ZigBee无线网络与收发器 (美)法拉哈尼 ,沈建华,王维华,阔鑫 9787512410 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美法拉哈尼，沈建华，王维华，阔鑫 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512410534

商品编码：29575973092

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：ZigBee无线网络与收发器

定价：45.00元

作者：(美)法拉哈尼 ,沈建华,王维华,阔鑫

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787512410534

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书内容涵盖了采用ZigBee和IEEE 802.15.4两种标准的近距离无线网络的基本原理，ZigBee和IEEE802.15.4标准涵：盖了相同的细节层次(LOD)。除了技术细节，该书还包含了上层概述，对那些仅对ZibBee无线组网一般概念感兴趣的读者非常有益。本书提供ZigBee无线网络的大框架，从射频和物理层考虑到应用层的细节。
　　本书可供想了解近距离无线网络ZigBee原理与应用的工程师和技术管理人员们参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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智能家居的神经系统：ZigBee协议在物联网时代的应用与探索 概述 在万物互联的浪潮席卷全球的今天，物联网（IoT）正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从智能照明、安防监控到环境监测、能源管理，无处不在的智能设备正在重塑我们的生活方式。而在这庞大而复杂的物联网生态系统中，低功耗、低成本、低速率的无线通信技术扮演着至关重要的角色。其中，ZigBee协议以其独特的优势，成为构建智能家居、工业自动化、智慧农业等领域网络的核心技术之一。 本书并非专注于某一特定书籍的内容，而是旨在深入剖析ZigBee协议的本质、工作原理、关键技术，并着重探讨其在当下如火如荼的物联网应用场景中的实践意义与未来发展潜力。我们将带领读者穿越ZigBee协议的脉络，理解它如何成为智能设备之间无声交流的桥梁，如何为构建高效、可靠、节能的无线网络提供坚实的基础。 第一部分：ZigBee协议的核心解析 1. ZigBee协议的诞生与定位： ZigBee协议并非横空出世，而是基于IEEE 802.15.4物理层和MAC层标准，并在此基础上进行了上层协议的定义。理解其诞生的背景，即为了满足低功耗、低成本、低速率的无线通信需求，对于把握其核心优势至关重要。它并非要取代Wi-Fi或蓝牙等其他无线技术，而是专注于那些对功耗要求极高、数据传输量较小的应用场景，例如传感器网络。我们将深入探讨ZigBee在无线通信技术中的独特市场定位，以及其与其他主流无线技术的差异化优势。 2. IEEE 802.15.4标准：ZigBee的基石： ZigBee协议的底层通信能力完全依赖于IEEE 802.15.4标准。本部分将详细解读IEEE 802.15.4标准的核心要素，包括： 物理层（PHY）： 涵盖了ZigBee工作频段（如2.4 GHz、868/915 MHz）、调制解调方式（如O-QPSK）、信道划分、数据传输速率等关键参数。我们将解释不同频段的优缺点，以及它们对设备部署和通信距离的影响。 介质访问控制层（MAC）： 这是IEEE 802.15.4的核心，负责设备之间的协调、数据帧的封装、错误校验等。我们将重点讲解其采用的CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）机制，以及它如何实现低功耗下的可靠通信。同时，会探讨其支持的拓扑结构（星型、点对点、网状）以及不同结构下的信道访问方式。 3. ZigBee协议栈的层次结构： ZigBee协议本身是一个完整的协议栈，由多个层次组成，每个层次都承担着特定的功能。我们将详细解析ZigBee协议栈的典型结构： 应用层（Application Layer）： 负责定义设备的功能和通信交互的细节。这包括设备类型（如开关、传感器、灯泡）、命令集、数据格式等。我们将重点介绍ZigBee Cluster Library（ZCL），它是ZigBee应用层的一个重要组成部分，提供了标准化的设备功能描述和互操作性，极大地简化了智能设备的开发和集成。 应用支持子层（APS）： 负责数据包的转发、寻址、绑定等功能，连接应用层和网络层。我们将深入理解APS如何在ZigBee网络中实现设备之间的可靠数据传输，包括网络层和物理层的接口，以及数据包的路由和分组。 网络层（NWK）： 负责网络拓扑的建立、路由发现与维护、设备地址分配、消息的路由等。