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| 內容簡介： |
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本书以Cypress公司的WICED Studio软件集成开发工具、Wi-Fi和蓝牙单芯片，以及PSoC6 MCU为基础，详细介绍了物联网中实现基于Wi-Fi和蓝牙技术的无线接入与应用方法。本书分为3篇，共12章，主要内容包括物联网基础、WICED Studio集成开发环境、驱动和控制外设的设计与实现、实时操作系统原理及应用、使用WICED-SDK库文件、Wi-Fi接入原理及实现、TCPIP套接字原理及实现方法、HTTP1.1协议的分析及应用、亚马逊云端连接和应用实现、蓝牙接入技术原理、蓝牙连接的实现和基本应用，以及蓝牙连接的实现和高级应用。 本书反映了基于Cypress公司软件和硬件产品开发物联网应用的新成果，系统化、模块化地介绍了在WICED Studio集成开发环境下将设备通过Wi-Fi和蓝牙技术接入物联网的实现方法。 本书在介绍这些内容时，注意理论和实践相结合，同时给出了大量的设计实例，使读者能够掌握这一新的设计技术，以便推动新物联网开发技术在国内的普及与推广。
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| 關於作者： |
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何宾 著名的嵌入式技术和EDA技术专家，长期从事电子信息技术方面的教学和科研工作，与全球多家知名的半导体厂商和EDA工具厂商大学计划保持紧密合作。目前已经出版电子信息技术方面的著作40余部，内容涵盖电路仿真、电路设计、可编程逻辑器件、数字信号处理、单片机、嵌入式系统、片上可编程系统等。典型的代表作有《模拟电子系统设计指南（基础篇）：从半导体、分立元件到TI集成电路的分析与实现》、《模拟电子系统设计指南（实践篇）：从半导体、分立元件到TI集成电路的分析与实现》、《Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计与实现-基于ARM Cortex-A9双核处理器和Vivado的设计方法》、《Altium Designer17一体化设计标准教程-从仿真原理和PCB设计到单片机系统》、《STC8系列单片机开发指南：面向处理器、程序设计和操作系统的分析与应用》、《Xilinx FPGA数字信号处理系统设计指南-基于HDL、Simulink和HLS的实现》等。
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| 目錄：
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第 1 篇
WICED集成开发环境介绍和基本应用
第1章物联网基础3
1.1物联网的定义3
1.2物联网中的技术5
1.3物联网架构6
1.3.1高级视图7
1.3.2功能结构7
1.3.3分层模型8
1.4物联网面临的挑战8
1.5Cypress提供的IoT开发平台9
第2章WICED Studio集成开发环境11
2.1WICED Studio的下载和安装11
2.1.1WICED Studio的下载11
2.1.2WICED Studio的安装13
2.1.3WICED SDK架构14
2.2WICED Studio软件主设计界面16
2.2.1 Project Explorer窗口18
2.2.2文档系统20
2.3WICED Studio支持的Wi-Fi芯片22
2.4运行第一个WICED设计23
2.4.1查找演示设计案例23
2.4.2项目的命名规则24
2.4.3生成新的Make Target24
2.4.4运行新生成的Make Target26
第3章驱动和控制外设的设计与实现29
3.1设计所使用硬件平台的特性与功能29
3.2设计并实现第一个WICED应用30
3.2.1复制设计模板31
3.2.2修改control_gpio.c文件33
3.2.3修改control_gpio.mk文件36
3.2.4生成新的Make Target37
3.2.5运行新生成的Make Target37
3.3中断程序的设计与实现37
3.3.1复制设计文件37
3.3.2生成新的Make Target40
3.3.3运行新生成的Make Target40
3.4脉冲宽度程序的设计与实现41
3.4.1复制设计文件41
3.4.2生成新的Make Target42
3.4.3运行新生成的Make Target42
