nRF24AP2單片ANT超低功耗無線網絡原理及高級應用（簡體書）

《nRF24AP2單片ANT超低功耗無線網絡原理及高級應用》以nRF24AP2系列單片超低功耗ANT無線網絡芯片為對象，詳細介紹了ANT無線網絡概念、原理及應用。尤其是從應用角度，對ANT無線網絡進行了深入探討。此外還介紹了開發環境的建立，以及ANT無線傳感網教學開發實驗平臺。
以應用為背景，以實戰為目的，提供ANT各功能模塊C源代碼及詳細說明，可使讀者可在較短的時間內理解并應用ANT無線網絡技術。
《nRF24AP2單片ANT超低功耗無線網絡原理及高級應用》從實踐出發，以應用為目標，可作為個人、學生、無線愛好者、工程師學習無線設計的入門及提高讀物，或作為高等院校的計算機、電子、自動化、無線通信等專業相關課程的教材。

譚暉，在哈爾濱工業大學多年從事專用通信科研工作，曾獲國家科技進步獎，國家教委科技進步獎，省科技進步獎等，在創新領域做了一定的工作，擁有國內外多項專利，長期從事中短距離無線技術研究。

《nRF24AP2單片ANT超低功耗無線網絡原理及高級應用》是無線單片機技術叢書之一。

第1章 ANT超低功耗無線網絡簡介
1.1 低功耗無線網絡應用背景
1.2 何為ANT網絡
1.3 Zigbee與ANT無線網絡的特點
1.3.1 超低功耗特性
1.3.2 低系統成本及開發成本
1.3.3 靈活的網絡拓撲結構
1.4 ANT低功耗無線網絡的基本概念
1.4.1 ANT無線網絡節點
1.4.2 ANT無線網絡通道
1.4.3 ANT無線網絡的基本工作方式
1.4.4 搜索、配對
1.4.5 跳頻工作
1.4.6 ANT無線網絡的組網方式
1.5 2.4GHz無線鏈路的預測
1.5.1 自由空間電波傳播基礎
1.5.2 自由空間下2.4GHz頻段的無線鏈路預測
1.5.3 在實際環境下2.4GHz頻段的無線鏈路預測
1.5.4 增加2.4GHz無線通信距離的方法
1.5.5 無線鏈路預測工具

第2章 2.4GHz單片ANT超低功耗無線網絡芯片nRF24AP2
2.1 nRF24.AP2介紹
2.1.1 nRF24.AP2特性
2.1.2 nRF24.AP2應用領域
2.2 nRF24AP2概述
2.2.1 nRF24.AP2功能
2.2.2 nRF24.AP2的內部框圖
2.2.3 nRF24.AP2芯片引腳分配
2.2.4 nRF24AP2引腳功能
2.3 nRF24AP2的射頻收發器
2.3.1 nRF24AP2射頻收發器功能
2.3.2 nRF24AP2射頻收發器內部框圖
2.4 ANT協議概述
2.4.1 ANT內部框圖
2.4.2 ANT功能說明
2.5 nRF24AP2與微處理器的接口方式
2.5.1 微處理器接口功能
2.5.2 異步串行接口
2.5.3 同步串行接口
2.6 nRF24AP2片內振蕩器
2.6.1 振蕩器特性
2.6.2 振蕩器內部框圖
2.6.3 振蕩器功能描述
2.7 nRF24AP2工作條件
2.8 nRF24AP2電氣特性
2.8.1 nRF24AP2特定應用下的電流消耗
2.8.2 電流計算實例
2.9 nRF24.AP2絕對最大額定值
2.10 nRF24AP2封裝尺寸規格
2.11 nRF24AP2應用范例
2.11.1 PCB設計指南
2.11.2 同步（位）模式原理圖
2.11.3 同步（字節）模式原理圖
2.11.4 異步模式原理圖
2.11.5 材料清單（BOM）
2.12 nRF24AP2無線網絡模塊
2.12.1 產品特性
2.12.2 適合各種無線網絡拓撲應用
2.12.3 工作條件
2.12.4 引腳排列及說明
2.12.5 微處理器接口
2.13 nRF24AP2增強功率PA無線網絡模塊