我们将详细介绍ZigBee网络的几种典型拓扑结构（星型、树型、网状）以及每种结构下的网络形成过程。重点讲解其高效的路由算法（如AODV-ETX），以及如何在这种低功耗网络中实现可靠的数据转发。 安全层（Security Layer）： ZigBee协议内置了强大的安全机制，包括数据加密、消息完整性校验、认证等。我们将详细介绍ZigBee的安全机制，如AES加密算法的应用，以及如何保护智能家居网络免受未经授权的访问和攻击。 4. ZigBee网络的设备角色： ZigBee网络中存在几种不同角色的设备，它们协同工作以实现整个网络的运行。我们将详细阐述： 协调器（Coordinator）： 网络的中心节点，负责网络的启动、管理、设备加入和离开的处理。一个ZigBee网络只能有一个协调器。 路由器（Router）： 既可以接收和发送数据，也可以转发来自其他设备的数据，从而扩展网络的覆盖范围。路由器可以连接到其他路由器或终端设备。 终端设备（End Device）： 仅负责发送和接收自己的数据，不具备路由功能，功耗最低。终端设备通常会定期唤醒以发送数据，并在睡眠模式下节省电力。 理解这些设备角色的不同，有助于我们设计和部署更符合实际需求的ZigBee网络。 第二部分：ZigBee协议在物联网中的应用实践 1. 智能家居：ZigBee的经典应用场景： 智能家居是ZigBee技术最广泛和成功的应用领域。本书将聚焦智能家居的各个细分场景，深入探讨ZigBee协议的应用： 智能照明： 如何利用ZigBee控制灯光的开关、亮度、色温，实现场景联动，节能减排。 智能安防： 门窗传感器、人体红外传感器、烟雾报警器等如何通过ZigBee组网，实现远程监控和联动报警。 环境监测： 温湿度传感器、空气质量传感器等如何采集数据，通过ZigBee网络传输到中央控制器，实现对室内环境的智能化管理。 家电控制： 智能插座、遥控器等如何通过ZigBee与家电互联，实现远程控制和定时开关。 能源管理： 智能电表、水表等如何通过ZigBee上报数据，实现能源消耗的精细化管理和优化。 语音助手联动： ZigBee设备如何与Alexa、Google Assistant等语音助手集成，实现更便捷的人机交互。 2. 工业自动化与物联网： 除了智能家居，ZigBee在工业自动化领域也展现出强大的生命力： 无线传感器网络（WSN）： 在工业生产过程中，ZigBee被广泛应用于搭建无线传感器网络，用于监测设备状态、环境参数（如温度、压力、振动），实现预测性维护，提高生产效率。 智能工厂： ZigBee可以连接各种工业设备，构建智能工厂的通信基础，实现生产数据的实时采集和分析，优化生产流程。 设备管理与监控： 远程监控工业设备的状态，及时发现故障，减少停机时间。 仓储物流： 在仓库管理中，ZigBee可以用于资产跟踪、库存盘点等。 3. 智慧农业： ZigBee在智慧农业领域也扮演着重要角色： 环境监测： 传感器用于监测土壤湿度、温度、光照强度、CO2浓度等，为精准农业提供数据支持。 灌溉控制： 根据土壤湿度等数据，通过ZigBee控制灌溉系统的启停，实现节水高效灌溉。 温室大棚管理： 自动调节温室内的温度、湿度、通风等，为作物生长提供最佳环境。 牲畜监测： 监测牲畜的健康状况，如体温、活动量等。 4. 其他新兴应用领域： 智慧城市： 智能路灯、智能停车、环境监测等。 医疗健康： 可穿戴设备、远程病人监护等。 智能零售： 电子价签、库存管理等。 第三部分：ZigBee协议的未来展望与挑战 1. ZigBee 3.0与互操作性： ZigBee 3.0的推出极大地提升了ZigBee协议的互操作性，使得不同厂商生产的ZigBee设备能够更顺畅地协同工作。我们将深入探讨ZigBee 3.0带来的改变，以及它如何进一步推动ZigBee在物联网市场的普及。 2. 与其他物联网技术的融合： ZigBee并非孤立存在，它需要与其他物联网技术（如Wi-Fi、蓝牙、Thread、Matter等）进行融合，形成更强大的物联网生态系统。我们将分析ZigBee与其他技术在不同场景下的协同作用，以及未来可能的发展趋势。 3. 功耗优化与性能提升： 尽管ZigBee本身以低功耗著称，但随着物联网设备数量的激增和应用场景的复杂化，对功耗优化和性能提升的需求依然迫切。我们将探讨进一步提升ZigBee设备续航能力和通信效率的潜在技术和方法。 4. 安全与隐私的挑战： 在万物互联的时代，安全和隐私问题尤为突出。我们将深入探讨ZigBee在安全方面面临的挑战，以及如何构建更安全的ZigBee网络，保护用户的数据和隐私。 5. 标准化与生态系统的构建： 一个开放、健康、繁荣的生态系统是任何一项技术成功的关键。我们将探讨ZigBee标准化进程的进展，以及如何吸引更多开发者和企业参与到ZigBee生态系统的构建中来。 结论 ZigBee协议以其低功耗、低成本、高可靠性的特点，在物联网时代扮演着越来越重要的角色。本书旨在从技术原理到应用实践，再到未来展望，对ZigBee协议进行全面深入的探讨，帮助读者理解其核心价值，把握其发展趋势，并为在各自领域应用ZigBee技术提供有益的参考。通过对ZigBee的深入了解，我们能够更好地构建智能化、互联化的未来生活。

