第1章 嵌入式物聯(lián)網(wǎng)概述 1 1.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概述 1 1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義與特征 1 1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用技術(shù) 2 1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的用途 3 1.1.4 物聯(lián)網(wǎng)的前景與未來(lái) 4 1.2 嵌入式系統(tǒng)的基本概述 5 1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的基本概念 6 1.2.2 嵌入式處理器簡(jiǎn)介 6 1.2.3 嵌入式操作系統(tǒng) 9 1.2.4 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及前景 10 1.3 物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系 11 1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的嵌入式系統(tǒng)發(fā)展機(jī)遇 12 1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系 13 1.3.3 物聯(lián)網(wǎng)中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 13 思考題 14 第2章 嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ) 15 2.1 IP網(wǎng)絡(luò)原理 15 2.2 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介 16 2.3 嵌入式系統(tǒng)的環(huán)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 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 45 思考題 46 第3章 車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng) 47 3.1 系統(tǒng)基本需求 47 3.2 核心嵌入式控制器選型 48 3.2.1 芯片分類(lèi)及特點(diǎn) 48 3.2.2 基于達(dá)芬奇技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 50 3.3 嵌入式車(chē)載系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 52 3.3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 52 3.3.2 系統(tǒng)連接圖 53 3.3.3 控制器外觀設(shè)計(jì) 54 3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 55 3.4.1 硬件平臺(tái)選擇與實(shí)現(xiàn) 55 3.4.2 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) 55 3.4.3 系統(tǒng)信號(hào)流規(guī)劃 56 3.5 功能應(yīng)用 56 3.5.1 GPS導(dǎo)航 57 3.5.2 藍(lán)牙電話 57 3.5.3 收音機(jī) 59 3.5.4 硬盤(pán)播放 60 3.5.5 DVD播放 64 3.5.6 其他菜單內(nèi)的操作 64 3.5.7 常見(jiàn)故障排除 65 3.5.8 主要技術(shù)規(guī)格 66 思考題 67 第4章 嵌入式無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 68 4.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái) 68 4.1.1 硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介 68 4.1.2 嵌入式網(wǎng)關(guān)的選型與設(shè)計(jì) 74 4.1.3 節(jié)點(diǎn)電池底板的選型與設(shè)計(jì) 76 4.1.4 節(jié)點(diǎn)模塊的選型與設(shè)計(jì) 79 4.1.5 多功能仿真器的選型與設(shè)計(jì) 81 4.1.6 熱釋電紅外傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 82 4.1.7 亮度傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 83 4.1.8 溫/濕度傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 84 4.1.9 三軸加速度傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 85 4.1.10 廣譜氣體傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 86 4.1.11 大氣壓力傳感器擴(kuò)展板的選型與設(shè)計(jì) 87 4.2 系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) 88 4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 91 4.3.1 上位機(jī)監(jiān)控軟件總體設(shè)計(jì) 93 4.3.2 串口信息幀處理 96 4.3.3 下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì) 98 4.3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 101 思考題 103 第5章 RFID實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例分析 104 5.1 在IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境下對(duì)MSP430進(jìn)行程序仿真和固化 104 5.2 低頻125 kHz LF RFID尋卡(由單片機(jī)控制) 110 5.3 125 kHz LF RFID 尋卡實(shí)驗(yàn)(由PC控制) 111 5.4 高頻13.56 MHz HF RFID脫機(jī)實(shí)驗(yàn) 113 思考題 115 第6章 能耗嵌入式網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 116 6.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 116 6.1.1 微控制器芯片 116 6.1.2 電源設(shè)計(jì) 117 6.1.3 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 118 6.2 外圍電路設(shè)計(jì) 120 6.2.1 串行接口 120 6.2.2 SD卡接口 121 6.2.3 網(wǎng)絡(luò)接口 121 6.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 124 6.3.1 引導(dǎo)加載內(nèi)核 124 6.3.2 內(nèi)核移植 124 6.3.3 根文件系統(tǒng) 125 6.4 應(yīng)用層軟件設(shè)計(jì) 125 6.4.1 串口數(shù)據(jù)通信 125 6.4.2 數(shù)據(jù)處理 127 6.4.3 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信 128 6.4.4 XML數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 130 6.4.5 身份驗(yàn)證—MD5 132 6.4.6 XML數(shù)據(jù)包加密—AES 132 6.5 能耗系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)功能測(cè)試 133 6.5.1 測(cè)試環(huán)境搭建 133 6.5.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果 134 思考題 136 第7章 嵌入式SIM卡技術(shù) 137 7.1 嵌入式SIM卡基本概述 137 7.1.1 嵌入式SIM卡的定義 137 7.1.2 嵌入式SIM卡的功能及特點(diǎn) 138 7.2 嵌入式SIM卡的應(yīng)用研究 140 7.3 嵌入式SIM卡的發(fā)展?fàn)顩r 142 思考題 143 第8章 物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 144 8.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 144 8.2 系統(tǒng)主要模塊功能分析 145 8.2.1 中央控制器模塊 145 8.2.2 室內(nèi)環(huán)境模塊 145 8.2.3 安防模塊 145 8.2.4 熱水器和空調(diào)控制模塊 145 8.2.5 門(mén)禁模塊 146 8.2.6 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制 146 8.2.7 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)功能擴(kuò)展 146 8.3 門(mén)禁子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 147 8.3.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì) 147 8.3.2 硬件選型 149 8.4 門(mén)禁系統(tǒng)嵌入式軟件開(kāi)發(fā) 152 8.4.1 搭建軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) 152 8.4.2 系統(tǒng)平臺(tái)軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 159 8.4.3 攝像頭模塊的實(shí)現(xiàn) 162 8.4.4 系統(tǒng)平臺(tái)人臉識(shí)別功能的實(shí)現(xiàn) 165 8.4.5 其他程序的設(shè)計(jì) 167 思考題 171 參考文獻(xiàn) 172