物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件和大數(shù)據(jù)技術(shù)給社會(huì)帶來(lái)了巨大的沖擊，個(gè)性化、定制化和智能化的硬件設(shè)備成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)制造2025計(jì)劃、德國(guó)的工業(yè)4.0及美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都是將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái)，其本質(zhì)是工業(yè)的深度智能化，為未來(lái)智能社會(huì)的發(fā)展提供制造技術(shù)基礎(chǔ)。
隨著社會(huì)智能化程度的不斷提高，智能產(chǎn)品必然是未來(lái)的發(fā)展方向，在產(chǎn)品制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)將廣泛應(yīng)用智能技術(shù)。智能產(chǎn)品可以定義為一個(gè)目標(biāo)或者一個(gè)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等技術(shù)，將與生產(chǎn)生活有關(guān)的各種應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)綜合管理，讓生產(chǎn)生活更舒適、安全、有效和節(jié)能。智能產(chǎn)品不僅具有傳統(tǒng)的功能，還具有高度的人性化。
在產(chǎn)品智能化的背景下，人才培養(yǎng)方法、模式和教材也應(yīng)該適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展。作者依據(jù)當(dāng)今社會(huì)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合智能產(chǎn)品的發(fā)展要求，采取激勵(lì)創(chuàng)新的工程教育方法，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)工業(yè)發(fā)展的人才。因此，本書(shū)試圖探索基于創(chuàng)新工程教育的基本方法，并將其提煉為適合我國(guó)國(guó)情、具有自身特色的創(chuàng)新實(shí)踐教材，對(duì)實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，包括具體的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)案例，希望對(duì)教育教學(xué)及工業(yè)界有所幫助，起到拋磚引玉的作用。
本書(shū)側(cè)重對(duì)智能產(chǎn)品的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中每個(gè)開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)進(jìn)行介紹。分別從智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等角度論述硬件電路、軟件設(shè)計(jì)、傳感器和功能模塊等，并剖析產(chǎn)品的功能、使用、電路連接和程序代碼。為便于讀者高效學(xué)習(xí)、快速掌握開(kāi)發(fā)方法，本書(shū)配套提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)的硬件電路圖、程序代碼、實(shí)現(xiàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法，可供讀者舉一反三，二次開(kāi)發(fā)。
本書(shū)的素材主要來(lái)源于作者所在學(xué)校近幾年承擔(dān)的 和北京市的教育、教學(xué)改革項(xiàng)目和成果，也是北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院同學(xué)們創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成果。書(shū)中系統(tǒng)地介紹了如何進(jìn)行智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如何利用多種平臺(tái)進(jìn)行智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，如何進(jìn)行產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。
本書(shū)由北京郵電大學(xué)十四五規(guī)劃教材項(xiàng)目資助。本書(shū)的編寫(xiě)也得到了 電子信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、國(guó)家第一類特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、國(guó)家第二類特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、 CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐項(xiàng)目、 本科教學(xué)工程項(xiàng)目、北京市特色專業(yè)建設(shè)、北京市教育教學(xué)改革項(xiàng)目、北京市教育科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目的大力支持，在此一并表示感謝！
由于作者水平有限，書(shū)中不妥之處在所難免，衷心希望各位讀者多提寶貴意見(jiàn)及具體的整改措施，以便作者進(jìn)一步修改和完善。
