第1章 物聯網及其無線通信技術 1
1.1 物聯網概述 1
1.1.1 物聯網的基本概念與特征 1
1.1.2 我國物聯網產業發展現狀 2
1.1.3 物聯網的應用前景 3
1.2 物聯網無線通信技術 4
1.2.1 短距離無線通信技術 4
1.2.2 長距離無線通信技術 4
第2章 物聯網開發基礎 5
2.1 物聯網開發平臺 5
2.1.1 物聯網中常用開發硬件 6
2.1.2 智能網關 6
2.1.3 xLab未來開發平臺 7
2.2 物聯網數據通信協議 12
2.2.1 ZXBee數據通信協議 12
2.2.2 數據通信協議參數定義 14
2.3 智雲平臺應用開發接口 16
2.3.1 Android端應用開發接口 16
2.3.2 Web端應用開發接口 21
2.4 Android端應用開發實例 25
2.4.1 基於Android的實時連接接口的應用 25
2.4.2 基於Android的歷史數據接口的應用 26
2.5 Web端應用開發實例 28
2.5.1 基於Web的實時連接接口的應用 28
2.5.2 基於Web的歷史數據接口的應用 30
第3章 ZigBee高級應用開發 31
3.1 基於ZigBee的城市環境信息采集繫統 31
3.1.1 繫統開發目標 31
3.1.2 繫統設計分析 32
3.1.3 繫統的軟硬件開發：城市環境信息采集繫統 34
3.1.4 開發驗證 54
3.1.5 總結與拓展 56
3.2 基於ZigBee的城市景觀照明控制繫統 56
3.2.1 繫統開發目標 57
3.2.2 繫統設計分析 57
3.2.3 繫統的軟硬件開發：城市景觀照明控制繫統 59
3.2.4 開發驗證 70
3.2.5 總結與拓展 71
3.3 基於ZigBee的智能燃氣控制繫統 71
3.3.1 繫統開發目標 72
3.3.2 繫統設計分析 72
3.3.3 繫統的軟硬件開發：智能燃氣控制繫統 73
3.3.4 開發驗證 84
3.3.5 總結與拓展 86
3.4 基於ZigBee的家庭安防監控繫統 86
3.4.1 繫統開發目標 87
3.4.2 繫統設計分析 87
3.4.3 繫統的軟硬件開發：家庭安防監控繫統 89
3.4.4 開發驗證 104
3.4.5 總結與拓展 106
第4章 BLE高級應用開發 107
4.1 基於BLE的家庭燈光控制繫統 107
4.1.1 繫統開發目標 107
4.1.2 繫統設計分析 108
4.1.3 繫統的軟硬件開發：家庭燈光控制繫統 110
4.1.4 開發驗證 126
4.1.5 總結與拓展 128
4.2 基於BLE的智能門禁管理繫統 128
4.2.1 繫統開發目標 129
4.2.2 繫統設計分析 129
4.2.3 繫統的軟硬件開發：智能門禁管理繫統 130
4.2.4 開發驗證 141
4.2.5 總結與拓展 143
第5章 Wi-Fi高級應用開發 145
5.1 基於Wi-Fi的樓宇消防控制繫統 145
5.1.1 繫統開發目標 145
5.1.2 繫統設計分析 146
5.1.3 繫統的軟硬件開發：樓宇消防控制繫統 148
5.1.4 開發驗證 165
5.1.5 總結與拓展 166
5.2 基於Wi-Fi的樓宇通風控制繫統 166
5.2.1 繫統開發目標 167
5.2.2 繫統設計分析 167
5.2.3 繫統的軟硬件開發：樓宇通風控制繫統 168
5.2.4 開發驗證 177
5.2.5 總結與拓展 179
第6章 LoRa高級應用開發 181
6.1 基於LoRa的農業土壤調節繫統 181
6.1.1 繫統開發目標 182
6.1.2 繫統設計分析 182
6.1.3 繫統的軟硬件開發：農業土壤調節繫統 184
6.1.4 開發驗證 197
6.1.5 總結與拓展 199
6.2 基於LoRa的農業光照度調節繫統 199
6.2.1 繫統開發目標 200
6.2.2 繫統設計分析 200
6.2.3 繫統的軟硬件開發：農業光照度調節繫統 201
6.2.4 開發驗證 213
6.2.5 總結與拓展 214
第7章NB-IoT高級應用開發 215
7.1 基於NB-IoT的停車收費管理繫統 215
7.1.1 繫統開發目標 215
7.1.2 繫統設計分析 216
7.1.3 繫統的軟硬件開發：停車收費管理繫統 217
7.1.4 開發驗證 232
7.1.5 總結與拓展 233
7.2 基於NB-IoT的智能水表抄表繫統 234
7.2.1 繫統開發目標 234
7.2.2 繫統設計分析 234
7.2.3 繫統的軟硬件開發：智能水表抄表繫統 236
7.2.4 開發驗證 249
7.2.5 總結與拓展 251

