嵌入式物联网技术应用

第1章 嵌入式物联网概述 1 1.1 物联网基本概述 1 1.1.1 物联网的定义与特征 1 1.1.2 物联网的运用技术 2 1.1.3 物联网的用途 3 1.1.4 物联网的前景与未来 4 1.2 嵌入式系统的基本概述 5 1.2.1 嵌入式系统的基本概念 6 1.2.2 嵌入式处理器简介 6 1.2.3 嵌入式操作系统 9 1.2.4 嵌入式系统的应用及前景 10 1.3 物联网与嵌入式系统的关系 11 1.3.1 物联网时代的嵌入式系统发展机遇 12 1.3.2 物联网与嵌入式系统的区别与联系 13 1.3.3 物联网中嵌入式系统的应用领域 13 思考题 14 第2章 嵌入式系统的基础 15 2.1 IP网络原理 15 2.2 嵌入式系统简介 16 2.3 嵌入式系统的环境配置 18 2.3.1 μC/OS-Ⅱ 18 2.3.2 Linux 34 2.3.3 Windows CE 35 2.3.4 Qt 37 2.3.5 MiniGUI 38 2.3.6 IAR 39 2.3.7 Android 39 2.4 嵌入式系统开发 45 思考题 46 第3章 车载物联网嵌入式监控系统 47 3.1 系统基本需求 47 3.2 核心嵌入式控制器选型 48 3.2.1 芯片分类及特点 48 3.2.2 基于达芬奇技术的嵌入式系统开发 50 3.3 嵌入式车载系统开发 52 3.3.1 系统设计 52 3.3.2 系统连接图 53 3.3.3 控制器外观设计 54 3.4 系统实现 55 3.4.1 硬件平台选择与实现 55 3.4.2 软件开发平台 55 3.4.3 系统信号流规划 56 3.5 功能应用 56 3.5.1 GPS导航 57 3.5.2 蓝牙电话 57 3.5.3 收音机 59 3.5.4 硬盘播放 60 3.5.5 DVD播放 64 3.5.6 其他菜单内的操作 64 3.5.7 常见故障排除 65 3.5.8 主要技术规格 66 思考题 67 第4章 嵌入式无线传感网系统开发 68 4.1 系统硬件平台 68 4.1.1 硬件平台简介 68 4.1.2 嵌入式网关的选型与设计 74 4.1.3 节点电池底板的选型与设计 76 4.1.4 节点模块的选型与设计 79 4.1.5 多功能仿真器的选型与设计 81 4.1.6 热释电红外传感器扩展板的选型与设计 82 4.1.7 亮度传感器扩展板的选型与设计 83 4.1.8 温/湿度传感器扩展板的选型与设计 84 4.1.9 三轴加速度传感器扩展板的选型与设计 85 4.1.10 广谱气体传感器扩展板的选型与设计 86 4.1.11 大气压力传感器扩展板的选型与设计 87 4.2 系统软件开发平台 88 4.3 无线传感器网络应用系统开发 91 4.3.1 上位机监控软件总体设计 93 4.3.2 串口信息帧处理 96 4.3.3 下位机软件的设计 98 4.3.4 数据库设计与系统实现 101 思考题 103 第5章 RFID实验系统开发案例分析 104 5.1 在IAR开发环境下对MSP430进行程序仿真和固化 104 5.2 低频125 kHz LF RFID寻卡(由单片机控制) 110 5.3 125 kHz LF RFID 寻卡实验(由PC控制) 111 5.4 高频13.56 MHz HF RFID脱机实验 113 思考题 115 第6章 能耗嵌入式网关的设计与实现 116 6.1 *小系统设计 116 6.1.1 微控制器芯片 116 6.1.2 电源设计 117 6.1.3 存储器设计 118 6.2 外围电路设计 120 6.2.1 串行接口 120 6.2.2 SD卡接口 121 6.2.3 网络接口 121 6.3 系统软件设计 124 6.3.1 引导加载内核 124 6.3.2 内核移植 124 6.3.3 根文件系统 125 6.4 应用层软件设计 125 6.4.1 串口数据通信 125 6.4.2 数据处理 127 6.4.3 TCP/IP网络通信 128 6.4.4 XML数据存储 130 6.4.5 身份验证—MD5 132 6.4.6 XML数据包加密—AES 132 6.5 能耗系统网关功能测试 133 6.5.1 测试环境搭建 133 6.5.2 测试过程及结果 134 思考题 136 第7章 嵌入式SIM卡技术 137 7.1 嵌入式SIM卡基本概述 137 7.1.1 嵌入式SIM卡的定义 137 7.1.2 嵌入式SIM卡的功能及特点 138 7.2 嵌入式SIM卡的应用研究 140 7.3 嵌入式SIM卡的发展状况 142 思考题 143 第8章 物联网综合实践平台设计与实现 144 8.1 系统总体设计 144 8.2 系统主要模块功能分析 145 8.2.1 中央控制器模块 145 8.2.2 室内环境模块 145 8.2.3 安防模块 145 8.2.4 热水器和空调控制模块 145 8.2.5 门禁模块 146 8.2.6 网络远程控制 146 8.2.7 实训平台功能扩展 146 8.3 门禁子系统详细设计与开发 147 8.3.1 系统硬件架构设计 147 8.3.2 硬件选型 149 8.4 门禁系统嵌入式软件开发 152 8.4.1 搭建软件开发平台 152 8.4.2 系统平台软件的架构设计与实现 159 8.4.3 摄像头模块的实现 162 8.4.4 系统平台人脸识别功能的实现 165 8.4.5 其他程序的设计 167 思考题 171 参考文献 172