面向物联网的嵌入式系统开发:基于CC2530和STM32微处理器
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前言

近年来,物联网、移动互联网、大数据和云计算的迅猛发展,渐渐改变了社会的生产方式,大大提高了生产效率和社会生产力。工业和信息化部发布的《物联网发展规划(2016—2020年)》总结了“十二五”规划中物联网发展所获得的成就,提出了“十三五”面临的形势,并明确了物联网的发展思路和目标,提出了物联网发展的6大任务,分别是强化产业生态布局、完善技术创新体系、推动物联网规模应用、构建完善标准体系、完善公共服务体系、提升安全保障能力;提出了4大关键技术,分别是传感器技术、体系架构共性技术、操作系统和物联网与移动互联网、大数据融合关键技术;提出了6大重点领域应用示范工程,分别是智能制造、智慧农业、智能家居、智能交通和车联网、智慧医疗和健康养老,以及智慧节能环保;指出要健全多层次、多类型的物联网人才培养和服务体系,支持高校、科研院所加强跨学科交叉整合,加强物联网学科建设,培养物联网复合型专业人才。该发展规划为物联网发展指出了一条鲜明的道路,同时也可以看出我国推动物联网应用的坚定决心,相信物联网的规模会越来越大。

嵌入式系统和物联网系统涉及的技术很多,底层和感知层都需要掌握微处理器外围接口的驱动开发技术,以及相应的传感器驱动开发。本书详细分析CC2530和STM32的接口技术,理论知识点清晰,并且针对每个知识点给出了实践案例,可帮助读者快速掌握常用的微处理器接口开发技术。

第1章引导读者初步认识嵌入式系统,了解嵌入式系统的定义、特点和组成,学习嵌入式操作系统及其发展现状,了解单片机与嵌入式的关系,学习单片机到嵌入式系统发展,再到物联网系统应用的发展历程。

第2章介绍MCS-51和CC2530,详细介绍本书项目开发所依托的CC2530开发平台和开发环境的搭建,以及IAR for 8051开发环境和程序调试,并通过一个工程项目帮助读者掌握CC2530项目的基本开发过程。

第3章介绍CC2530的接口技术,给出相应的实践案例,分别是智能手机信号灯控制、电梯楼层按键检测设计、脉冲发生器设计、电子秤设计、低功耗智能手环设计、车辆控制器复位重启设计、智能工厂的设备交互系统设计、设备间高速数据传送。通过这些实践案例的学习,读者可以掌握 CC2530 的接口原理、功能和开发技术,从而具备基本的开发能力,最后通过综合应用开发,完成计算机CPU温度调节系统的设计与实现,并对本章 的知识点进行归纳总结,以达到综合应用的目的。

第4章介绍嵌入式系统,主要学习嵌入式ARM的组成及结构,详细介绍本书项目开发所依托的STM32开发平台和开发环境IAR for ARM,通过实现工程项目帮助读者掌握STM32项目的基本开发过程。

第5章介绍STM32嵌入式接口技术,给出了相应的实践案例,分别是车辆指示灯控制设计、按键抢答器设计、电子时钟设计、充电宝电压指示器设计、无线鼠标节能设计、基站监测设备自复位设计、工业串口服务器设计、系统数据高速传输。通过这些实践案例的学习,读者可以掌握STM32的接口原理、功能和开发技术,从而具备基本的开发能力。最后通过综合应用开发,完成充电桩管理系统的设计与实现,并对本章 的知识点进行归纳总结,以达到综合应用的目的。

第6章介绍嵌入式高级接口开发技术,包括通过STM32 LCD技术实现可视对讲屏幕驱动设计、通过STM32 I2C总线实现档案库房环境监控系统设计、通过STM32 SPI总线实现高速动态数据存取设计,最后通过综合应用开发,完成智能防盗门锁的设计与实现,并对本章 的知识点进行归纳总结,以达到综合应用的目的。

本书特色有:

(1)理论知识和案例实践相结合。将CC2530和STM32接口技术和生活中实际案例结合起来,边学习理论知识边进行实践开发,读者可以快速掌握嵌入式系统和物联网系统的开发技术。

(2)企业级案例开发。抛去传统的理论学习方法,选取生动的案例将理论与实践结合起来,通过理论学习和开发实践,读者可以快速入门,由浅入深地掌握CC2530和STM32接口技术。

(3)提供综合性项目。综合性项目为读者提供软/硬件系统的开发方法,有需求分析、项目架构、软/硬件设计等方法,读者可以在案例的基础上快速地进行二次开发,并且可以很方便地将其转化为各种比赛和创新创业的案例,也可以为工程技术开发人员和科研工作人员在进行工程设计和科研项目开发时提供较好的参考资料。

本书既可作为高等院校相关专业的教材或教学参考书,也可供相关领域的工程技术人员参考。对于物联网系统和嵌入式系统的开发爱好者来说,本书也是一本深入浅出的技术读物。

本书在编写过程中,借鉴和参考了国内外专家、学者、技术人员的相关研究成果,我们尽可能按学术规范予以说明,但难免会有疏漏之处,在此谨向有关作者表示深深的敬意和谢意。如有疏漏,请及时通过出版社与作者联系。

本书的出版得到了广东省自然科学基金项目(2018A030313195)、广东省高校省级重大科研项目(2017GKTSCX021)、广东省科技计划项目(2017ZC0358)、广州市科技计划项目(201804010262)和广东省高等职业教育品牌专业建设项目(2016GZPP044)的资助。感谢中智讯(武汉)科技有限公司在本书编写过程中提供的帮助,特别感谢电子工业出版社在本书出版过程中给予的大力支持。

由于本书涉及的知识面广,时间仓促,限于笔者的水平和经验,疏漏之处在所难免,恳请专家和读者批评指正。

作者

2018年11月