物聯網全棧開發原理與實戰

物聯網應用系統的開發需要“全棧”開發人員。從底層的智能傳感器硬件設計開發、通信程序開發、服務程序設計、Web網站到移動應用開發都需要使用多種技術和編程語言，對人才的要求比較高。

本書就底層設備的嵌入式開發、設備無線組網設計、網絡通信傳輸設計、監控服務器設計、雲端服務器設計、移動應用開發都做了全方位的介紹，用一個個實例把整個物聯網應用系統串連起來，使用了多種開發語言、開發工具、設計技巧和方法，完整描述了一個復雜的“物聯網設備監控平臺”的設計和誕生。

本書適合物聯網工程專業的本科生、研究生閱讀，對有志於復雜物聯網應用系統開發的設計師，特別是全棧設計師，本書也有較高的參考價值。

吴志辉：硕士研究社。湖南工业大学计算机学院高级工程师。从事物联网专业教学多年，对物联网应用系统的开发设计具有丰富的实践经验。

第 1章 物聯網設備智能監控系統原理 1

1.1 物聯網設備監控系統的結構 2

1.1.1 全棧項目的硬件結構 4

1.1.2 全棧項目的系統軟件結構 5

1.2 核心技術 6

1.2.1 通用設備描述協議 7

1.2.2 數據格式協議 19

1.2.3 設備監控協議 23

1.2.4 核心協議的實現 28

第 2章 無線傳感器網絡應用設計 33

2.1 ZigBee協調器節點設計 35

2.1.1 單片機通信協議的設計 35

2.1.2 應用程序設計 38

2.2 ZigBee傳感器節點設計 53

2.2.1 節點硬件結構 53

2.2.2 傳感器節點程序設計 54

2.2.3 傳感器節點運行 63

2.3 4路ZigBee智能開關的改造 65

2.3.1 CC2530開關面板硬件結構 65

2.3.2 設計開發前的準備 66

2.3.3 程序改造和設計 67

2.3.4 4路繼電器節點運行 71

2.4 ZigBee網絡設備監控系統的互聯互通演示 73

2.4.1 場景任務建立 73

2.4.2 一鍵操控演示 75

2.4.3 溫度監控聯動演示 76

第3章 物聯網設備監控中心設計 78

3.1 選擇硬件平臺的糾結 79

3.2 監控中心架構設計 79

3.2.1 硬件配置要求 79

3.2.2 軟件配置要求 80

3.3 設備接入和管理模塊的設計 80

3.3.1 監控驅動程序的搜索設計 81

3.3.2 監控進程的登記管理 82

3.3.3 監控進程的啟動和結束 90

3.4 場景任務模塊的設計 92

3.4.1 任務指令TaskItem類 93

3.4.2 場景任務SceneTask類 93

3.4.3 場景列表描述ScenePlans類 95

3.4.4 場景描述ScenePlansItem類 95

3.4.5 定時任務相關類的設計 96

3.4.6 場景任務管理業務的實現 96

3.4.7 場景任務的執行 97

3.5 智能監控模塊的設計 102

3.5.1 智能監控的原理和內容 102

3.5.2 監控條件的設計AlarmItem 104

3.5.3 智能監控類MonitorAlarm 105

3.5.4 智能監控管理者類MonitorAlarms 106

3.5.5 智能監控的實施 106

3.6 用戶管理模塊的設計 110

3.6.1 用戶文檔結構 110

3.6.2 客戶端通信類MyTcpClient 111

3.6.3 服務端連接類ConnectClient 113

3.7 雲端通信模塊的設計 116

3.7.1 雲通信服務器方式 117

3.7.2 雲Web網站方式 119

3.8 數據存儲模塊的設計 120

3.9 設備監控系統的安全設計和總結 121

第4章 設備監控進程的設計 122

4.1 設備監控程序的功能設計 122

4.1.1 建立通信對象 123

4.1.2 加載設備監控驅動程序 123

4.1.3 設備監控 123

4.2 設備監控程序的詳細設計與實現 123

4.2.1 建立與DMC的通信InitShareMemory 127

4.2.2 建立與監控驅動模塊DMD之間的通信 127

4.2.3 動態加載設備監控驅動程序LoadAssembly 128

4.2.4 顯示特定設備的系統信息 129

4.2.5 顯示特定設備的監控信息 131

4.2.6 初始化監控設備系統的通信 132

4.2.7 啟動監控系統的通信 133

4.2.8 啟動監控系統的主從通信 133

4.2.9 DMP通信參數設置 134

4.2.10 子設備參數修改 135

第5章 雲通信服務器的設計 136

5.1 雲端通信流程介紹 137

5.1.1 遠程客戶端（或移動App）監控設備通信流程 137

5.1.2 本地客戶端（或移動App）監控遠程設備通信流程 137

5.2 雲端通信對象的設計與實現 138

5.2.1 遠程客戶端通信設計 139

5.2.2 與監控中心的通信設計 143

5.2.3 與遠程監控進程DMP的通信設計 144

5.2.4 與遠程設備的通信設計 148

第6章 客戶端設備監控系統設計 154

6.1 PC客戶端設備監控系統的設計 154

6.1.1 登錄模塊設計 155

6.1.2 客戶端監控設計 160

6.1.3 客戶端場景任務的編輯 173

6.1.4 客戶端智能監控的編輯 177

6.2 監控設置的升級設想 179

第7章 安卓客戶端設備監控App的設計 180

7.1 App結構的設計 181

7.2 通信模塊的設計 182

7.3 登錄模塊的設計 189

7.4 主控界面的設計 191

7.5 設備監控界面的設計 195

7.6 場景任務的編輯 198

7.7 智能監控的編輯 200

7.8 其他功能的設計 202

第8章 設備監控驅動中間件的設計 203

8.1 使用共享內存通信的中間件的設計 204

8.1.1 監控系統類MonitorSystem 205

8.1.2 子設備系統類SubDeviceSystem 212

8.1.3 時間監控驅動程序的使用 215

8.2 使用串口通信的中間件的設計 216

8.2.1 設備商編寫的監控驅動項目ZigBeeDriver 216

8.2.2 基於設備商提供的SDK編寫的監控驅動項目DAM0404Driver 226

8.3 使用TCP/IP通信的非標準中間件的設計 234

8.3.1 只有一個設備的監控驅動的設計 234

8.3.2 可以接入多個同系列設備的監控驅動的設計 241

8.4 使用監控協議的標準中間件的設計 253

8.4.1 iotMusicPlayerDriver項目 253

8.4.2 CloudDeviceDriver項目 260

附錄 配套資源說明 266