LabVIEW 物聯網通信程序設計實戰

本書以LabVIEW為開發平臺，講述物聯網應用中通信組網基本原理、應用開發技術和程序設計方法。全書共7章，第1章簡要介紹物聯網的方法和技術，概述常用的物聯網通信技術；第2章介紹LabVIEW 程序設計方法，包括開發平臺簡介、LabVIEW中的數據類型、LabVIEW程序設計基礎及其應用程序典型設計模式；第3～7章，分別介紹了串行通信技術、互聯網通信技術、近距離無線通信技術、遠距離無線通信技術4類典型通信技術，以及物聯網的定位與識別技術，涵蓋RS232、RS485、TCP、UDP、HTTP、MQTT協議、藍牙、Wi-Fi、ZigBee、GSM/GPRS、NB-IoT、LORA、GPS、RFID等協議或技術。本書結合真實應用場景，使用LabVIEW圖形化程序設計語言、電子系統開發中常用的通信模塊和電子模塊，給出相應的物聯網系統的技術原型開發與實現的詳細過程。通過學習本書，讀者可以快速達成物聯網應用開發入門與進階實戰的目標。

本書可作為物聯網工程、電子信息工程、儀器儀表、自動化、機械電子工程等專業學生的專業課程教材，或實踐類課程如課程設計、綜合實驗、畢業設計、創新創業訓練的教材或教學參考書，也適合擬進行物聯網應用開發的相關工程技術人員參考借鑒。

杨帆，陕西科技大学副教授、电子信息工程负责人，主要从事计算机监控与智能信息处理相关教学与科研工作。近年来积极探索产教融合的工程教育新模式，曾获全国电子信息类实验教学案例设计竞赛一等奖，参与、主持完成国家级、省部级科技项目、教改研究项目多项，出版教材3部。

 

张彩丽，陕西科技大学副教授、机械设计制造及其自动化负责人，主要从事自动机械设计与制造工艺相关教学与科研工作。参与、主持完成省级以上科技项目、教改项目多项，近年来积极探索以融汇贯通为目的的系统级课程开发与推广，出版教材2部。

 

王乐忠，西安粤嵌信息科技有限公司总经理，高级工程师，主要从事嵌入式、大数据应用相关技术研究与开发工作，积极投身于产教合作、协同育人工作，领导完成西部地区10余所高校嵌入式技术相关的校企联合实验室建设，荣获第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区“优秀导师”，受聘9所高校创新创业导师，具有丰富的大学生创新创业指导经验

目錄

 

