物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設計與應用

前言

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為一個新名詞，在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代將扮演非常重要的角色，成為連接感知網(wǎng)絡與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡的紐帶。作為網(wǎng)關(guān)設備，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)感知網(wǎng)絡與通信網(wǎng)絡，以及不同類型感知網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián)，也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還需要具備設備管理功能，運營商通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設備可以管理底層的各感知節(jié)點、了解各節(jié)點的相關(guān)信息并實現(xiàn)遠程控制。本書將介紹常見的網(wǎng)關(guān)設計方法，其操作性、數(shù)據(jù)吞吐率、穩(wěn)定性、安全性等性能指標較傳統(tǒng)設計方法都有顯著提高，為用戶提供一種全新的體驗?！　纹瑱C無疑是當今電子信息技術(shù)中最活躍的一個領域，其應用領域越來越廣泛，在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集以及儀器儀表自動化等許多領域都起著十分重要的作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及，信息共享程度的不斷提高，各種家電設備、儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)采集與控制設備在逐步走向網(wǎng)絡化，以便利用龐大的網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)分布式遠程監(jiān)控、信息交換與共享。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為網(wǎng)絡技術(shù)的應用起到了巨大的推動作用?！　”緯許TC15F2K60S2單片機為核心，設計了其與W5200接口的網(wǎng)絡化應用，同時介紹了GPRS通信技術(shù)以及無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)。這些內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)應用中的常用技術(shù)，對讀者從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究具有重要作用?！　TC15F2K60S2單片機是宏晶科技有限公司的典型單片機產(chǎn)品，采用了增強型8051內(nèi)核，片內(nèi)集成60 KB程序Flash存儲器、1 KB數(shù)據(jù)Flash存儲器、2 048 BRAM、3個16位可自動重裝載的定時／計數(shù)器（T0、T1和T2）、可編程時鐘輸出功能、至多42根I/O口線、2個全雙工異步串行口（UART）、1個高速同步通信端口（ SPI）、8通道10位ADC、3通道PWM/可編程計數(shù)器陣列／捕獲／比較單元（PWM]PCA/CCU）、MAX810專用復位電路和硬件看門狗等資源。另外，內(nèi)部還集成了高精度R/C時鐘，常溫工作時可以省去外部晶振電路?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
　　W5200是Wiznet公司研制的一款具有硬件TCP／IP協(xié)議的網(wǎng)絡控制器，整合了5層結(jié)構(gòu)中的前4層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層，并在內(nèi)部利用硬件實現(xiàn)了TCP／IP協(xié)議棧?！督逃咳珖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)應用人才培養(yǎng)認證項目指定教材·物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設計與應用：STC單片機與網(wǎng)絡通信技術(shù)》以增強型8051內(nèi)核單片機STC15F2K60S2為核心，設計了其與W5200接口的網(wǎng)絡化應用，同時介紹了GPRS通信技術(shù)以及無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)。這些內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)應用中的常用技術(shù)，對讀者從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究具有重要作用?！　　督逃咳珖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)應用人才培養(yǎng)認證項目指定教材·物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設計與應用：STC單片機與網(wǎng)絡通信技術(shù)》深入淺出，層次分明，實例豐富，通俗易懂，突出實用，可操作性強，特別適合作為普通高校物聯(lián)網(wǎng)、計算機類、電子類、電氣自動化及機械專業(yè)的教學用書，還可作為高職高專以及培訓班的教材使用，也可作為從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領域的工程技術(shù)人員的參考書。