第8章LTE高級應用開發 253
8.1 基於LTE的倉庫環境管理繫統 253
8.1.1 繫統開發目標 253
8.1.2 繫統設計分析 254
8.1.3 繫統的軟硬件開發：倉庫環境管理繫統 255
8.1.4 開發驗證 270
8.1.5 總結與拓展 271
8.2 基於LTE的自動化生產線計數繫統 272
8.2.1 繫統開發目標 272
8.2.2 繫統設計分析 272
8.2.3 繫統的軟硬件開發：自動化生產線計數繫統 273
8.2.4 開發驗證 283
8.2.5 總結與拓展 284
參考文獻 285

近年來，物聯網、移動互聯網、大數據和雲計算的迅猛發展，逐步改變了社會的生產方式，大大提高了生產效率和社會生產力。工業和信息化部發布的《物聯網發展規劃   （2016—2020年）》總結了“十二五”規劃中物聯網發展所獲得的成就，並分析了“十三五”期間面臨的形勢，明確了物聯網的發展思路和目標，提出了物聯網發展的6大任務，分別是強化產業生態布局、完善技術創新體繫、推動物聯網規模應用、構建完善標準體繫、完善公共服務體繫、提升安全保障能力；提出了4大關鍵技術，分別是傳感器技術、體繫架構共性技術、操作繫統，以及物聯網與移動互聯網、大數據融合關鍵技術；提出了6大重點領域應用示範工程，分別是智能制造、智慧農業、智能家居、智能交通和車聯網、智慧醫療和健康養老，以及智慧節能環保；指出要健全多層次多類型的物聯網人纔培養和服務體繫，支持高校、科研院所加強跨學科交叉整合，加強物聯網學科建設，培養物聯網復合型專業人纔。該發展規劃為物聯網發展指出了一條鮮明的道路，同時也表明了我國在推動物聯網應用方面的堅定決心，相信物聯網的規模會越來越大。
物聯網繫統涉及的技術有很多，從感知層到應用層都有不同的開發技術，包括微處理器的接口驅動開發技術、傳感器的驅動開發技術、無線通信技術、客戶端（Web端和Android端）開發技術等。本書基於短距離無線通信技術（ZigBee、BLE、Wi-Fi）和長距離無線通信技術（LoRa、NB-IoT、LTE），詳細分析物聯網繫統的綜合開發與應用。
全書采用案例式的講解方法，利用貼近社會和生活的案例，由淺入深地介紹物聯網繫統的開發技術，每個案例均給出了完整的開發代碼。
第1章簡要介紹物聯網基本概念與特征、物聯網產業發展現狀、物聯網的應用前景，以及在物聯網中常用的無線通信技術。
第2章介紹物聯網的開發基礎，主要內容包括物聯網的開發平臺、數據通信協議、智雲平臺的開發接口，以及Android端和Web端的開發接口及應用。
第3章通過基於ZigBee的城市環境信息采集繫統、城市景觀照明控制繫統、智能燃氣控制繫統和家庭安防監控繫統，全面介紹了ZigBee物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於ZigBee的采集類傳感器、控制類傳感器和安防類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
第4章通過基於BLE的家庭燈光控制繫統和智能門禁管理繫統，全面介紹了BLE物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於BLE的控制類傳感器和識別類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
第5章通過基於Wi-Fi的樓宇消防控制繫統和樓宇通風控制繫統，全面介紹了Wi-Fi物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於Wi-Fi的采集類傳感器、控制類傳感器和安防類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
第6章通過基於LoRa的農業土壤調節繫統和農業光照度調節繫統，全面介紹了LoRa物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於LoRa的采集類傳感器、控制類傳感器和安防類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
第7章通過基於NB-IoT的停車收費管理繫統和智能水表抄表繫統，全面介紹了NB-IoT物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於NB-IoT的采集類傳感器、控制類傳感器、安防類傳感器和識別類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
第8章通過基於LTE的倉庫環境管理繫統和自動化生產線計數繫統，全面介紹了LTE物聯網繫統的架構和應用，對每個開發案例均進行了繫統架構分析與設計，設計了基於LTE的識別類傳感器、控制類傳感器和安防類傳感器的驅動程序，實現了Android端和Web端的應用開發。
本書在編寫過程中，借鋻和參考了國內外專家、學者、技術人員的相關研究成果，我們盡可能按學術規範予以說明，但難免會有疏漏之處，在此謹向有關作者表示深深的敬意和謝意。如有疏漏，請及時通過出版社與我們聯繫。
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本書涉及的知識面較廣，限於時間倉促，以及作者的水平和經驗，疏漏之處在所難免，懇請專家和讀者批評指正。

作  者  
2020年2月