3.5串口发送程序的设计与实现43
3.5.1复制设计文件43
3.5.2生成新的Make Target46
3.5.3运行新生成的Make Target46
3.6串口接收程序的设计与实现47
3.6.1复制设计文件48
3.6.2生成新的Make Target50
3.6.3运行新生成的Make Target50
3.7模拟-数字转换程序的设计与实现51
3.7.1复制设计文件51
3.7.2生成新的Make Target52
3.7.3运行新生成的Make Target53
第4章实时操作系统原理及应用54
4.1实时操作系统的功能54
4.2WICED RTOS抽象层55
4.3线程的原理及实现55
4.3.1线程的原理56
4.3.2线程的实现57
4.4信号量的原理及应用60
4.4.1信号量的原理60
4.4.2信号量的应用61
4.5互斥的原理及应用65
4.5.1互斥的原理65
4.5.2互斥的应用65
4.6队列的原理及应用69
4.6.1队列的原理69
4.6.2队列的应用70
4.7定时器的原理及应用73
4.7.1定时器的基本原理73
4.7.2定时器的应用74
第5章使用WICED-SDK库文件77
5.1WICED-SDK库文件架构77
5.2WICED-SDK库文件应用实例-网络测试78
5.2.1生成新的Make Target78
5.2.2运行新生成的Make Target78
5.2.3运行Iperf工具80
5.3WICED-SDK库文件应用实例-TFT显示81
5.3.1TFT显示模块硬件设计原理81
5.3.2复制设计文件82
5.3.3生成新的Make Target83
5.3.4运行新生成的Make Target83
第 2 篇
Wi-Fi接入技术和物联网应用
第6章Wi-Fi接入原理及实现87
6.1TCPIP网络协议栈87
6.2Wi-Fi接入技术中的基本术语89
6.3Wi-FiBT模组结构和功能92
6.3.1硬件连接原理92
6.3.2CYW4343W支持的标准和协议93
6.3.3CYW4343W WLAN MAC特性93
6.3.4CYW4343W WLAN PHY特性95
6.3.5CYW4343W WLAN射频子系统96
6.4WICED中提供的接入资源96
6.4.1设备配置表97
6.4.2WICED Wi-Fi SDK100
6.4.3返回值状态101
6.4.4文档102
6.4.5导引器103
6.5WICED设备连接到网络的实现104
6.5.1复制设计文件104
6.5.2生成新的Make Target106
6.5.3运行新生成的Make Target107
6.6打印WICED设备网络信息的实现108
6.6.1复制设计文件108
6.6.2生成新的Make Target110
6.6.3运行新生成的Make Target111
6.7在两个SSID之间切换的应用实现112
6.7.1复制设计文件112
6.7.2生成新的Make Target115
6.7.3运行新生成的Make Target115
第7章TCPIP套接字原理及实现方法117
7.1使用TCPIP套接字建立通信117
7.1.1TCP通信基本原理套接字117
7.1.2使用套接字的WICED TCP服务器和客户端118
7.1.3使用流发送和接收数据120
7.1.4使用WICED以TCP客户端形式用数据包传输数据121
7.1.5使用WICED以TCP服务器形式接收数据包123
7.2WICED套接字文档-非安全连接124
7.3安全性124
7.4X.509证书128
7.4.1基础知识128
7.4.2下载证书129
7.4.3创建自己的证书133
7.4.4在WICED中使用证书133
7.5带有TLS的TCPIP套接字135
第8章HTTP1.1协议的分析及应用139
8.1云的基本概念139
8.2应用层协议139
8.2.1超文本传输协议140
8.2.2消息队列遥测传输协议141
8.2.3约束应用协议142
8.2.4高级消息队列协议142
8.2.5JS对象标记143
8.3HTTP1.1协议详解143
8.3.1客户端请求144
8.3.2服务器响应147
8.3.3CURL工具148
8.3.4REST和RESTful API153
8.3.5WCIED HTTP1.1客服端库154
8.3.6Httpbin.org156
8.4非安全的HTTP连接157
8.4.1复制设计文件157
8.4.2生成新的Make Target163
8.4.3运行新生成的Make Target163
8.5安全的HTTP连接164
8.5.1复制设计文件165
8.5.2生成新的Make Target170
