本书是为应用型本科学生开发的物联网专业系列教材之一，详细介绍了物联网短距离无线通信技术及其相关应用开发，包括物联网基本理论和应用场景以及ZigBee、BLE、Wi-Fi无线网络技术与实践应用。全书深入浅出地论述了物联网短距离无线通信技术的原理和特点，通过实际项目案例,将基本知识与工程项目设计和实施结合起来。每个案例都贴近实际生产与生活，使读者能在较短时间内掌握物联网短距离无线通信技术相关的知识和应用技能。

本书是黄冈教育谷投资控股有限公司( 以下简称“ 教育谷” ) 面向21 世纪应用型本科学生及对物联网感兴趣的初学人士所开发的系列教材之一。本书以培养学生的应用能力为主要目标,理论与实践并重,并强调理论与实践相结合。通过校企双方优势资源的共同投入和促进,建立以产业需求为导向、以实践能力培养为重点、以产学结合为途径的专业培养模式,使学生既获得实际工作体验,又夯实基础知识、掌握实际技能、提升综合素养。因此,本书注重实际应用,立足于应用型本科的人才培养目标,结合教育谷培养应用型技术技能专业人才的核心目标,在内容编排上,将知识点项目化、模块化,用任务驱动的方式安排章节,力求循序渐进、举一反三、通俗易懂,突出实践性和工程性,使抽象的理论具体化、形象化,使之真正贴合实际、面向工程应用。
本书根据物联网短距离无线通信技术特点和行业对人才的知识、技能要求设计项目模块,包括理论篇、实战篇、工程篇三部分,共十个项目。
项目一引导读者初步认识物联网和无线传感网,了解物联网的概念和常用技术,分析物联网重点发展领域,概述物联网短距离无线通信技术和芯片原理及应用,并进一步了解无线传感网平台的基本特征及使用方法。
项目二介绍了ZigBee短距离无线通信技术,主要内容包括ZigBee无线通信技术开发基础,ZigBee的特点、应用、架构,ZigBee开发平台和开发工具,ZigBee的网络协议栈的工作原理和协议栈的关键接口;通过分析源代码学习物联网开发框架,最后通过真实的项目案例———智慧农业系统,快速实现ZigBee无线传感网络的开发。
项目三介绍了BLE短距离无线通信技术,主要内容包括BLE无线通信技术开发基础,BLE的特点、应用、架构,BLE开发平台和开发工具,BLE协议栈解析与应用开发;通过分析源代码学习物联网开发框架,最后通过真实的项目案例———智慧家庭系统,快速实现BLE无线传感网络开发。
项目四介绍了Wi-Fi短距离无线通信技术,主要内容包括Wi-Fi无线通信技术开发基础,Wi-Fi的特点、应用、架构,Wi-Fi开发平台和开发工具,Wi-Fi协议栈解析与应用开发;通过分析源代码学习物联网开发框架,最后通过真实的项目案例———智能家居系统,快速实现Wi-Fi无线传感网络开发。
项目五介绍了ZigBee智慧农业系统开发。掌握ZigBee数据发送接口的使用和ZigBee数据协议设计,理解ZigBee控制类和控制类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及农业光照系统和农业遮阳控制系统程序开发。
项目六介绍了BLE创意产品系统开发。掌握BLE 数据发送接口的使用和BLE 数据协议设计,理解BLE 采集类和控制类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及家庭湿度采集系统和家庭灯光控制系统程序开发。
项目七介绍了Wi-Fi智能家居系统开发。掌握Wi-Fi数据发送接口的使用和Wi-Fi数据协议设计,理解Wi-Fi采集类和控制类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及家居环境采集系统和智能饮水机控制系统程序开发。
项目八介绍了ZigBee农业预警系统。掌握ZigBee数据发送接口的使用和ZigBee数据协议设计,理解ZigBee安防类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及农业光强预警系统程序开发。
项目九介绍了BLE家庭门磁报警系统。掌握BLE 数据发送接口的使用和BLE 数据协议设计,理解BLE 安防类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及家庭门磁报警系统程序开发。
项目十介绍了Wi-Fi家居智能安防系统。掌握Wi-Fi数据发送接口的使用和Wi-Fi数据协议设计,理解Wi-Fi安防类传感器程序逻辑、智云控制类程序开发接口,以及家居智能安防系统程序开发。
本书主要有以下特点:
(1) 实用性。以项目为基础、以模块为划分、以任务实战的方式安排章节,架构清晰、组织结构新颖,先让学生掌握课程整体知识内容的框架,然后在不同项目中穿插实战任务,学习目标明确,实战经验丰富,对学生培养效果好。
(2) 校企融合。本书由一批具有丰富教学经验的教师和多年工程实践经验的企业培训师共同编写,既解决了高校教师教学经验丰富但工程经验少、编写教材时不免理论内容过多的问题,又解决了工程人员实战经验多却无法全面清晰阐述内容的问题,教材贴合实际又易于学习,实用性好。
(3) 前瞻性。实践案例来自工程一线,案例新、实践性强。本书结合工程一线真实案例编写了大量实训任务和工程案例演练环节,让学生掌握实际工作中所需要用到的各种技能,边做边学,在学校完成实践学习,提前具备职业人员技能素养。
本书由赵丽娜、高明、王婧、兰剑主编。其中项目一至项目三由赵丽娜(云南交通职业技术学院) 编写,项目四至项目六由高明(重庆城管职业学院) 编写,项目七和项目八由王婧(东营科技职业学院) 编写,项目九和项目十由兰剑(黄冈教育谷投资控股有限公司) 编写。
在本书的编写过程中,我们吸收了相关教材及论著的研究成果,在此,谨向通信学界的师友、同仁及作者表示衷心的感谢! 同时,也得到了黄冈教育谷投资控股有限公司领导的关心和支持,更得到了广大同事的无私帮助及家人的温馨支持,在此向他们表示诚挚的谢意与感激。
限于我们的水平,书中难免有不妥或疏漏之处,敬请广大读者批评指正。
编 者
2024年12月

