无线通信开发技术及实践

理 论 篇

第1章 无线通信技术概述 2

1.1 无线通信技术简介 2

1.1.1 无线通信技术发展历史 2

1.1.2 无线通信技术种类 3

1.1.3 无线通信技术发展趋势 4

1.2 无线通信技术基础 4

1.2.1 电磁波 4

1.2.2 信道 5

1.2.3 调制与解调 6

1.3 典型无线通信技术 6

1.3.1 蓝牙技术 6

1.3.2 WiFi技术 7

1.3.3 UHF无线数传技术 8

1.3.4 GPRS技术 9

1.4 无线通信技术应用与开发 10

1.4.1 无线通信应用系统 10

1.4.2 系统开发一般方法 11

小结 12

练习 13

第2章 AVR基本原理及应用 14

2.1 ATmega16概述 15

2.1.1 ATmega16特点 15

2.1.2 ATmega16外部引脚 16

2.1.3 ATmega16结构 17

2.1.4 系统时钟与熔丝位 19

2.1.5 复位源与复位方式 19

2.2 通用I/O接口 20

2.2.1 基本结构 20

2.2.2 寄存器 21

2.2.3 通用I/O编程 22

2.3 中断系统 26

2.3.1 中断源与中断向量 27

2.3.2 外部中断 28

2.4 定时器 31

2.4.1 定时器概述 32

2.4.2 8位定时/计数器 32

2.4.3 16位定时/计数器 38

2.5 USART 44

2.5.1 USART概述 44

2.5.2 相关寄存器 45

2.5.3 USART编程 50

2.6 SPI 53

2.6.1 SPI概述 53

2.6.2 SPI配置 54

小结 57

练习 57

第3章 蓝牙技术 58

3.1 蓝牙技术概述 59

3.1.1 技术规范 59

3.1.2 基本概念 59

3.2 蓝牙协议体系 60

3.3 蓝牙状态和编址 62

3.3.1 蓝牙状态 62

3.3.2 蓝牙编址 64

3.4 蓝牙数据分组 65

3.4.1 分组格式 65

3.4.2 分组类型 66

3.5 蓝牙模块 67

3.5.1 蓝牙实现 67

3.5.2 选型 68

3.5.3 硬件电路 69

3.6 蓝牙应用与开发 72

3.6.1 AT指令概述 72

3.6.2 AT指令示例 73

3.6.3 蓝牙初始化 75

3.6.4 蓝牙配对测试 76

小结 79

练习 79

第4章 WiFi技术 81

4.1 WiFi技术概述 81

4.2 WiFi系统组成 83

4.2.1 网络拓扑结构 83

4.2.2 协议架构 84

4.3 WiFi信道 84

4.4 TCP/IP协议 85

4.5 WiFi网络安全机制 86

4.5.1 用户接入过程 86

4.5.2 认证和加密 87

4.6 WiFi模块 87

4.7 WiFi应用与开发 90

4.7.1 概述 90

4.7.2 串口命令模式 91

4.7.3 配置软件 92

4.7.4 配置软件示例 94

小结 101

练习 102

第5章 UHF无线数传技术 103

5.1 无线数传概述 104

5.2 CC1101硬件基础 105

5.2.1 CC1101芯片 105

5.2.2 CC1101模块 107

5.3 CC1101寄存器 109

5.3.1 寄存器空间 109

5.3.2 寄存器访问函数 112

5.4 CC1101应用编程基础 115

5.4.1 一般编程方法 115

5.4.2 SPI初始化 116

5.4.3 CC1101复位 117

5.4.4 CC1101初始化 120

5.4.5 发射功率设置 124

5.4.6 写/读FIFO数据 124

5.4.7 应用编程实例 127

小结 138

练习 139

第6章 GPRS技术 140

6.1 GPRS技术概述 141

6.1.1 概述 141

6.1.2 GPRS频段 142

6.1.3 GPRS功能 142

6.1.4 GPRS业务及应用场景 143

6.2 GPRS应用架构 144

6.2.1 GSM网络结构 144

6.2.2 GPRS网络结构 145

6.2.3 应用架构 145

6.3 GPRS模块 147

6.3.1 GPRS模块简介 147

6.3.2 GPRS模块硬件系统 149

6.4 GPRS应用与开发基础 152

6.4.1 概述 152

6.4.2 AT指令示例 153

6.4.3 AT指令测试 155

小结 161

练习 162

实 践 篇

实践1 无线通信技术概述 164

实践指导 164

?实践1.G.1 164

?实践1.G.2 166

实践2 AVR基本原理及应用 168

实践指导 168

?实践2.G.1 168

?实践2.G.2 171

?实践2.G.3 177

?实践2.G.4 185

实践3 蓝牙技术 190

实践指导 190

?实践3.G.1 190

?实践3.G.2 196

实践4 WiFi技术 211

实践指导 211

?实践4.G.1 211

?实践4.G.2 214

实践5 UHF无线数传技术 223

实践指导 223

?实践5.G.1 223

?实践5.G.2 227

实践6 GPRS技术 233

实践指导 233

?实践6.G.1 233

?实践6.G.2 234

?实践6.G.3 235

?知识拓展 241

附录1 ATmega16 I/O空间分配表 243

附录2 ATmega16熔丝位配置 245

附录3 蓝牙模块的AT指令集 249

附录4 WiFi模块的AT指令集 256

附录5 CC1101寄存器 264

附录6 MG323的AT指令集 268

本书从无线通信基础知识出发，详细讲解了AVR基本原理以及蓝牙、WiFi、UHF无线数传和GPRS技术四种典型的无线通信技术的基本特点和原理。以ATmega16为基础，以IAR-AVR为软件开发环境，分别介绍了基于蓝牙通信模块BLK-MD-BC04-B、WiFi通信模块WiFi-M03、433MHz无线数传模块CC1101、GPRS模块MG323的应用和开发，旨在让读者更清楚地掌握以上四种无线通信技术的应用和开发方法。
　　全书分为两篇：理论篇和实践篇。理论篇共有6章，分别为无线通信技术概述、AVR基本原理及应用、蓝牙技术、WiFi技术、UHF无线数传技术和GPRS技术，介绍了及基于蓝牙通信模块BLK-MD-BC04-B、WiFi通信模块WiFi-M03、433MHz无线数传模块CC1101、GPRS模块MG323的应用系统硬件电路的搭建及模块的初步使用。实践篇共有6章，分别与理论篇的6章内容相对应，讲解基于蓝牙通信模块BLK-MD-BC04-B、WiFi通信模块WiFi-M03、433 MHz无线数传模块CC1101、GPRS模块MG323的应用与开发实例，与配套的实验设备相结合完成实践教学。
　　本书偏重蓝牙、WiFi、UHF无线数传、GPRS四种典型无线通信技术的应用，采用理论与实践相结合的方法，将蓝牙、WiFi、UHF无线数传、GPRS技术运用于实践中，更深层地剖析了以上四种无线通信技术及其应用场合，为物联网关键技术的开发与应用奠定了坚实的基础。本书适用面广，可作为本科物联网工程、通信工程、电子信息工程、自动化、计算机科学与技术、计算机网络等专业相关课程的教材。