XBeeで作るワイヤレスセンサーネットワーク

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  • 2011年12月 発行
  • 348ページ
  • ISBN978-4-87311-530-6
  • フォーマット Print PDF
  • 原書: Building Wireless Sensor Networks

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本書は、無線によるセンサーネットワークの構築に興味がある方や、無線を利用して実現したい作品のアイデアを持っているハードウェアハッカー、デザイナー、アーティストのための無線ネットワークの入門書です。省電力に優れたZigBee規格の無線機器のなかで、最も使いやすく豊富な機能を持つXBee無線モジュール(シリーズ2)を対象に、ハードウェアの選び方、最初の設定、ArduinoやProcessingと組み合わせて使う方法などの基本を詳しく解説します。作例も、シンプルな2台の機器の通信から、スケーラブルなメッシュネットワーク、さらにクラウドサービスとの連携まで幅広く、それらを通してXBeeの機能を身につけることが可能になります。付録にはXBeeコマンドリファレンスも掲載しました。

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Making Things Talk
Prototyping Lab 第2版

はじめに

1章 準備
    XBee無線モジュールの購入
        ハードウェア
        アンテナ
        入手先
    アダプタの購入
        Digi評価ボード
        USBアダプタ
        ブレークアウトボード
        Arduinoボードをアダプタとして使うハック
        ピンの機能
    ターミナルプログラムの選択
        ファームウェアの更新ソフトウェア
        設定を行うためのターミナルソフトウェア
    まとめ
    
2章 動かしてみる
    無線の基本
        電磁波スペクトラム
        逆二乗則
    ZigBee入門
        ネットワークトポロジー
        アドレス方式の基本
        PAN ID
        チャネル
        すべてを組み合わせる
    XBeeファームウェアの更新
        現在のファームウェアと設定を読み出す
    XBeeの設定
        シリアル端末プログラムの設定
        Windowsからの接続
        Macintoshからの接続
        コマンドモードと透過モード
        ATコマンド
        ATコマンドを使ってみる
    基本的なZigBeeのチャット
        部品
        アドレス
        コーディネーター
        ルーター
        コンピュータ2台の場合
        コンピュータ1台の場合
        チャット
        トラブルシューティング
    成功!
    
3章 ドアベルの改良
    ZigBeeとArduino
        Arduinoについて
        Arduinoの基本
        Arduinoの接続
    ドアベルプロジェクト
        部品
        無線モジュールの準備
        Arduinoからブレッドボードへ電源を接続する
        XBeeブレークアウトボード
        XBeeの接続
        ドアベルの基礎
        スイッチ入力
        そしてブザーの出力
        XBeeの設定
        Arduinoにドアベルをプログラムする
        フィードバックのあるドアベル
        光によるフィードバック
        Arduinoにフィードバック付きドアベルをプログラムする
    おまけ:昼寝モードのドアベルなど
    
4章 入力と出力
    データの話
        直接、間接、そして背後の意味
    入出力の概念
        XBeeダイレクトを使う理由
        XBeeダイレクトの制限
        XBeeの入出力機能
        入出力設定ATコマンド
        高度な入出力コマンド
    ロマンチック照明センサー
        基本的なロマンチック照明センサー
        センサーボードの準備
        基地局の準備
        フィードバック付きのロマンチック照明センサー
        APIについて
    
5章 APIとセンサーネットワーク
    APIとは何か
        プロトコル
        人間の場合
        コンピューターの場合
    XBeeAPIプロトコル
        開始デリミタ
        フレーム長
        フレームデータ
        チェックサム
    APIフレームタイプ
        ATコマンド
        AT応答
        ZigBee送信要求
        ZigBee送信ステータス
        ZigBee受信パケット
        入出力データサンプル受信通知
        リモートATコマンド要求
        リモートコマンド応答
        必要なものだけを使う
        ライブラリ
    シンプルなセンサーネットワーク
        部品
        コーディネーター無線モジュールの準備
        ルーター無線モジュールの準備
        センサーボードの準備
        基地局側の準備
        基地局のプログラミング
    大成功!
    
