短距离无线通信技术及其实验

目录 前言 第1章 蓝牙数字基带仿真 1 1.1 引言 1 1.2 基本原理 1 1.2.1 蓝牙技术发展概况 1 1.2.2 蓝牙技术特点 2 1.2.3 蓝牙系统组成 3 1.2.4 蓝牙基带系统介绍 4 1.2.5 差错控制编码 9 1.2.6 跳频扩频原理及算法 14 1.2.7 通信系统安全性 17 1.3 实验设备与软件环境 20 1.4 实验内容 20 1.5 实验步骤 21 1.5.1 差错控制实验 21 1.5.2 跳频扩频实验 22 1.5.3 加密解密实验 23 1.6 预习要求 25 1.7 实验报告要求 25 1.8 思考题 26 第2章 蓝牙语音传输 27 2.1 引言 27 2.2 基本原理 27 2.2.1 脉冲编码调制 27 2.2.2 增量调制 36 2.2.3 蓝牙设备的语音和数据传输 40 2.3 实验设备与软件环境 41 2.4 实验内容 41 2.5 实验步骤 42 2.5.1 语音编码 42 2.5.2 语音传输 42 2.5.3 软件编程(可选) 45 2.6 预习要求 46 2.7 实验报告要求 46 2.8 思考题 46 2.9 附录 46 第3章 蓝牙数据传输 49 3.1 引言 49 3.2 基本原理 49 3.2.1 网络的体系结构 49 3.2.2 协议与体系结构 50 3.2.3 计算机数据传输基本概念 54 3.2.4 数据传输实验中设计的协议层 57 3.3 实验设备与软件环境 69 3.4 实验内容 69 3.5 实验步骤 70 3.5.1 面向连接的操作 73 3.5.2 面向无连接的操作 74 3.5.3 自环 75 3.5.4 软件编程(可选) 75 3.6 预习要求 76 3.7 实验报告要求 76 3.8 思考题 76 3.9 附录 76 第4章 蓝牙电话网接入 78 4.1 引言 78 4.2 基本原理 78 4.2.1 公用电话交换网络 78 4.2.2 电话工作原理 78 4.2.3 基于蓝牙技术的PSTN接入系统 80 4.2.4 电话控制协议 80 4.3 实验设备与软件环境 87 4.4 实验内容 87 4.5 实验步骤 88 4.5.1 连接网关和终端的硬件设备 88 4.5.2 网关安装驱动程序 88 4.5.3 初始化 88 4.5.4 终端发起建立连接 90 4.5.5 呼出操作 91 4.5.6 呼入操作 91 4.5.7 重复多次呼入呼出操作 93 4.5.8 结束实验 93 4.6 预习要求 93 4.7 实验报告要求 93 4.8 思考题 93 4.9 附录 94 第5章 蓝牙局域网接入 95 5.1 引言 95 5.2 基本原理 95 5.2.1 串行通信与PPP协议 95 5.2.2 网际协议与网络互连 98 5.2.3 计算机无线联网 106 5.3 实验设备与软件环境 109 5.4 实验内容 109 5.5 实验步骤 110 5.5.1 用串口电缆进行局域网的有线接入 110 5.5.2 用蓝牙硬件平台实现无线接入 113 5.6 预习要求 116 5.7 实验报告要求 116 5.8 思考题 116 第6章 蓝牙无线多点组网 117 6.1 引言 117 6.2 基本原理 117 6.2.1 通信网的基本结构及构成要素 117 6.2.2 计算机网络结构 118 6.2.3 网络节点 119 6.2.4 路由技术 119 6.2.5 组网过程 120 6.2.6 广播和组播 125 6.3 实验设备与软件环境 125 6.4 实验内容 125 6.5 实验步骤 128 6.5.1 启动 128 6.5.2 配置 129 6.5.3 组网 130 6.5.4 单播 131 6.5.5 组播 133 6.5.6 广播 133 6.6 预习要求 134 6.7 实验报告要求 134 6.8 思考题 134 第7章 Zigbee协议栈与CSMA/CA机制 135 7.1 引言 135 7.2 基本原理 135 7.2.1 Zigbee技术发展概况 135 7.2.2 Zigbee技术优势 136 7.2.3 Zigbee协议栈 137 7.2.4 物理层数据包结构 138 7.2.5 MAC层帧结构 139 7.2.6 应答ACK帧 140 7.2.7 CSMA/CA机制 141 7.3 实验设备与软件环境 143 7.4 实验内容 144 7.5 实验步骤 144 7.5.1 物理层组包 144 7.5.2 数据接收和地址译码 144 7.5.3 应答ACK帧 148 7.5.4 CSMA/CA机制 151 7.6 预习要求 154 7.7 实验报告要求 154 7.8 思考题 154 第8章 Zigbee无线组网 155 8.1 引言 155 8.2 基本原理 155 8.2.1 Zigbee基本名词解释 155 8.2.2 Zigbee组网过程 156 8.2.3 Zigbee网络拓扑 158 8.2.4 Zigbee组建网络程序 161 8.3 实验设备与软件环境 163 8.4 实验内容 163 8.5 实验步骤 164 8.5.1 烧写程序 164 8.5.2 串口设置 165 8.5.3 启动主节点 166 8.5.4 加入从节点 166 8.5.5 建立不同拓扑结构的网络 168 8.6 预习要求 169 8.7 实验报告要求 169 8.8 思考题 169 第9章 基于Zigbee技术的无线传感器网络 170 9.1 引言 170 9.2 基本原理 170 9.2.1 概述 170 9.2.2 无线传感器网络结构 171 9.2.3 传感器节点结构 172 9.2.4 无线传感器网络路由协议 173 9.2.5 无线传感器网络应用 177 9.2.6 基于Zigbee技术的无线传感器网络实验平台 179 9.3 实验设备与软件环境 181 9.4 实验内容 181 9.5 实验步骤 182 9.6 预习要求 186 9.7 实验报告要求 187 9.8 思考题 187 第10章 RFID基本读写与性能分析 188 10.1 引言 188 10.2 基本原理 188 10.2.1 RFID系统基本模型 188 10.2.2 RFID工作原理 189 10.2.3 RFID通信接口 192 10.2.4 RFID性能分析 196 10.3 实验设备与软件环境 197 10.4 实验内容 197 10.5 实验步骤 199 10.5.1 RFID基本读写 199 10.5.2 RFID性能分析 204 10.6 预习要求 207 10.7 实验报告要求 207 10.8 思考题 207 第11章 基于RFID技术的智慧校园应用 208 11.1 引言 208 11.2 基本原理 208 11.2.1 Zigbee无线网络 208 11.2.2 RFID无线读写系统 209 11.2.3 RFID技术的典型应用 209 11.2.4 RFID技术的特点 211 11.2.5 RFID技术的发展历程 212 11.3 实验设备与软件环境 213 11.4 实验内容 213 11.5 实验步骤 214 11.5.1 下载程序 214 11.5.2 连接硬件 214 11.5.3 实验软件操作 215 11.6 预习要求 221 11.7 实验报告要求 221 11.8 思考题 222 第12章 基于RFID技术的智能医护应用 223 12.1 引言 223 12.2 基本原理 224 12.2.1 Zigbee无线网络 224 12.2.2 RFID技术 224 12.2.3 心率传感器 224 12.3 实验设备与软件环境 228 12.4 实验内容 228 12.5 实验步骤 231 12.5.1 下载程序 231 12.5.2 建立网络 232 12.6 预习要求 239 12.7 实验报告要求 240 12.8 思考题 240 参考文献 241