评分☆☆☆☆☆

随着物联网概念的普及，我一直在寻找能够帮助我深入理解相关技术的书籍。ZigBee因其低功耗、低成本的特性，在许多嵌入式应用中都备受青睐，因此我自然而然地将目光投向了与ZigBee相关的书籍。《ZigBee无线网络与收发器》这个书名，在我看来，恰恰抓住了ZigBee技术的两大核心要素：网络构建和硬件基础。我非常好奇书中将如何阐述ZigBee网络的构建过程，比如它的拓扑结构（星型、网状、树形）各自的优缺点，以及不同节点（协调器、路由器、终端设备）在网络中的角色和功能。此外，对于“收发器”的强调，让我联想到这本书可能会深入探讨ZigBee芯片的射频特性、调制解调方式、以及相关的硬件设计考虑。我希望书中能够提供一些关于如何选择合适的ZigBee收发器芯片的建议，以及一些关于如何进行射频电路设计和匹配的入门知识。如果书中能够包含一些实际的案例分析，展示如何利用特定的收发器芯片来构建一个功能完善的ZigBee网络，那就更具吸引力了。我期待这本书能够为我提供一个全面而深入的视角，帮助我理解ZigBee技术从理论到实践的全貌。

评分☆☆☆☆☆

我一直对智能家居和物联网的发展趋势非常关注，而ZigBee作为一种低功耗、低成本的无线通信技术，在这些领域扮演着至关重要的角色。我之前读过一些关于物联网概述的书籍，对ZigBee有初步的了解，但总觉得不够深入，尤其是在技术细节方面。这本书的书名，"ZigBee无线网络与收发器"，正好触及了我最想了解的部分。我特别好奇书中对于ZigBee协议栈的讲解会达到什么程度，是仅仅停留在概念层面，还是会深入到每一层协议的具体细节，比如MAC层、网络层和应用层的交互。另外，"收发器"这个词也引起了我的兴趣，我猜测这本书会花很大篇幅来讲解ZigBee收发器的硬件特性、工作原理，以及如何进行参数配置以优化网络性能。我希望书中能够提供一些关于不同厂商ZigBee收发器芯片的对比分析，以及它们在功耗、传输速率、抗干扰能力等方面的差异。这对于我在实际选择和设计ZigBee设备时非常重要。我希望能从这本书中学习到如何构建稳定可靠的ZigBee网络，并了解一些常见的应用场景和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考如何将家里的设备智能化，比如灯光、插座、传感器等等，而ZigBee无线技术无疑是实现这一目标的最佳选择之一。我曾经尝试过一些基于Wi-Fi的智能家居产品，但总觉得功耗和连接稳定性方面存在一些不足。所以我对ZigBee产生了浓厚的兴趣，并开始寻找相关的技术书籍。这本书的名字，《ZigBee无线网络与收发器》，听起来非常符合我的需求。我希望这本书能够详细介绍ZigBee协议的各个方面，包括它的网络拓扑结构、路由机制、安全特性等等。而且，"收发器"这个词让我觉得这本书不仅仅停留在协议层面，还会涉及到底层的硬件实现。我特别想了解，对于不同的应用场景，应该如何选择合适的ZigBee收发器，以及如何对收发器进行配置以达到最佳的通信效果。例如，它能否介绍一些关于天线设计、射频电路的知识？甚至是一些实际的硬件开发板的介绍和使用教程？我希望这本书能够提供一些循序渐进的学习路径，从基础概念到实际应用，让我能够真正掌握ZigBee技术，并动手实现自己的智能家居系统。

