本书是一本综合性物联网通信实验教材,聚焦智能物联网通信技术,构建了从底层物理通信机制到高层智能物联网应用的完整实验体系。全书共7章,涵盖了物理层的基带信号分析、基带码型分析、频带信号调制、多载波调制,数据链路层的信道编码、ARQ传输,网络层的DSDV、AODV、LEACH路由协议,传输层的TCP、UDP及新兴QUIC协议,应用层的MQTT、CoAP、LwM2M协议;设计了串口和Modbus、ZigBee、蓝牙和星闪、Wi-Fi、LoRa和5G NB-IoT、4G LTE Cat.1、RedCap等通信技术的实验案例。此外,本书还引入了手写数字识别、人脸识别智能监控、越界检测、智能家居控制、大模型应用、高空抛物检测等智能物联网通信系统实验。每个实验均按实验内容、实验原理、实验步骤、实验结果四部分组织内容,为读者搭建了从理论到实践的完整学习框架。本书配套的4个附录提供了Ubuntu系统下UHD和GNU Radio安装、GRC流图搭建、OOT创建等实操技术指导。本书可作为高等院校物联网工程、通信工程、电子信息工程、人工智能等专业的实验教材或参考书,为相关专业的教学与科研提供有力支持。
陈勇,1982年出生,硕士。2008年获得武汉理工大学通信与信息系统专业硕士学位。2008年至2020年在深圳电器公司任职软件工程师、项目负责人、部门经理等职,从事无线通信和嵌入式软件开发,主持和参与多个产品的调研论证、研制、生产和交付全过程。2020年至今在深圳技术大学大数据与互联网学院任职实验师。研究领域主要包括:智能物联网技术、嵌入式软件等,申请专利2项。目前实验教学课程:物联网通信技术、RFID原理及应用、传感器原理及应用、单片机基础与实践、操作系统等。
第1章 物理层实验
1.1 基带信号分析
1.1.1 实验内容
1.1.2 实验原理
1.1.3 实验步骤
1.1.4 实验结果
1.2 基带码型分析
1.2.1 实验内容
1.2.2 实验原理
1.2.3 实验步骤
1.2.4 实验结果
1.3 频带信号调制
1.3.1 实验内容
1.3.2 实验原理
1.3.3 实验步骤
1.3.4 实验结果
1.4 多载波调制
1.4.1 实验内容
1.4.2 实验原理
1.4.3 实验步骤
1.4.4 实验结果
第2章 数据链路层实验
2.1 信道编码
2.1.1 实验内容
2.1.2 实验原理
2.1.3 实验步骤
2.1.4 实验结果
2.2 ARQ传输
2.2.1 实验内容
2.2.2 实验原理
2.2.3 实验步骤
2.2.4 实验结果
第3章 网络层实验
3.1 DSDV路由协议
3.1.1 实验内容
3.1.2 实验原理
3.1.3 实验步骤
3.1.4 实验结果
3.2 AODV路由协议
3.2.1 实验内容
3.2.2 实验原理
3.2.3 实验步骤
3.2.4 实验结果
3.3 LEACH路由协议
3.3.1 实验内容
3.3.2 实验原理
3.3.3 实验步骤
3.3.4 实验结果
第4章 传输层实验
4.1 TCP协议
4.1.1 实验内容
4.1.2 实验原理
4.1.3 实验步骤
4.1.4 实验结果
4.2 UDP协议
4.2.1 实验内容
4.2.2 实验原理
4.2.3 实验步骤
4.2.4 实验结果
4.3 QUIC协议
4.3.1 实验内容
4.3.2 实验原理
4.3.3 实验步骤
4.3.4 实验结果
第5章 应用层实验
5.1 MQTT协议
5.1.1 实验内容
5.1.2 实验原理
5.1.3 实验步骤
5.1.4 实验结果
5.2 CoAP协议
5.2.1 实验内容
5.2.2 实验原理
5.2.3 实验步骤
5.2.4 实验结果
5.3 LwM2M协议
5.3.1 实验内容
5.3.2 实验原理
5.3.3 实验步骤
5.3.4 实验结果
第6章 典型通信系统实验
6.1 串口和Modbus
6.1.1 实验内容
6.1.2 实验原理
6.1.3 实验步骤
6.1.4 实验结果
6.2 Zigbee
6.2.1 实验内容
6.2.2 实验原理
6.2.3 实验步骤
6.2.4 实验结果
6.3 蓝牙和星闪
6.3.1 实验内容
6.3.2 实验原理
6.3.3 实验步骤
6.3.4 实验结果
6.4 Wi-Fi
6.4.1 实验内容
6.4.2 实验原理
6.4.3 实验步骤
6.4.4 实验结果
6.5 LoRa和5G NB-IoT
6.5.1 实验内容
6.5.2 实验原理
6.5.3 实验步骤
6.5.4 实验结果
6.6 4G LTE Cat.1
6.6.1 实验内容
6.6.2 实验原理
6.6.3 实验步骤
6.6.4 实验结果
6.7 RedCap
6.7.1 实验内容
6.7.2 实验原理
6.7.3 实验步骤
6.7.4 实验结果
第7章 智能物联网通信系统实验
7.1 手写数字识别
7.1.1 实验内容
7.1.2 实验原理
7.1.3 实验步骤
7.1.4 实验结果
7.2 人脸识别智能监控
7.2.1 实验内容
7.2.2 实验原理
7.2.3 实验步骤
7.2.4 实验结果
7.3 越界检测
7.3.1 实验内容
7.3.2 实验原理
7.3.3 实验步骤
7.3.4 实验结果
7.4 智能家居控制
7.4.1 实验内容
7.4.2 实验原理
7.4.3 实验步骤
7.4.4 实验结果
7.5 大模型应用
7.5.1 实验内容
7.5.2 实验原理
7.5.3 实验步骤
7.5.4 实验结果
7.6 高空抛物检测
7.6.1 实验内容
7.6.2 实验原理
7.6.3 实验步骤
7.6.4 实验结果
附录A Ubuntu系统安装UHD和GNU Radio
附录B GRC流图搭建及运行
附录C 使用gr_modtool创建Python OOT
附录D 使用gr_modtool创建C++ OOT
参考文献