第3章 帶USB接口的單片ANT無線網絡芯片nRF24AP2-USB
3.1 nRF24AP2-USB介紹
3.1.1 nRF24AP2-USB基本特性
3.1.2 nRF24AP2-USB應用領域
3.2 nRF24AP2概述
3.2.1 nRF24AP2-USB功能
3.2.2 nRF24AP2-USB內部框圖
3.2.3 nRF24AP2-USB引腳分配
3.2.4 nRF24AP2-USB引腳功能
3.3 nRF24AP2-USB射頻收發器
3.3.1 nRF24AP2-USB射頻收發器功能
3.3.2 nRF24AP2-USB射頻收發器內部框圖
3.4 ANT協議概述
3.4.1 ANT內部框圖
3.4.2 功能描述
3.5 nRF24.AP2的主機接口
3.5.1 主機接口功能
3.5.2 主機接口內部框圖
3.5.3 主機接口功能描述
3.6 nRF24AP2-USB的片內振蕩器
3.7 nRF24AP2-USB工作條件
3.8 nRF24AP2-USB電氣規格
3.8.1 nRF24AP2的USB接口
3.8.2 nRF24AP2-USB的直流電氣特性
3.8.3 nRF24AP2-USB的電流消耗
3.9 nRF24AP2-USB的絕對最大額定值
3.10 nRF24AP2-USB的封裝尺寸規格
3.11 nRF24.AP2-USB應用范例
3.11.1 PCB設計指南
3.11.2 nRF24.AP2-USB應用原理圖
3.11.3 PCB布局圖
3.11.4 材料清單（BOM）
3.12 nRF24AP2-USB無線網絡模塊
3.12.1 產品特性
3.12.2 各種無線網絡拓撲應用
3.12.3 基本電氣特性
3.12.4 模塊頂視圖及主機接口
3.12.5 典型應用
3.13 nRF24AP2-USB增強功率無線USB網絡模塊
3.13.1 模塊頂視圖
3.13.2 基本電氣特性

第4章 ANT芯片及模塊接口詳述
4.1 ANT接口介紹
4.2 ANT的異步串行接口
4.2.1 ANT的異步串行接口說明
4.2.2 ANT的異步串行接口參數
4.2.3 ANT的鏈路層協議
4.2.4 ANT消息
4.2.5 異步串口控制信號（RTS）
4.2.6 節電控制
4.3 ANT的同步串行接口
4.3.1 ANT同步串行接口說明
4.3.2 ANT同步串行接口參數
4.3.3 ANT鏈路層協議
4.3.4 實現同步
4.3.5 串口通信的工作機制
4.3.6 字節同步的消息傳輸
4.3.7 位同步的消息傳輸
4.3.8 上電／掉電控制
4.3.9 串行使能控制（ANT-主控MCU）
4.3.10 采用Epson MCU作為主控MCU的典型應用

第5章 ANT消息協議詳述和使用
5.1 ANT協議介紹
5.2 ANT產品系列
5.2.1 ANT單芯片和芯片組
5.2.2 ANT模組
5.2.3 ANTUSB接口棒
5.2.4 ANT開發工具包
5.2.5 ANTPC接口軟件
5.3 ANT網絡拓撲
5.4 ANT節點
5.5 ANT通道
5.5.1 ANT通道上的通信
5.5.2 ANT的通道配置
5.5.3 建立一個ANT通道
5.5.4 ANT數據類型
5.5.5 ANT獨立通道
5.5.6 ANT共享通道
5.5.7 ANT連續掃描模式
5.6 ANT設備配對
5.6.1 ANT設備配對實例
5.6.2 ANT的包含／排除列表
5.6.3 ANT鄰近搜索
5.7 ANT接口
5.7.1 ANT信息結構
5.7.2 微處理器串行接口
5.7.3 PC串行接口
5.8 ANT網絡實現范例
5.8.1 用獨立通道實現
5.8.2 用共享通道實現
5.9 附錄A-ANT消息詳述
5.9.1 ANT消息
5.9.2 ANT消息結構-備注
5.9.3 ANT消息摘要
5.9.4 ANT產品功能
5.9.5 ANT消息詳細說明

