 LabVIEW軟件的安裝 168
5.3 LabVIEW的操作環(huán)境 170
5.3.1編輯面板 170
5.3.2工具欄 170
5.3.3工具模板(Tools Palette) 171
5.4 LabVIEW基礎 171
5.4.1數(shù)據(jù)運算 171
5.4.2 布爾型 173
5.4.3 數(shù)組 175
5.4.4 簇 179
5.4.5 字符串 182
5.5 程序結構 187
5.5.1 For循環(huán) 187
5.5.2 條件結構 191
5.5.3 事件結構 193
5.5.4 定時結構 196
5.6 圖像顯示 199
5.6.1 波形圖表 199
5.6.2 波形圖 201
5.6.3 XY圖 203
5.6.4 強度圖 205
5.6.5 數(shù)字波形圖 205
5.7 文件系統(tǒng) 209
5.7.1 文件I/O 209
5.7.2 文本文件 212
5.7.3 電子表格文件 213
5.7.4 二進制文件 215
5.7.5 波形文件 216
5.7.6 TDMS文件 218
5.8 數(shù)學計算 220
5.8.1 分析中的數(shù)學計算 220
5.8.2 信號分析 239
5.9 實例 247
5.9.1 PC與單個單片機串口通信 247
5.9.2 短信接收與發(fā)送 254
課后題 280
第6章 典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計 282
6.1在線超聲波測距儀 283
6.1.1電子模塊準備 283
6.1.2設計步驟 285
6.1.3 程序分析 293
6.2基于物聯(lián)網(wǎng)的廢氣監(jiān)測儀 293
6.2.1電子模塊準備 293
6.2.2設計步驟 294
6.2.3 程序分析 299
6.3 基于NRF2401無線模塊的溫度遠程傳輸系統(tǒng) 299
6.3.1電子模塊準備 299
6.3.2設計步驟 301
6.3.3程序分析 306
6.4水質遠程智能化監(jiān)測系統(tǒng)設計 307
6.4.1總體設計 307
6.4.2 系統(tǒng)硬件設計 307
6.4.3系統(tǒng)下位機軟件設計 319
6.4.4 上位機軟件設計 333
6.4.5 網(wǎng)絡通信功能測試 341
6.4.6水質遠程智能化監(jiān)測系統(tǒng)設計總體 344
課后題 344
附錄A 在線超聲波測距儀程序
附錄B 基于物聯(lián)網(wǎng)的廢氣監(jiān)測儀設計程序
附錄C 基于NRF2401無線模塊的溫度遠程傳輸系統(tǒng)設計程序
參考文獻