書籍目錄
第1章 概述 1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述 1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念及其外延 1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 1.2 單片機技術(shù)概述 1.2.1 單片機的基本概念 1.2.2 STC15F2K60S2單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1.2.3 STC15F2K60S2單片機的引腳  1.2.4 單片機技術(shù)的特點 1.2.5 單片機應用系統(tǒng) 1.3 網(wǎng)絡中的網(wǎng)關(guān)技術(shù) 1.4 習題 第2章 單片機的C語言程序設計及仿真調(diào)試 2.1 C51程序設計中的常用功能及注意問題 2.1.1 C51程序設計中的常用典型功能 2.1.2 C51程序編寫中應注意的問題 2.2 Keil C和ANSI C  2.2.1 Keil C51擴展關(guān)鍵字 2.2.2 擴展I/O口的使用  2.2.3 Keil C51函數(shù) 2.2.4 STC15F2K60S2單片機C51程序框架 2.3 STC15F2K60S2單片機C語言程序調(diào)試 2.3.1 使用Keil集成環(huán)境軟件模擬調(diào)試C51程序 2.3.2 使用Keil集成環(huán)境在線調(diào)試C51程序 2.4 利用ISP工具將程序下載到單片機中驗證程序 2.5 習題 第3章 單片機集成的典型資源及應用 3.1 中斷系統(tǒng) 3.1.1 中斷源及中斷結(jié)構(gòu) 3.1.2 中斷的允許、禁止及優(yōu)先級 3.1.3 中斷的編程舉例 3.2 定時／計數(shù)器 3.2.1 定時／計數(shù)器的相關(guān)寄存器 3.2.2 定時／計數(shù)器的工作方式及結(jié)構(gòu) 3.2.3 定時／計數(shù)器的應用 3.3 串行通信接口 3.3.1 異步串行通信接口及其應用 3.3.2 SPI接口及其應用 3.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3.4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu) 3.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應用 3.5 習題 第4章 教學實驗板介紹 4.1 電源電路 4.2 跑馬燈控制 4.2.1 硬件電路設計 4.2.2 軟件設計 4.3 交通燈控制 4.3.1 硬件設計 4.3.2 軟件設計 4.4 鍵盤接口 4.4.1 鍵盤簡介 4.4.2 鍵盤接口電路設計 4.4.3 軟件設計 4.5 繼電器控制 4.5.1 硬件設計 4.5.2 軟件設計 4.6 串行通信接口 4.6.1 串口1的通信 4.6.2 串口2的通信 4.7 日歷時鐘芯片的應用 4.7.1 PCF8563的特點 4.7.2 PCF8563的構(gòu)成 4.7.3 PCF8563的應用 4.8 顯示技術(shù) 4.8.1 LCD顯示技術(shù) 4.8.2 LED數(shù)碼管顯示技術(shù) 4.9 外部RAM擴展設計 4.9.1 硬件設計 4.9.2 測試軟件設計 4.10 加速度檢測電路設計 4.10.1 硬件電路設計 4.10.2 軟件設計 4.11 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路設計 4.11.1 硬件電路設計 4.11.2 軟件設計 4.12 溫度檢測電路設計 4.12.1 硬件電路設計 4.12.2 軟件設計 4.13 習題 第5章 計算機網(wǎng)絡基礎知識 5.1 計算機網(wǎng)絡概述 5.1.1 計算機網(wǎng)絡的基本概念 5.1.2 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史 5.2 計算機網(wǎng)絡的分類與組成 5.2.1 計算機網(wǎng)絡的分類 5.2.2 計算機網(wǎng)絡的組成 5.3 計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu) 5.3.1 協(xié)議 5.3.2 OSI參考模型 5.3.3 TCP/IP參考模型 5.3.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較 5.3.5 較好的參考模型 5.4 應用層常用協(xié)議簡介 5.4.1 DNS協(xié)議 5.4.2 DHCP協(xié)議 5.4.3 HTTP協(xié)議 5.4.4 SMTP協(xié)議 5.5 習題 第6章 以太網(wǎng)控制芯片W5200 6.1 以太網(wǎng)簡介 6.2 以太網(wǎng)控制芯片W5200的特點及結(jié)構(gòu) 6.2.1 W5200的特點 6.2.2 W5200的結(jié)構(gòu) 6.2.3 W5200的寄存器和存儲器 6.3 數(shù)據(jù)通信 6.3.1 通信接口及時序 6.3.2 初始化 6.3.3 TCP協(xié)議 6.3.4 UDP協(xié)議 6.4 習題 第7章 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)應用系統(tǒng)設計舉例 7.1 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)應用系統(tǒng)設計的基本原則與方法 7.1.1 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)應用系統(tǒng)的基本設計原則 7.1.2 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)應用系統(tǒng)的一般設計方法 7.2 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)應用系統(tǒng)綜合設計舉例 7.2.1 利用TCP協(xié)議實現(xiàn)繼電器遠程控制 7.2.2 利用UDP協(xié)議實現(xiàn)交通燈參數(shù)的遠程配置 7.2.3 利用HTTP協(xié)議實現(xiàn)溫度的遠程監(jiān)測 7.2.4 利用SMTP協(xié)議實現(xiàn)單片機與遠端計算機的數(shù)據(jù)通信 7.2.5 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信應用 7.2.6 GPRS通信應用 7.2.7 無線通信芯片CC1100的應用 7.3 習題 附錄 STC15F2K60S2單片機寄存器頭文件stc15.h內(nèi)容 參考文獻


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：   方式1與方式2、3的區(qū)別如下： （a）方式1中，數(shù)據(jù)字是8位異步通信接口，串行口發(fā)送／接收共10位信息，第o位為起始位，1～8位是數(shù)據(jù)位，最后是停止位；方式2、3中，數(shù)據(jù)字為9位的異步通信接口，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，第9位是可程控位1或o，最后是停止位，共有11位信息。 （b）方式1、3的波特率是可變的，其波特率取決于定時器1的溢出率或定時器T2的溢出率和特殊功能寄存器PCON中的SMOD位的值。 PCON寄存器中的SMOD是1還是0決定波特率是否加倍。 此外，在方式2和方式3中還可通過控制TB8位的方法，使其傳送中附加的第9位數(shù)據(jù)可以作為多機通信中的地址／數(shù)據(jù)標志位，或作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位。若以TB8位作為奇偶校驗位，在數(shù)據(jù)寫入SBUF之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶位寫入TB8。 編寫接收程序時，均應使REN=1，允許串行接收。 （2）串行口2的工作方式 STC15F2K60S2單片機的串行口2有兩種工作模式——方式0和方式1，可通過軟件編程對S2CON中的S2SMO的設置進行選擇，兩種工作方式都為異步通信，每個發(fā)送和接收的字符都有1個啟動位和1個停止位。 ①串行口2的工作方式0。 串行口2工作于方式0時，為8位UART，波特率可變。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位（0），8個數(shù)據(jù)位和一個停止位（1）。10位數(shù)據(jù)通過RxD2/P1.0 （RxD2_2/P4.6）接收，通過TxD2/P1.1（TxD2_2/P4.7）發(fā)送。接收時，停止位進入特殊功能寄存器S2CON的S2RB8位。波特率由定時器T2的溢出率決定。




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