8.5.3运行新生成的Make Target170
8.6向网站提交数据-非安全连接171
8.6.1复制设计文件171
8.6.2生成新的Make Target175
8.6.3运行新生成的Make Target175
8.7向网站提交数据-安全连接176
8.7.1复制设计文件176
8.7.2生成新的Make Target181
8.7.3运行新生成的Make Target182
8.8使用Web API验证电话信息183
8.8.1通过浏览器访问该网站183
8.8.2复制设计文件185
8.8.3生成新的Make Target191
8.8.4运行新生成的Make Target191
8.9使用文本串发送请求的实现193
8.9.1复制设计文件193
8.9.2生成新的Make Target195
8.9.3运行新生成的Make Target195
第9章亚马逊云端连接和应用实现197
9.1亚马逊AWS物联网云服务概述197
9.2亚马逊AWS IoT云服务的资源198
9.3亚马逊AWS MQTT基本操作199
9.3.1注册账户199
9.3.2登录账户203
9.3.3AWS IoT教程204
9.3.4配置AWS IoT Thing的流程205
9.3.5主题211
9.3.6设备影子主题212
9.3.7将MQTT与AWS配合使用212
9.3.8将HTTPS与AWS配合使用213
9.3.9使用AWS MQTT测试客户端213
9.4在AWS云端发布消息的实现215
9.4.1复制和重命名证书文件215
9.4.2复制和修改设计文件216
9.4.3生成新的Make Target224
9.4.4运行新生成的Make Target225
9.5AWS云端订阅信息控制外设的实现227
9.5.1复制和修改设计文件227
9.5.2生成新的Make Target234
9.5.3运行新生成的Make Target234
9.6AWS云端订阅和发布消息的综合实现236
9.6.1设计目标236
9.6.2复制设计文件236
9.7AWS云端事物影子的操作实现237
9.7.1设计目标237
9.7.2复制设计文件237
第3篇
蓝牙接入技术和物联网应用
第10章蓝牙接入技术原理241
10.1蓝牙技术的起源241
10.2蓝牙技术的发展历程241
10.3蓝牙版本的演进242
10.4低功耗蓝牙模式246
10.5低功耗蓝牙协议246
10.5.1物理层247
10.5.2链路层248
10.5.3主机控制接口层250
10.5.4逻辑链路控制和自适应协议层251
10.5.5属性协议层251
10.5.6安全管理协议层251
10.5.7通用接入规范层251
10.5.8通用属性配置文件层252
10.5.9用户应用程序层253
10.6CYW4343W蓝牙子系统特性及功能253
10.6.1主要特性253
10.6.2蓝牙射频254
10.6.3蓝牙基带核256
10.6.4用于蓝牙的微处理器和存储器单元257
10.6.5蓝牙外围传输单元-PCM接口258
10.6.6蓝牙外围传输单元-UART接口259
10.6.7蓝牙外围传输单元-I2S接口259
第11章蓝牙连接的实现和基本应用260
11.1WICED BLE系统实现的任务260
11.1.1打开WICED蓝牙协议栈260
11.1.2开始广播261
11.1.3进行连接262
11.1.4交换数据262
11.2广播包263
11.3属性、GAP和GATT数据库265
11.3.1属性265
11.3.2配置文件-服务-特征265
11.3.3在GATT数据库中的服务声明266
11.3.4GATT数据库中特征的声明266
11.4WICED蓝牙协议栈事件268
11.4.1重要的蓝牙管理事件268
11.4.2重要的GATT事件268
11.4.3重要的GATT子事件268
11.5WICED蓝牙固件架构269
11.5.1打开协议栈269
11.5.2开始广播270
11.5.3进行连接271
11.5.4交换数据读（从中心）271
11.5.5交换数据写（从中心）272
11.6WICED GATT数据库实现272
11.6.1gatt_database[]273
11.6.2gatt_db_ext_attr_tbl274
11.6.3用于值的uint8_t数组275
11.6.4应用程序接口275
11.7使用CySmart控制LED灯的设计与实现276
11.7.1安装CySmart软件工具276
11.7.2复制设计文件276
11.7.3生成新的Make Target277
11.7.4运行新生成的Make Target277
第12章蓝牙连接的实现和高级应用284
12.
