stm32的物联网开发应用系统设计
摘 要随着时代的发展，通信技术有了很大的提高，在经历了2008年的金融危机之后，各国都在寻找，新的经济增长点。物联网从它的诞生到发展，经历了一个漫长的过程，当时物联网正处于一个高速发展的阶段，所以各国政府都把目光放在了物联网的技术上。这也刺激了物联网行业的发展。从此也后，越来越多的人们关注到了物联网这一新兴事物。行业的大发展涌入了更多的资金。现在的物联网已经和很多其他行业相交融，在未来很多的事物将通过物联网实施信息的交换。本课题主要是向人们介绍一款物联网的开发应用系统。该系统硬件主要包括以STM32F103XX系列芯片构成的微型控制器单元，ZigBee无线通信模块和RFID阅读器单元。STM32F103XX系列芯片因其强大的资源和很高的性价比，成为微控制单元主控芯片的不二选择，ZigBee所采用的芯片是常用的CC2530专用芯片，RFID阅读器模块选用了TRF796X芯片。同时为了方便以后的扩展，设计中还预留了接口，以供GPRS模块连接，做到能够把信息发送到用户手机。在顶层应用软件中，我们通过微控制芯片处理各部分数据，并通过液晶屏来显示。本设计可以为其他物联网的设计提供一个平台。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2国内外发展状况 1
1.3前期准备 2
1.4论文设计 3
1.5本章小结 3
第二章 系统方案设计 4
2.1系统整体结构框图 4
2.2工作原理 4
2.3方案论证 5
2.4本章小结 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1电源电路 7
3.2微控制单元电路 7
3.3射频识别模块电路 9
3.4 ZigBee模块电路 10
3.5本章小结 13
第四章 系统软件设计 14
4.1硬件开发工具 14
4.2软件开发工具 14
4.3软件流程 14
4.4本章小结 16
第五章 系统连接调试 17
5.1 PCB电路板的制作 17
5.2系统
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调试 17
5.3本章小结 18
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
附录A 22
第一章 绪论
1.1背景意义
早在1999年，物联网就被提出，它主要是通过以下几种技术来实现的，红外感应技术，气体感应技术，激光扫描技术，射频识别（RFID）技术，全球定位技术等。物联网可以把任何一种物体，通过某些特定的方式与互联网连接。它能够实现物体之间的信息交换。物联网能够极大的提高智能化程度，方便人们对物体信息进行识别，监控，跟踪，定位和管理。通常，我们又把物联网称为，“物物相连的互联网”。
现如今，物联网是当下几乎所有技术与计算机技术、互联网技术相结合，它实现了物与物之间的信息的实时共享，对实时性要求很高。在广义范畴里，凡是涉及到计算机与互联网的应用，都可以被称为物联网。物联网具有三个重要特征，即：智能、先进、互联。实现所有物品和网络的连接，是物联网的最终目的。物联网能够使这些物体更加方便地识别，同时，也易于人们的管理和控制。
在所有的信息技术中，物联网有着举足轻重的地位。物联网技术也是“信息化”时代的重要组成部分。“Internet of things”是物联网的英文名称。从字面上看来，物联网就是物物相连的互联网。由此可知，物联网的基础与核心仍然是互联网，任何物体都可以被连接到网络，从而达到信息交换与通信的目的。物联网技术被广泛的应用于各个网络之间的融合。物联网的高速发展，掀起了世界信息行业发展的第三次浪潮。物联网脱离不了互联网的基础应用，它是不断的延伸和发展，本质上物联网还是属于一种应用。因此，物联网的核心就是在应用的基础上，进行不断的创新，用户体验是今后物联网发展的重要方向。
1.2国内外发展状况
在2009年8月中旬，温家宝总理在无锡视察期间，其中有关“感知中国”的讲话在社会上引起广泛的关注，把我们国家在物联网领域的研究以及应用开发，从低谷推向了一个新的高潮。同年，在无锡市率先设立了“感知中国”的研究中心。中科院、电信运营商、国内众多大学相继在无锡建立了有关物联网研究的研究单位，江南大学还创立了全国第一家实体的物联网工厂学院。从此以后,政府把物联网正式纳为国家五大新兴战略性产业之一，在中国，物联网受到了全社会极大的关注，在美国，日本，德国，以及其他国家，物联网的受关注程度与在中国不可相比。 截至2010年年底，国家发改委、工信部等部委会同有关部门，加大了对新一代信息技术的研究在，出台了许多新的政策，促进了新一代信息技术的发展，从而实现该行业的可持续发展，为我国经济建设的发展作出了重要的贡献。物联网作为我们国家新经济增长战略的重要新兴产业，关乎到国民经济的发展，它具有广阔的市场前景和良好的经济效益。