6章 スリープ機能と物理世界への働きかけ
    スリープモード
        エンドデバイス
        スリープの設定
        簡単にスリープを設定するには
    スリープ機能を使ったシンプルなセンサー
        部品
        エンドデバイス無線モジュールの準備
        エンドデバイスXBeeの設定
    アクチュエーターの直接制御
    アクチュエーターを直接制御する製作例
        部品
        コーディネーター無線モジュールの準備
        ルーター無線モジュールの準備
        アクチュエーターボードの準備
        ルーターXBeeの設定
        基地局側の準備
        Processingによるシンプルなアクチュエーターネットワークの表示コード
    まとめ
    
7章 インターネットへの進出
    ゲートウェイ
        組み込みゲートウェイとしてのXBee
        その他の組み込みゲートウェイ
        インターネットゲートウェイ
        インターネットメディア
        コンピューターと専用機器の比較
    ConnectPort
        ConnectPortの選択
        ConnectPortの設置
        ConnectPortの設定
    リモート管理
        iDigi接続サーバー
        iDigiの機能
        ConnectPortの追加
        設定の確認
        ファームウェアの更新とリモートリブート
        XBeeネットワークを表示する
    XBeeインターネットゲートウェイ(XIG)
        XIGのインストールと設定
        XIGのテスト
        XIGの利用例
    Twitterリーダー
        部品
        XBeeインターネットゲートウェイの準備
        ルーター無線モジュールの準備
        ルーター無線モジュールの設定
        Twitterリーダーボードの準備
        Arduinoのプログラミング
    さらに先へ
        
8章 もっと活用するために
    ZigBeeの高度な機能
        ZigBeeスタックレイヤー
        APS層
        ルーティング
        セキュリティ
        ZigBeeプロトコルリファレンス
    シリアルフロー制御
        RTSとCTS
    データの共有
        Pachube
    Pachube版のシンプルなセンサーネットワーク
        APIキー
        5章のシンプルなセンサーネットワークを作成する
        基地局のプログラミング
        ProcessingによるPachube版シンプルなセンサーネットワークのコード
    ZigBeeの将来
    次のステップ
        創作のヒント
        作品の共有
        
付録 参考情報
    Arduinoに関する情報
    Processingに関する情報
    Pythonに関する情報
    ネット上のZigBeeに関する情報
        標準化団体
        DigiInternationalの情報
        それ以外のオンライン情報のリスト
    お勧めの書籍
    まちかど望遠鏡
    トラブルシューティング
        よくあるXBeeの間違い
        XBeeとArduinoに関する間違い
    各種の表
        他のZigBeeモジュール
        ZigBeeパケットスニファ
        DigiのXBee無線モジュール
        XBeeコネクタおよびシールド
    16進数、10進数、および2進数の対応
        ASCIIコード
    XBeeコマンドリファレンス
        アドレス指定コマンド
        ネットワークコマンド
        セキュリティコマンド
        RFインタフェースコマンド
        リアルインタフェースコマンド
        入出力コマンド
        診断コマンド
        ATコマンドオプションコマンド
        スリープコマンド
        実行コマンド
    
    索引
    監訳者あとがき

ここで紹介する正誤表には、書籍発行後に気づいた誤植や更新された情報を掲載しています。以下のリストに記載の年月は、正誤表を作成し、増刷書籍を印刷した月です。お手持ちの書籍では、すでに修正が施されている場合がありますので、書籍最終ページの奥付でお手持ちの書籍の刷版、刷り年月日をご確認の上、ご利用ください。

---2012年4月
  • 第1刷
    p.52、表2-5「あて先コマンド下位」のコマンド
    誤:ATDH
    正:ATDL

    p.54、表2-6「あて先コマンド下位」のコマンド
    誤:ATDH
    正:ATDL
  • 第2刷
    p.54、表2-6「あて先コマンド下位」のコマンド
    誤:ATDH
    正:ATDL

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