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前言
近些年来，随着信息技术的不断发展，物联网技术也蓬勃发展，它越来越多地出现在人们的日常生活中（如移动支付、滴滴打车等），改变了人们的传统生活方式，使得人们的生活更加便捷高效。作为全球知名的半导体公司Cypress（中文名为塞普拉斯），也敏锐地意识到物联网技术在未来将会越来越普及，各种新的应用需求会越来越多。
在2016年，赛普拉斯以5.5亿美元现金收购了博通的无线物联网业务，包括Wi-Fi、蓝牙和ZigBee物联网产品线，以及相关知识产权，其中还包括WICED软件开发平台及其开发者生态系统。众所周知，博通是苹果手机无线方案的供应商，因此当塞普拉斯完成对博通无线物联网业务的收购以后，它在物联网方面为用户提供解决方案的实力显著提高，再加上塞普拉斯原来一些具有特色的物联网产品，使其在物联网市场上将占有更大的市场份额。
在2017年7月，受Cypress公司委托，作者决定编写一本基于Cypress软件和硬件产品线的物联网书籍，以满足国内越来越多的物联网开发需求，同时也满足国内高等院校物联网等相关专业开设物联网课程的迫切要求。物联网技术主要涉及物的信息感知和处理、物的无线网络接入和数据的无线传输，以及云端应用三大部分。而Cypress公司的MCU，尤其是PSoC产品线，具有高度智能的信息感知和处理能力，其Wi-Fi 蓝牙单芯片方案具有实现无线网络接入和数据传输能力，通过其WICED Studio集成开发环境，用户可以完整地实现信息的感知和处理、无线接入、数据传输，以及云端应用，因此能够满足物联网开发人员和学生学习物联网开发技术的要求。
本书内容涵盖了信息感知、无线接入和云端应用三大部分，全书分为3篇，共12章，主要内容包括物联网基础、WICED Studio集成开发环境、驱动和控制外设的设计与实现、实时操作系统原理及应用、使用WICED-SDK库文件、Wi-Fi接入原理及实现、TCPIP套接字原理及实现方法、HTTP1.1协议的分析及应用、亚马逊云端连接和应用实现、蓝牙接入技术原理、蓝牙连接的实现和基本应用，以及蓝牙连接的实现和高级应用。
注：Cypress也提供ZigBee无线接入产品，但是由于目前在国内尚未大量应用，所以在本书中并没有涉及相关内容。
编写一本高质量的物联网书籍必须要参考厂商第一手的技术资料和培训资料，在编写本书的过程中参考了Cypress公司培训小组所编写的WICED Wi-Fi培训资料和设计实例，这些资料能够全面反映物联网技术的发展和应用方法，基本涵盖了物联网应用中所涉及的主要技术。
在本书编写完成的时候，才真正体会到什么叫IoT设计的一气呵成，这也就是为什么作者强烈推荐Cypress物联网软件和硬件开发平台的原因，不仅解决物联网的应用要求，而且还很清楚地说明了物联网物物相连的本质原理。
在编写本书的过程中，Cypress公司的李石磊先生为作者申请了免费的硬件开发平台CY8CKIT-062-Wi-Fi-BT，潘宇峰先生解答了在编写本书过程中所遇到的技术问题，魏荣女士帮助作者联系了Cypress的物联网应用伙伴。Cypress公司的全球技术支持工程师也通过电子邮件和网络解答了作者提出的各种技术问题。这是教育界和工业界又一次密切的产学研合作，通过这种合作，保证了书中所编写的内容能够全面地、客观地、正确地反映Cypress产品在物联网应用方面的最新成果与最新的设计方法。此外，在编写本书的过程中，张艳辉、汤宗美和王中正参与了本书所用例子的移植和验证，并编写了部分章节的内容。在此，特别向给予作者支持的Cypress公司的各位人士表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，编写时间仓促，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正。
作 者
2018年12月于北京
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