国外，早在1990年施乐公司就推出了一种网络可乐贩售机——Networked Coke Machine，它可以被称为物联网的第一次实践。在1991年，美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授第一次在公共领域提出了物联网这一概念。在1995年，美国微软公司的创始人比尔盖茨先生，也在《未来之路》中提到了物联网，不过在当时，并没有太多的人重视它。在1999年，美国麻省理工学院提出了“万物皆可通过网络互联”的口号，并且首次为物联网做了基本的定义。同年，他们在全美创建了首家“自动识别中心”。在早期，物联网是一种物流网络，它主要依托射频识别技术，随着应用技术的高速发展，物联网的含义发生了巨大变化。到了2003，美国的《技术评论》杂志提出了一种新的观点，他们认为传感网络技术将会极大的改变人们的生活方式。在2004年，日本政府提出uJapan计划，物联网技术是该战略的核心。在2005年年底，突尼斯政府举办了世界信息技术社会峰会。在会上，国际电信联盟将“物联网”的概念引用在了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告中。
为了促进科技的发展，2008年以后，面对世界经济危机，各国都在寻找新的国民经济增长点。在通信技术领域，物联网技术变得尤为重要。世界发达国家都很重视物联网的发展，并且为它做了很多研究和调查，为此也出台了很多政策，促进了整个物联网行业的发展。
1.3前期准备
根据课题的要求：设计一款基于ARM CortexM3内核STM32芯片的物联网开发应用系统的框架结构，主要包括系统总体结构、硬件各部分电路设计以及软件设计。该系统涵盖了嵌入式系统、RFID、ZigBee以及无线传感器网络等重要的物联网核心技术。因此，需要掌握以下知识。
1、STM32F103系列芯片
掌握该系列芯片的最小系统，学会用C语言对它的IO口进行设置。
2、CC2530单片机
掌握CC2530单片机最小系统的设计，同时学会对该单片机的IO口外设进行配置等。
3、ZigBee通信协议
通过在图书馆和在互联网上查阅有关资料，掌握ZigBee通信协议的基本概念、拓扑结构以及协议的相关规定，为系统通信做准备。
4、RFID技术
通过查阅图书馆资料文献，以及使用互联网，了解RFID技术和相应模块的使用
5、硬件设计
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2国内外发展状况 1
1.3前期准备 2
1.4论文设计 3
1.5本章小结 3
第二章 系统方案设计 4
2.1系统整体结构框图 4
2.2工作原理 4
2.3方案论证 5
2.4本章小结 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1电源电路 7
3.2微控制单元电路 7
3.3射频识别模块电路 9
3.4 ZigBee模块电路 10
3.5本章小结 13
第四章 系统软件设计 14
4.1硬件开发工具 14
4.2软件开发工具 14
4.3软件流程 14
4.4本章小结 16
第五章 系统连接调试 17
5.1 PCB电路板的制作 17
5.2系统
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
调试 17
5.3本章小结 18
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
附录A 22
第一章 绪论
1.1背景意义
早在1999年，物联网就被提出，它主要是通过以下几种技术来实现的，红外感应技术，气体感应技术，激光扫描技术，射频识别（RFID）技术，全球定位技术等。物联网可以把任何一种物体，通过某些特定的方式与互联网连接。它能够实现物体之间的信息交换。物联网能够极大的提高智能化程度，方便人们对物体信息进行识别，监控，跟踪，定位和管理。通常，我们又把物联网称为，“物物相连的互联网”。
