前言

党的二十大报告指出：教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战
略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科
教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展
新动能新优势。高等教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、
增进人民福祉具有重要意义。
无线传感器网络综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理
等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时
感知、采集和监测，这些信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传输到用户终
端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。传统的无线网络关心的
是如何在保证通信质量的情况下实现昀大的数据吞吐率，而无线传感器网络主要用于实现
不同环境下各种缓慢变化参数的检测，通信速率并不是其主要考虑的因素，它昀关心的问
题是在体积小、布局方便以及能量有限的情况下尽可能地延续目前的网络生命周期。 
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，主要用于在距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输，因此非常适用于家电和小型电子设备的无线控制指令传输。其典型的传输数据类型有周期性数据（如传感器）、间歇性数据（如照明控制）和重复低反应时间数据（如鼠标）。由于其节点体积小，且能自动组网，所以布局十分方便；又因其强调由大量的节点进行群体协作，网络具有很强的自愈能力，任何一个节点的失效都不会对整体任务的完成造成致命性影响，所以
特别适合用来组建无线传感器网络。
利用 ZigBee技术实现无线传感器网络，主要需要考虑通信节点的硬件设计，包括传感
数据的获得及发送，以及实现相应数据处理功能所必需的应用软件开发。 TI（德州仪器）公
司的 CC2530芯片是实现 ZigBee技术的优秀解决方案，完全符合 ZigBee技术对节点“体
积小、能耗低”的要求。另外， TI公司还提供了 Z-Stack协议栈，尽可能地减少了开发者
开发通信程序的工作量，使开发者能专注于实现业务逻辑。
本书的主要编写目的是从实训的角度为读者解析利用 ZigBee 技术开发使用 CC2530芯
片和 Z-Stack 协议栈实现的无线传感器网络的各个要点，由浅入深地讲述如何开发具体的
无线传感器网络系统。 
..内容概述
本书第 1～3章概述了无线传感器网络的基本理论。其中，第 1章介绍无线传感器网络的主要概念，第 2章主要介绍 IEEE 802.15.4无线传感器网络的通信标准，第 3章主要介绍 ZigBee无线传感器网络的通信标准，使读者对无线传感器网络有整体上的认识。

第 4章讲述 ZigBee开发平台。
第 5 章基于核心芯片 CC2530内部硬件模块设计若干基础实验，使读者熟悉核心芯片 CC2530的主要功能。
第 6 章和第 7 章介绍如何使用 CC2530 控制各种常见的传感器。第 6 章讲述数字温湿度传感器 DHT11、光强度传感器模块等常见的传感器操作方法。第 7章介绍使用 CC2530实现红外信号的收发操作。
第 8章深入介绍 Z-Stack协议栈，讲述 Z-Stack的一些基本概念、 Z-Stack轮询式操作系统的工作原理，以及 Z-Stack串口机制和绑定机制，使读者初步掌握 Z-Stack的工作机制。
第 9～11章介绍 Z-Stack协议栈开发的 3个项目：智能家居系统、智能温室系统和学生考勤管理系统。
第 12章介绍 ZigBee协议新版本 ZigBee 3.0。 
..相关资源
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由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请读者批评指正。
编 者 
2024年 5月