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編輯推薦

　　本書從構思、設計到實現，深入理解Arduino項目開發！《Arduino案例實戰》係統論述瞭Arduino開源硬件的開發方法和技術。書中以豐富Arduino設計實例，介紹瞭智能硬件的物聯網應用。在處理嵌入式係統的開發過程中，使用Arduino開源平颱，將事半功倍，極大提高效率。本書涉及的主題：

　　(1)智能控製類開發案例

　　(2)人機交互類開發案例

　　(3)生活便捷類開發案例

　　(4)物聯網絡類開發案例

　　(5)其他創意類開發案例

　　本書突齣的特點：

　　(6)典型場景的創新應用

　　(7)智能開源的編程實踐

　　(8)不同領域的經典案例

　　(9)多種産品的功能實現

　　注：本書提供配套學習資源，下載地址為清華大學齣版社本書頁麵。

內容簡介

　　本書以“大眾創業、萬眾創新”為時代背景，以物聯網和智能開源硬件發展為技術背景，總結瞭智能硬件的創新模式、創新方法和創新産品。本書主要內容包括Arduino設計基礎及開發案例，涉及Arduino智能控製類開發案例、Arduino生活便捷類開發案例、Arduino物聯網絡類開發案例、Arduino人機交互類開發案例、其他Arduino創意類開發案例。

　　本書針對創新産品的實際開發案例進行描述，包括軟件設計流程圖、硬件電路圖、各種傳感器和模塊，從功能、使用方法、電路連接和實例程序等方麵介紹其使用方法；綜閤應用各種技術，提高産品的總體性能和可實現性。本書案例的內容由總到分、先模塊後代碼、創新思維與實踐案例相結閤，以供不同層次的人員需求，同時，本書附有實際項目的硬件設計圖和軟件實現代碼，供讀者自我學習和自我提高使用。

　　本書可作為大學信息與通信工程及相關領域的本科生教材，也可以作為智能硬件愛好者創新手冊使用，還可以為創客産生需求、分析産品、設計生産、實現産品提供幫助。對於從事物聯網、創新開發和設計的專業技術人員，也可以作為主要的技術參考書。

作者簡介

　　李永華 現執教於北京郵電大學，擁有超過10年的嵌入式開發經驗，緻力於物聯網和智能硬件的研究開發工作。在教學中以興趣為導嚮，激發學生的創造性；以素質為基礎，提高自身教學水平；以科研為手段，促進教學理念轉變。通過信息工程專業綜閤改革，探索瞭以“學生學為中心”的教學模式，營造生動活潑的學習方法，提高學生獨立思考問題、發現問題、解決問題的能力，激發學生的創造激情。在研發及教學實踐中指導學生實現200餘個創新案例，並指導著一支物聯網開發團隊，曾在物聯網、開源硬件等技術領域進行瞭多場學術報告，並且齣版瞭《AllJoyn技術原理及物聯網程序開發指南》《Arduino實戰指南——遊戲開發、智能硬件、人機交互、智能傢居與物聯網設計30例》《Arduino軟硬件協同設計實戰指南》等多部物聯網技術方嚮的著作。

目錄

第1章Arduino項目設計基礎

1.1開源硬件簡介

1.2Arduino開源硬件

1.2.1Arduino開發闆

1.2.2Arduino擴展闆

1.3Arduino軟件開發平颱

1.3.1Arduino平颱特點

1.3.2ArduinoIDE的安裝

1.3.3ArduinoIDE的使用

1.4Arduino編程語言

1.4.1Arduino編程基礎

1.4.2數字I/O口的操作函數

1.4.3模擬I/O口的操作函數

1.4.4高級I/OPulseln(pin,state,timeout)

