本书结合国家物联网专业学生培养及物联网新兴产业的发展，从面向实际应用及培养大学生实践能力出发，由浅入深讲解物联网系统的软硬件设计。教材包括6章，分别是物联网系统概论、物联网设计所需基本仪器使用方法、物联网电路设计及仿真、物联网印刷电路板的设计、物联网系统软件设计、典型物联网系统设计，本书各章节逐步进行深入，符合大学生的实践创新能力培养规律。本书融入了主编多年教学科研成果，多个例程均来自负责主持的科研项目及指导的学生科技竞赛项目，例如：“基于物联网的废气监测仪的设计”和“基于物联网的水质远程分析科学决策智能化环保系统”分别获得过2013年和2011年全国大学生“挑战杯”竞赛陕西赛区特等奖及全国二等奖。

　　本书可作为高等院校电子信息类专业物联网设计及应用的教材,也可作为计算机类、仪器仪表类、环境类专业学生及电子爱好者的参考用书。

第1章　物联网系统概论　1

1.1　物联网的定义　1

1.2物联网的体系架构　2

1.2.1　物联网的框架结构　2

1.2.2　感知层　3

1.2.3网络层　6

1.2.4应用层　7

1.3　射频识别（RFID）技术　9

1.3.1RFID的组成　9

1.3.2　RFID工作原理　10

1.3.3　RFID的技术标准　11

1.4　ZigBee技术　12

1.4.1　ZigBee技术概述　12

1.4.2　ZigBee协议规范　14

1.5无线传感网络技术　15

1.5.1　无线传感网络概述　16

　1.5.2无线传感网络关键技术　17

1.5.3　无线传感网络协议　18

1.6　无线传感器网络定位技术　21

1.6.1　定位技术综述　21

1.6.2　基于距离的定位方法　23

1.6.3基于非测距的定位算法　24

1.7　物联网通信技术　26

1.7.1　无线接入网技术　26

1.7.2基于光传输的接入网技术　28

1.8　物联网系统的应用前景　29

课后题　31

第2章　物联网设计所需基本仪器使用方法　31

2.1　示波器　32

2.1.1　功能检查　33

2.1.2　设置垂直系统　34

2.1.3　设置水平系统　35

2.1.4　设置触发系统　36

2.2　信号发生器　37

2.2.1信号发生器面板介绍　38

2.2.2　信号发生器的使用　39

2.3　频谱分析仪　39

2.3.1　频谱分析仪的技术指标　41

2.3.2　频谱分析仪的使用方法　42

2.3.2　测试流程　43

课后题　45

第3章　物联网系统设计与仿真　45

3.1物联网电路原理图设计　46

3.1.1项目说明　46

3.1.2电路原理图设计的流程　46

3.1.3原理图设计编辑界面　46

3.1.4原理图菜单栏、工具栏及工作面板　47

3.1.5绘制仪用AD转换电路原理图　50

3.1.6层次化原理图设计　65

3.2　物联网电路仿真　73

3.2.1　项目说明　73

3.2.2电路仿真的基本概念　73

3.2.3放置电源及仿真激励源　74

3.2.4仿真分析的参数设置　80

3.2.5特殊仿真元器件的参数设置　83

3.2.6电路仿真的基本方法　91

课后题　96

第4章　物联网系统的印刷电路板设计　100

4.1　PCB编辑器的功能特点　100

4.2　PCB界面简介　101

4.3　电路板物理结构及环境参数设置　102

4.4　PCB的设计流程　105

4.5　设置电路板工作层面　105

4.6“Preferences”的设置　111

4.7在PCB文件中导入原理图网络表信息　112

4.8　元件的自动布局　117

4.9　元件的手动调整布局　121

4.10　电路板的自动布线　127

4.11　电路板的手动布线　155

4.12　添加安装孔　157

4.13　覆铜和补泪滴　158

4.14　3D效果图　162

4.15网络密度分析　163

课后题　164

第5章　物联网系统软件设计　167

5.1虚拟仪器及LabVIEW概述　167

5.2　LabVIEW软件的安装　168

5.3　LabVIEW的操作环境　170

5.3.1编辑面板　170

5.3.2工具栏　170

5.3.3工具模板（Tools　Palette）　171

5.4　LabVIEW基础　171

5.4.1数据运算　171

5.4.2　布尔型　173

5.4.3　数组　175

5.4.4　簇　179

5.4.5　字符串　182

5.5　程序结构　187

5.5.1　For循环　187

5.5.2　条件结构　191

5.5.3　事件结构　193

5.5.4　定时结构　196

5.6　图像显示　199

5.6.1　波形图表　199

5.6.2　波形图　201

5.6.3　XY图　203

5.6.4　强度图　205

5.6.5　数字波形图　205

5.7　文件系统　209

5.7.1　文件I/O　209

5.7.2　文本文件　212

5.7.3　电子表格文件　213

5.7.4　二进制文件　215

5.7.5　波形文件　216

5.7.6　TDMS文件　218

5.8　数学计算　220

5.8.1　分析中的数学计算　220

5.8.2　信号分析　239

5.9　实例　247

5.9.1　PC与单个单片机串口通信　247

5.9.2　短信接收与发送　254

课后题　280

第6章　典型物联网系统设计　282

6.1在线超声波测距仪　283

6.1.1电子模块准备　283

6.1.2设计步骤　285

6.1.3　程序分析　293

6.2基于物联网的废气监测仪　293

6.2.1电子模块准备　293

6.2.2设计步骤　294

6.2.3　程序分析　299

6.3　基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统　299

6.3.1电子模块准备　299

6.3.2设计步骤　301

6.3.3程序分析　306

6.4水质远程智能化监测系统设计　307

6.4.1总体设计　307

6.4.2　系统硬件设计　307

6.4.3系统下位机软件设计　319

6.4.4　上位机软件设计　333

6.4.5　网络通信功能测试　341

6.4.6水质远程智能化监测系统设计总体　344

课后题　344

附录A　在线超声波测距仪程序

附录B　基于物联网的废气监测仪设计程序

附录C　基于NRF2401无线模块的温度远程传输系统设计程序

参考文献