评分☆☆☆☆☆

在信息爆炸的时代，信息获取的效率和准确性变得尤为重要，尤其是对于我这样对新兴技术充满好奇的学习者。一直以来，我对无线传感器网络（WSN）及其相关的通信协议都抱有浓厚的兴趣，而ZigBee作为其中极具代表性的一种，更是我关注的焦点。这本书的书名，《ZigBee无线网络与收发器》，直接点明了其核心内容，这让我对接下来的阅读充满了期待。我特别希望这本书能够深入浅出地解析ZigBee协议栈的各个层级，例如，它会详细讲解ZigBee在MAC层如何实现信道接入和帧同步，在网络层如何进行路由选择和地址分配，以及在应用层如何定义设备对象和簇。更令我感到兴奋的是，书名中提到了“收发器”，这暗示了书中不仅仅会停留在软件协议层面，还会触及到硬件设计和实现。我渴望了解不同类型的ZigBee收发器芯片的内部结构、工作原理，以及它们在功耗、传输距离、抗干扰能力等方面的优劣势。此外，如果书中能够提供一些关于收发器参数配置的实践指导，比如如何优化LQI（Link Quality Indicator）和RSSI（Received Signal Strength Indicator），那就再好不过了。我期望这本书能够成为我理解ZigBee技术实现细节的得力工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名我早就留意到了，"ZigBee无线网络与收发器"，听起来就非常专业。我一直对无线通信领域，特别是低功耗、低速率的物联网技术很感兴趣。我之前接触过一些基础的无线通信原理，但对于ZigBee这种专门针对物联网场景的应用协议，我一直觉得缺少深入的理解。我很好奇这本书是如何从基础的ZigBee协议栈讲起，再到具体的硬件实现，比如收发器的选择和配置。毕竟，对于一个实际的ZigBee网络，收发器的性能直接决定了网络的覆盖范围、稳定性和功耗。我期待书中能有详细的原理阐述，甚至一些实际的电路设计案例，能够帮助我理解不同收发器芯片的优缺点，以及如何根据具体的应用需求来选择合适的芯片。当然，我也希望这本书能介绍一些ZigBee网络的组网、路由、数据传输等关键技术，以及在实际应用中可能会遇到的挑战和解决方案。比如，如何解决网络拥塞问题？如何保证数据的可靠传输？这些都是我在实际项目中可能面临的难题，如果书中能提供一些指导性的建议，那将非常有价值。我对这本书的期望很高，希望它能成为我深入学习ZigBee技术的有力助手。