第 1章 物聯網通信技術概述 1

1.1 物聯網與物聯網技術 1

1.1.1 物聯網的起源 1

1.1.2 物聯網的特徵及

主要技術 2

1.1.3 物聯網技術應用及

其實踐意義 2

1.2 物聯網通信技術 3

1.2.1 物聯網通信技術分類 3

1.2.2 常見物聯網通信架構 4

1.2.3 常用物聯網通信協議 5

第 2章 LabVIEW程序設計方法 7

2.1 LabVIEW開發平臺簡介 7

2.1.1 圖形化編程與

LabVIEW 7

2.1.2 LabVIEW 2018開發

環境 8

2.1.3 LabVIEW程序

設計初識 11

2.1.4 LabVIEW程序運行與

調試 13

2.2 LabVIEW中的數據類型 15

2.2.1 LabVIEW數據

類型概述 15

2.2.2 數值類型 15

2.2.3 布爾類型 17

2.2.4 枚舉類型 18

2.2.5 字符串類型 19

2.2.6 數組 20

2.2.7 簇數據 23

2.2.8 波形數據 24

2.3 LabVIEW程序設計基礎 26

2.3.1 循環結構 27

2.3.2 條件結構 31

2.3.3 順序結構 34

2.3.4 事件結構 37

2.3.5 子VI設計 40

2.3.6 局部變量與全局變量 43

2.3.7 屬性節點與功能節點 44

2.4 LabVIEW應用程序典型

設計模式 48

2.4.1 輪詢設計模式 48

2.4.2 事件響應設計模式 51

2.4.3 狀態機設計模式 56

2.4.4 主從設計模式 63

2.4.5 生產者/消費者

設計模式 69

第3章 串行通信技術 76

3.1 串行通信技術概述 76

3.2 串行通信程序設計 79

3.2.1 背景知識 80

3.2.2 設計要求 81

3.2.3 模塊簡介 82

3.2.4 通信測試 82

3.2.5 硬件連接 83

3.2.6 程序實現 84

3.2.7 結果測試 88

3.3 RS485通信程序設計 90

3.3.1 背景知識 90

3.3.2 設計要求 91

3.3.3 模塊簡介 92

3.3.4 通信測試 94

3.3.5 硬件連接 96

3.3.6 程序實現 97

3.3.7 結果測試 102

第4章 互聯網通信技術 104

4.1 互聯網通信技術概述 104

4.2 TCP通信程序設計 106

4.2.1 背景知識 106

4.2.2 設計要求 108

4.2.3 通信測試 109

4.2.4 硬件連接 112

4.2.5 程序實現 112

4.2.6 結果測試 117

4.3 UDP通信程序設計 118

4.3.1 背景知識 118

4.3.2 設計要求 121

4.3.3 通信測試 122

4.3.4 硬件連接 123

4.3.5 程序實現 123

4.3.6 結果測試 128

4.4 HTTP通信程序設計 129

4.4.1 背景知識 129

4.4.2 設計要求 133

4.4.3 通信測試 133

4.4.4 硬件連接 139

4.4.5 程序實現 140

4.4.6 結果測試 147

4.5 MQTT協議通信程序設計 148

4.5.1 背景知識 148

4.5.2 設計要求 150

4.5.3 通信測試 151

4.5.4 硬件連接 157

4.5.5 程序實現 157

4.5.6 結果測試 165

第5章 物聯網特有技術 167

5.1 定位與識別概述 167

5.2 GPS通信程序設計 169

5.2.1 背景知識 169

5.2.2 設計要求 170

5.2.3 模塊簡介 170

5.2.4 通信測試 171

5.2.5 硬件連接 172

5.2.6 程序實現 173

5.2.7 結果測試 177

5.3 RFID通信程序設計 177

5.3.1 背景知識 177

5.3.2 設計要求 181

5.3.3 模塊簡介 181

5.3.4 通信測試 182

5.3.5 硬件連接 186

5.3.6 程序實現 186

5.3.7 結果測試 195

第6章 近距離無線通信技術 197

6.1 近距離無線通信技術概述 197

6.2 藍牙通信程序設計 198

6.2.1 背景知識 198

6.2.2 設計要求 199

6.2.3 模塊簡介 199

6.2.4 通信測試 203

6.2.5 硬件連接 204

6.2.6 程序實現 205

6.2.7 結果測試 210

6.3 ZigBee通信程序設計 211

6.3.1 背景知識 211

6.3.2 設計要求 212

6.3.3 模塊簡介 212

6.3.4 通信測試 215

6.3.5 硬件連接 216

6.3.6 程序實現 218

6.3.7 結果測試 224

6.4 Wi-Fi環境下TCP/UDP

通信程序設計 224

6.4.1 背景知識 225

6.4.2 設計要求 226

6.4.3 模塊簡介 227

6.4.4 通信測試 229

6.4.5 硬件連接 233

6.4.6 程序實現 234

6.4.7 結果測試 238

第7章 遠距離無線通信技術 240

7.1 遠距離無線通信技術

概述 240

7.2 GSM/GPRS通信程序設計 241

7.2.1 背景知識 241

7.2.2 設計要求 243

7.2.3 模塊簡介 243

7.2.4 通信測試 245

7.2.5 硬件連接 249

7.2.6 程序實現 250

7.2.7 結果測試 256

7.3 NB-IoT通信程序設計 257

7.3.1 背景知識 257

7.3.2 設計要求 259

7.3.3 模塊簡介 259

7.3.4 通信測試 260

7.3.5 硬件連接 264

7.3.6 程序實現 264

7.3.7 結果測試 272

7.4 LORA通信程序設計 273

7.4.1 背景知識 273

7.4.2 設計要求 275

7.4.3 模塊簡介 275

7.4.4 通信測試 278

7.4.5 硬件連接 281

7.4.6 程序實現 283

7.4.7 結果測試 289

附錄 291