理论篇物联网认知与应用项目一认知物联网与无线传感网……………………………………………………………3任务认知物联网与无线传感网学习平台……………………………………………………3一、物联网与无线传感网技术概述………………………………………………………3二、无线传感网学习平台…………………………………………………………………6三、智能家居场景分析与实践……………………………………………………………11思考与练习……………………………………………………………………………………14项目二ZigBee智慧农业系统设计……………………………………………………………15任务一ZigBee无线网络认知………………………………………………………………15一、ZigBee传感网概述…………………………………………………………………15二、ZigBee网络架构……………………………………………………………………16三、ZigBee网络组网……………………………………………………………………19任务二ZigBee无线网络工具…………………………………

赵丽娜，女，副教授，云南交通职业技术学院交通信息工程学院党委副书记。专业研究方向为计算机科学与技术；主要教授课程为现代信息技术应用；作为副主编参与学术著作《计算机原理和网络教学》和教材《信息技术职业素养》的编写。所带班级曾获铁道部“五四红旗团支部”、云南省省级先进班级荣誉称号。高明，男，电子与通信工程专业，硕士研究生学历，重庆城市管理职业学院智能工程学院教师。主要研究方向为移动通信、物联网等领域，主要教授课程为新一代移动通信系统、基站建设与维护、通信原理、Java程序设计、程序设计基础等，授权实用新型专利3项，主持校级科研课题1项、校级教改课题1项。王婧，女，毕业于中国石油大学（华东）计算机科学与技术专业，硕士研究生学历；2011年8月至今任教于东营科技职业学院，现任信息工程学院院长。主持建设山东省高水平专业群—新一代信息技术专业群、山东省新旧动能转换公共实训基地；主持山东省职业教育教学改革项目1项，主持完成省级及以上课题5项，参与课题研究6项，荣获山东省教育科学研究优秀成果奖二等奖2项；发表EI/ISTP检索论文1篇，中文核心论文1篇，省级期刊论文6篇。兰剑，男，毕业于西安电子科技大学，曾就职于中兴通讯股

（1）实用性。以项目为基础、以模块为划分、在不同项目中穿插实战任务，学习目标明确，实践场景丰富。


（2）校企融合。由一批具有丰富教学经验的高校教师和多年一线开发经验的工程人员共同编写，贴合实际，易于学习，实用性强。


（3）前瞻性。结合工程一线的真实案例，编写了大量实训任务和工程案例演练环节，帮助学生掌握实际工作中所需的各种技能，边做边学，在学校完成实践学习，提前接受职业技能素养培养。