第6章 深入了解ANT
6.1 ANT設備配對
6.1.1 通道ID
6.1.2 設備配對位
6.1.3 包含／排除列表
6.1.4 搜索列表
6.1.5 鄰近搜索
6.1.6 請求通道ID
6.1.7 應用實例
6.1.8 小結
6.2 鄰近搜索
6.2.1 使能鄰近搜索
6.2.2 設計注意事項
6.2.3 小結
6.3 ANT通道搜索和後臺掃描通道
6.3.1 ANT通道搜索
6.3.2 通道搜索示例
6.3.3 主設備和從設備通道周期間的關系
6.3.4 搜索模式
6.3.5 功耗以及時間延遲
6.3.6 後臺掃描通道
6.3.7 小結
6.4 突發傳輸
6.4.1 突發傳輸說明
6.4.2 數據吞吐率
6.4.3 串行接口協議
6.4.4 突發控制技術
6.4.5 傳輸隊列
6.4.6 事件消息
6.4.7 小結
6.5 ANT多通道應用的設計考慮
6.5.1 ANT通道概述
6.5.2 設計注意事項
6.5.3 關于多通道的常見誤解
6.5.4 通用多通道的最佳實施方式
6.5.5 小結
6.6 ANT協議下的電源功耗狀態
6.6.1 異步串行模式下的電源功耗狀態
6.6.2 同步串行模式下的電源功耗狀態
6.6.3 ANT功耗的預測和估算
6.6.4 小結
6.7 與ANT DLL的動態連接
6.7.1 動態鏈接的基本知識
6.7.2 與ANT DLL動態鏈接實現

第7章 一個2.4GHz無線運動健康監測傳感系統設計實例
7.1 2.4GHz無線運動應用場景
7.2 2.4GHz無線運動健康監測傳感系統的典型拓撲結構
7.3 中心節點（接收機）的設計
7.3.1 設計的基本條件
7.3.2 實現范圍
7.3.3 設計層
7.3.4 消息流程圖
7.4 中心節點（接收機）的實現
7.4.1 軟件實現
7.4.2 測試所需硬件配置
7.5 更多的ANT應用

第8章 無線傳感網教學開發實驗平臺
8.1 平臺概述
8.2 無線傳感網教學開發實驗平臺拓撲結構
8.3 無線傳感網教學開發實驗平臺系統組成
8.3.1 無線溫度傳感節點
8.3.2 無線傳感網中心節點組成
8.3.3 無線傳感網中心節點的計算機終端監控軟件
8.3.4 如何編譯、下載并運行一個例程

第9章 nRF24AP2無線網絡應用編程實例
9.1 nRF24AP2的上電復位操作
9.2 nRF24AP2的基本參數設置函數
9.3 中心節點nRF24AP2的初始化操作
9.4 無線傳感節點nRF24.AP2的初始化操作
參考文獻

該成功／失敗通知對應于整個突發傳輸過程，而不是每個數據包。與應答方式不同，任何在傳輸過程丟失的包將自動重發。如果五次重發後數據包沒有傳輸成功，ANT將中止突發傳輸，并給出一個傳輸失敗的消息通知主機MCU，由主機MCU來決定後續的處理，給應用提供最大的靈活性。
突發傳輸沒有持續時間的限制。突發傳輸通道相比參與節點上的所有其他已開啟通道會得到優先處理。因此如果系統中有其他通道，應該注意采取合理的頻率安排。雖然ANT協議穩定可靠，能夠處理突發傳輸或其他外部干擾所導致的停機，但是突發傳輸的通道負載過大將可能導致失去同步或丟失數據。例如：對于長時間的突發傳輸，由于互相數據包間的同步關閉，時鐘誤差可能導致正常通道周期漂移，從而可能失去同步。因此，突發傳輸完成後，通道不再保持同步，從機將進入搜索，重新完成同步。
1.4.4 搜索、配對
搜索及配對的功能是ANT無線網絡具有很有強實用價值的功能。
搜索功能可以用通配字符串搜索無線網絡中特定范圍已知及未知的主節點，獲得該節點通道參數，并決定是否進行通信。在一個具有高密度主機節點區域，或高密度獨立ANT網絡的區域中，可能會在覆蓋區域內找到多個主機，也可能會出現首先發現并連接到的主機節點并非所期望主機節點的情況。在這種情況下，采用ANT協議中的鄰近搜索功能可以標明搜索到從最近到最遠的10個節點。這一功能還可應用于一些特殊的應用場景，如定位。定位信息除了可以用來報告事件發生的地點外，還具有以下用途：目標跟蹤，監視目標行動路線或預測目標的行動方向及軌跡，協助路由等等。可用于礦下人員定位及救援等應用。