现如今，物联网是当下几乎所有技术与计算机技术、互联网技术相结合，它实现了物与物之间的信息的实时共享，对实时性要求很高。在广义范畴里，凡是涉及到计算机与互联网的应用，都可以被称为物联网。物联网具有三个重要特征，即：智能、先进、互联。实现所有物品和网络的连接，是物联网的最终目的。物联网能够使这些物体更加方便地识别，同时，也易于人们的管理和控制。
在所有的信息技术中，物联网有着举足轻重的地位。物联网技术也是“信息化”时代的重要组成部分。“Internet of things”是物联网的英文名称。从字面上看来，物联网就是物物相连的互联网。由此可知，物联网的基础与核心仍然是互联网，任何物体都可以被连接到网络，从而达到信息交换与通信的目的。物联网技术被广泛的应用于各个网络之间的融合。物联网的高速发展，掀起了世界信息行业发展的第三次浪潮。物联网脱离不了互联网的基础应用，它是不断的延伸和发展，本质上物联网还是属于一种应用。因此，物联网的核心就是在应用的基础上，进行不断的创新，用户体验是今后物联网发展的重要方向。
1.2国内外发展状况
在2009年8月中旬，温家宝总理在无锡视察期间，其中有关“感知中国”的讲话在社会上引起广泛的关注，把我们国家在物联网领域的研究以及应用开发，从低谷推向了一个新的高潮。同年，在无锡市率先设立了“感知中国”的研究中心。中科院、电信运营商、国内众多大学相继在无锡建立了有关物联网研究的研究单位，江南大学还创立了全国第一家实体的物联网工厂学院。从此以后,政府把物联网正式纳为国家五大新兴战略性产业之一，在中国，物联网受到了全社会极大的关注，在美国，日本，德国，以及其他国家，物联网的受关注程度与在中国不可相比。 截至2010年年底，国家发改委、工信部等部委会同有关部门，加大了对新一代信息技术的研究在，出台了许多新的政策，促进了新一代信息技术的发展，从而实现该行业的可持续发展，为我国经济建设的发展作出了重要的贡献。物联网作为我们国家新经济增长战略的重要新兴产业，关乎到国民经济的发展，它具有广阔的市场前景和良好的经济效益。
国外，早在1990年施乐公司就推出了一种网络可乐贩售机——Networked Coke Machine，它可以被称为物联网的第一次实践。在1991年，美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授第一次在公共领域提出了物联网这一概念。在1995年，美国微软公司的创始人比尔盖茨先生，也在《未来之路》中提到了物联网，不过在当时，并没有太多的人重视它。在1999年，美国麻省理工学院提出了“万物皆可通过网络互联”的口号，并且首次为物联网做了基本的定义。同年，他们在全美创建了首家“自动识别中心”。在早期，物联网是一种物流网络，它主要依托射频识别技术，随着应用技术的高速发展，物联网的含义发生了巨大变化。到了2003，美国的《技术评论》杂志提出了一种新的观点，他们认为传感网络技术将会极大的改变人们的生活方式。在2004年，日本政府提出uJapan计划，物联网技术是该战略的核心。在2005年年底，突尼斯政府举办了世界信息技术社会峰会。在会上，国际电信联盟将“物联网”的概念引用在了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告中。
为了促进科技的发展，2008年以后，面对世界经济危机，各国都在寻找新的国民经济增长点。在通信技术领域，物联网技术变得尤为重要。世界发达国家都很重视物联网的发展，并且为它做了很多研究和调查，为此也出台了很多政策，促进了整个物联网行业的发展。
1.3前期准备
根据课题的要求：设计一款基于ARM CortexM3内核STM32芯片的物联网开发应用系统的框架结构，主要包括系统总体结构、硬件各部分电路设计以及软件设计。该系统涵盖了嵌入式系统、RFID、ZigBee以及无线传感器网络等重要的物联网核心技术。因此，需要掌握以下知识。
1、STM32F103系列芯片
掌握该系列芯片的最小系统，学会用C语言对它的IO口进行设置。
2、CC2530单片机
掌握CC2530单片机最小系统的设计，同时学会对该单片机的IO口外设进行配置等。
3、ZigBee通信协议
通过在图书馆和在互联网上查阅有关资料，掌握ZigBee通信协议的基本概念、拓扑结构以及协议的相关规定，为系统通信做准备。
4、RFID技术
通过查阅图书馆资料文献，以及使用互联网，了解RFID技术和相应模块的使用
5、硬件设计
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