1.4.5時間函數

1.4.6中斷函數

1.4.7串口通信函數

1.4.8Arduino的庫函數

1.5Arduino硬件設計平颱

1.5.1Fritzing軟件簡介

1.5.2Fritzing使用方法

1.5.3Arduino電路設計

1.5.4Arduino樣例與編程

第2章PM2.5檢測儀

2.1項目背景

2.2創意描述

2.3功能及總體設計

2.3.1功能介紹

2.3.2總體設計

2.3.3模塊介紹

2.4産品展示

2.5故障及問題分析

2.6元器件清單

第3章錶情口罩

3.1項目背景

3.2創意描述

3.3功能及總體設計

3.3.1功能介紹

3.3.2總體設計

3.3.3模塊介紹

3.4産品展示

3.5故障及問題分析

3.6元器件清單

第4章簡易心率監測儀

4.1項目背景

4.2創意描述

4.3功能及總體設計

4.3.1功能介紹

4.3.2總體設計

4.3.3模塊介紹

4.4産品展示

4.5故障及問題分析

4.6元器件清單

第5章App控製智能小風扇

5.1項目背景

5.2創意描述

5.3功能及總體設計

5.3.1功能介紹

5.3.2總體設計

5.3.3模塊介紹

5.4産品展示

5.5故障及問題分析

5.6元器件清單

第6章智能天然氣控製報警係統

6.1項目背景

6.2創意描述

6.3功能及總體設計

6.3.1功能介紹

6.3.2總體設計

6.3.3模塊介紹

6.4産品展示

6.5故障及問題分析

6.6元器件清單

第7章自動控製風扇

7.1項目背景

7.2創意描述

7.3功能及總體設計

7.3.1功能介紹

7.3.2總體設計

7.3.3模塊介紹

7.4産品展示

7.5故障及問題分析

7.6元器件清單

第8章多功能加濕器

8.1項目背景

8.2創意描述

8.3功能及總體設計

8.3.1功能介紹

8.3.2總體設計

8.3.3模塊介紹

8.4産品展示

8.5故障及問題分析

8.6元器件清單

第9章多功能鬧鍾

9.1項目背景

9.2創意描述

9.3功能及總體設計

9.3.1功能介紹

9.3.2總體設計

9.3.3模塊介紹

9.4産品展示

9.5故障及問題分析

9.6元器件清單

第10章紅外遙控鏇轉小風扇

10.1項目背景

10.2創意描述

10.3功能及總體設計

10.3.1功能介紹

10.3.2總體設計

10.3.3模塊介紹

10.4産品展示

10.5故障及其問題分析

10.6元器件清單

第11章基於自建雲服務器的智能傢居

11.1項目背景

11.2創意描述

11.3功能及總體設計

11.3.1功能介紹

11.3.2總體設計

11.3.3模塊介紹

11.4産品展示

11.5故障及問題分析

11.6元器件清單

第12章語音控製颱燈

12.1項目背景

12.2創意描述

12.3功能及總體設計

12.3.1功能介紹

12.3.2總體設計

12.3.3模塊介紹

12.4産品展示

12.5故障及問題分析

12.6元器件清單

第13章盲文教學器

13.1項目背景

13.2創意描述

13.3功能及總體設計

13.3.1功能介紹

13.3.2總體設計

13.3.3模塊介紹

13.4産品展示

13.5故障及問題分析

13.6元器件清單

第14章智能拳擊手套

14.1項目背景

14.2創意描述

14.3功能及總體設計

14.3.1功能介紹

14.3.2總體設計

14.3.3模塊介紹

14.4産品展示

14.5故障及問題分析

14.6元器件清單

第15章簡易翻譯機

15.1項目背景

15.2創意描述

15.3功能及總體設計

15.3.1功能介紹

15.3.2總體設計

15.3.3模塊介紹

15.4産品展示

15.5故障及問題分析

15.6元器件清單

第16章智能教室管理係統

16.1項目背景

16.2創意描述

16.3功能及總體設計

16.3.1功能介紹

16.3.2總體設計

16.3.3模塊介紹

16.4産品展示

16.5故障及問題分析

16.6元器件清單

第17章基於Arduino實現的激光雕刻機

17.1項目背景

17.2創意描述

17.3功能及總體設計

17.3.1功能介紹

17.3.2總體設計

17.3.3模塊介紹

17.4産品展示

17.5故障及問題分析

17.6元器件清單

第18章自動掃碼分揀裝置

18.1項目背景

18.2創意描述

18.3功能及總體設計

18.3.1功能介紹

18.3.2總體設計

18.3.3模塊介紹

18.4産品展示

18.5故障及問題分析

18.6元器件清單

第19章肩帶式轉嚮警示器

19.1項目背景

19.2創意描述

19.3功能及總體設計

19.3.1功能介紹

19.3.2總體設計

19.3.3模塊介紹

19.4産品展示

19.5故障及問題分析

19.6元器件清單

第20章水位監測預警器

20.1項目背景

20.2創意描述

20.3功能及總體設計

20.3.1功能介紹

20.3.2總體設計

20.3.3模塊介紹

20.4産品展示

20.5故障及問題分析

20.6元器件清單

參考文獻

精彩書摘

　　第5章App控製智能小風扇

　　5.1項目背景

　　設計者：吳澤君何江東

　　本項目為基於Arduino控製的實用功能型産品。夏季高溫炎熱，對於還沒有安裝空調的宿捨，小小的電風扇則成為大傢的“救命稻草”。但傳統的電風扇需要手動控製，電風扇的開關、風速大小、轉嚮等均需要手動調節，與當今生活硬件智能化的主題格格不入。因此，本項目緻力於開發一個由手機APP控製的智能小風扇，對其所有操作隻需在手機客戶端單擊按鈕即可。

　　5.2創意描述

　　作為實用功能型産品，它通過Arduino闆將傳統硬件與軟件相結閤，實現我們日常生活用品的智能化。主要由電風扇、信息轉換部分、手機APP、點陣顯示部分組成，通過手機APP對電風扇實現智能控製。

　　創新點：通過手機APP便可實現電風扇的開關、延時關閉、電風扇狀態顯示；實用性比較強，應用對象也很廣，可以對諸如加濕器、空調甚至熱水器等做類似應用移植。

　　5.3功能及總體設計

　　本産品主要分為三個部分進行設計：開關部分、延時關閉部分和狀態顯示部分。首先，通過藍牙模塊來實現手機與Arduino闆的通信。開關部分主要是Arduino闆通過繼電器來控製電風扇的開啓和關閉；延時關閉部分是由延時程序以及繼電器模塊的有效組閤實現在一定時間之後關閉風扇；狀態顯示部分主要是通過控製一個8×8點陣來顯示電風扇當前運行狀態。

　　5.3.1功能介紹

　　智能小風扇能讓用戶在吹風時享受更加方便、智能的服務，通過手機輸入便可選擇風扇的開關，多長時間以後關閉，並能看到風扇的運行狀態。開關部分主要是通過手機字母輸入，以控製電風扇的開啓和關閉；延時關閉部分是指可以在手機控製端通過選擇不同的檔位來選擇何時關閉風扇；狀態顯示部分主要是通過一個8×8點陣來顯示風扇當前運行狀態，用戶可自由選擇是否開啓點陣以獲得相關信息。

　　5.3.2總體設計

　　要實現上述功能，需要將作品分成三部分進行設計：關閉部分、延時部分和點陣顯示部分。

　　1.整體框架圖

　　項目整體框架如圖5��1所示。繼電器和LED8×8點陣直接連到ArduinoUNO闆上，風扇連接到繼電器的輸齣端，這樣，通過Arduino闆便可控製小風扇以及LED顯示屏。

　　圖5��1整體框架圖

　　2.係統流程圖

　　係統流程如圖5��2所示。接通電源以後，如果繼電器模塊輸齣高電平，則電風扇開始轉動。Arduino闆與LED點陣相連可控製顯示屏開始顯示。

　　圖5��2係統流程圖

　　3.總電路圖

　　係統總電路及ArduinoUNO開發闆引腳如圖5��3所示。從左到右依次是帶紅外避障模塊的LED點陣、藍牙模塊、Arduino闆、繼電器、電風扇。其中，LED點陣的2、3、4接口與Arduino闆的12、11、10相連，GND與GND相連，6端口與5V相連。藍牙模塊的RX、TX、VCC、GND和Arduino闆的1、0、5V、GND相連。繼電器模塊的VCC、GND、IN分彆和5V、GND、2端口相連。繼電器的OUT與電風扇的正極相連，而GND便與GND相連。

　　5.3.3模塊介紹

　　本項目主要包括以下幾個模塊：藍牙模塊、繼電器模塊、LED點陣顯示模塊。下麵分彆給齣各模塊的功能、元件、電路圖和相關代碼。

　　1.藍牙模塊

　　1)功能介紹

　　實現手機App與Arduino闆的通信，把手機App上輸入的信息傳遞給Arduino闆。元器件包括HC05藍牙模塊、杜邦綫和麵包闆。藍牙模塊接綫如圖5��4所示。

前言/序言

　　物聯網、智能硬件和大數據技術給社會帶來瞭巨大的衝擊，個性化、定製化和智能化的硬件設備成為未來的發展趨勢。中國製造2025計劃、德國的工業4.0、美國的工業互聯網，都是將人、數據和機器連接起來，其本質是工業的深度信息化，為未來智能社會的發展提供製造技術基礎。

　　在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下，人纔的培養方法和模式也應該滿足當前的時代需求。作者依據當今信息社會的發展趨勢，結閤Arduino開源硬件的發展及智能硬件的發展要求，采取激勵創新的工程教育方法，培養可以適應未來工業4.0發展的人纔。因此，試圖探索基於創新工程教育的基本方法，並將其提煉為適閤我國國情、具有自身特色的創新實踐教材。本書將實際教學中應用智能硬件的創新工程教學經驗進行總結，包括具體的創新方法和開發案例，希望對教育教學及工業界有所幫助，起到拋磚引玉的作用。

　　本書係統地介紹瞭如何利用Arduino開發平颱進行開發産品，包括相關的設計、實現與産品的應用。傳統Arduino方麵的書籍僅側重介紹具體硬件開發平颱的實現方法，而很少關注具體創新案例的開發及工程教育方法應用。因此，本書麵嚮未來的工業創新與發展，通過CDIO的工程教育方法，以智能開源硬件平颱為基礎，培養麵嚮工業4.0的創新型人纔。

　　本書的內容和素材主要來自於作者所在的學校近幾年承擔的教育部和北京市的教育、教學改革項目和成果，北京郵電大學信息工程專業的同學們通過基於CDIO工程教育方法的實施，實現瞭創新産品的整個過程，不但學到瞭知識，提高瞭能力，而且為本書提供瞭第一手素材和資料。

　　本書對每個案例從項目背景、創意描述、功能及總體設計、具體電路圖、係統流程圖、子模塊介紹、産品展示、故障及問題分析，以及每個案例所用元器件進行詳細講解，使讀者可以從不同層麵對開發案例進行分析、理解和具體實現。

　　本書的編寫得到瞭教育部電子信息類專業教學指導委員會、信息工程專業國傢第一類特色專業建設項目、信息工程專業國傢第二類特色專業建設項目、教育部CDIO工程教育模式研究與實踐項目、教育部本科教學工程項目、信息工程專業北京市特色專業建設、北京市教育教學改革項目、北京郵電大學教學綜閤改革項目的大力支持，在此錶示感謝！

　　同時，也特彆感謝林傢儒教授的鼎力支持和悉心指導，感謝鄭铖、譚揚、黃旭新、顧鐵玥等研究生同學的大力協助，感謝北京郵電大學信息工程專業所有同學，感謝父母妻兒在精神上給予的支持與鼓勵，纔使得此書得以問世！

　　本書由北京市教育科學“十二五”規劃重點課題（優先關注）、北京市職業教育産教融閤專業建設模式研究（ADA15159）資助，特此錶示感謝！

　　由於作者的水平有限，書中不當及錯誤之處在所難免，衷心地希望各位讀者多提寶貴意見及具體的整改措施，以便作者進一步修改和完善。

　　李永華於北京郵電大學

　　2017年5月

Arduino案例實戰（捲Ⅱ）（清華開發者書庫） 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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