李永華
2024年3月
于北京郵電大學(xué)
第1章智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.1智能產(chǎn)品概述
1.1.1智能產(chǎn)品基本概念
1.1.2智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型
1.1.3智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則
1.2創(chuàng)新方法概述
1.2.1創(chuàng)新基本概念
1.2.2創(chuàng)新思維方法
1.3產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)
1.3.1嵌入式技術(shù)
1.3.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
1.3.3云計(jì)算技術(shù)
1.3.4大數(shù)據(jù)技術(shù)
1.3.5人工智能技術(shù)
第2章智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)
2.1ESP32開(kāi)發(fā)板
2.1.1ESP32模組
2.1.2ESP32開(kāi)發(fā)板引腳
2.2Arduino IDE的安裝
2.3Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境
2.3.1Arduino插件安裝
2.3.2運(yùn)行第一個(gè)程序
2.4Arduino程序結(jié)構(gòu)
2.5Arduino程序控制
2.5.1基本語(yǔ)法
2.5.2控制結(jié)構(gòu)語(yǔ)句
2.5.3運(yùn)算符
2.6Arduino數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.6.1常量定義
2.6.2數(shù)據(jù)類型
2.6.3變量修飾
2.7Arduino常用函數(shù)
2.7.1數(shù)字I/O函數(shù)
2.7.2模擬I/O函數(shù)
2.7.3時(shí)間函數(shù)
2.7.4中斷函數(shù)
2.7.5串口通信函數(shù)
2.7.6數(shù)學(xué)函數(shù)
2.7.7字符函數(shù)
2.7.8字符串函數(shù)
第3章硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)
3.1Fritzing軟件簡(jiǎn)介
3.1.1主界面
3.1.2項(xiàng)目視圖
3.1.3工具欄
3.2Fritzing使用方法
3.2.1查看元件庫(kù)已有元件
3.2.2添加新元件到元件庫(kù)
3.2.3添加新元件庫(kù)
3.2.4添加或刪除元件
3.2.5添加元件間連線
3.3ESP32開(kāi)發(fā)板電路設(shè)計(jì)
第4章軟件設(shè)計(jì)方法
4.1流程圖符號(hào)
4.2流程圖基本結(jié)構(gòu)
4.2.1順序結(jié)構(gòu)
4.2.2條件結(jié)構(gòu)
4.2.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
4.3NS圖基本結(jié)構(gòu)
4.3.1順序結(jié)構(gòu)
4.3.2選擇結(jié)構(gòu)
4.3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
4.4NS圖示例
4.5PAD圖基本結(jié)構(gòu)
4.5.1順序結(jié)構(gòu)
4.5.2選擇結(jié)構(gòu)
4.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
4.6PAD圖示例
第5章基礎(chǔ)外設(shè)開(kāi)發(fā)
5.1IO_MUX和GPIO矩陣
5.1.1通過(guò)GPIO矩陣的外設(shè)輸入
5.1.2通過(guò)GPIO矩陣的外設(shè)輸出
5.1.3IO_MUX的直接I/O功能
5.1.4GPIO示例程序
5.2ESP32系統(tǒng)中斷矩陣
5.2.1中斷矩陣概述
5.2.2中斷功能概述
5.2.3中斷示例
5.3ADC
5.3.1ADC概述
5.3.2ADC示例
5.4DAC
5.4.1DAC概述
5.4.2DAC示例
5.5定時(shí)器
5.5.1定時(shí)器概述
5.5.2定時(shí)器示例
5.6UART
5.6.1UART概述
5.6.2UART示例
5.7I2C
5.7.1I2C概述
5.7.2I2C示例
5.8I2S
5.8.1I2S概述
5.8.2I2S示例
5.9SPI
5.9.1SPI概述
5.9.2SPI示例
第6章網(wǎng)絡(luò)連接開(kāi)發(fā)
6.1ESP32芯片WiFi概述
6.2WiFi網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)類型
6.2.1設(shè)置WiFi的AP模式示例
6.2.2設(shè)置WiFi的STA模式示例
6.2.3掃描AP示例
6.3網(wǎng)絡(luò)接口
6.3.1網(wǎng)絡(luò)接口概述
6.3.2基于TCP的Socket通信示例
6.3.3基于UDP的Socket通信示例
第7章應(yīng)用層技術(shù)開(kāi)發(fā)
7.1基于HTTP開(kāi)發(fā)
7.1.1HTTP服務(wù)器端示例
7.1.2HTTP客戶端請(qǐng)求示例
7.2基于WebSocket協(xié)議開(kāi)發(fā)
7.3基于MQTT協(xié)議開(kāi)發(fā)
第8章藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)
8.1藍(lán)牙協(xié)議基礎(chǔ)
8.2ESP32藍(lán)牙架構(gòu)
8.2.1藍(lán)牙應(yīng)用結(jié)構(gòu)
8.2.2ESP32 BLE
8.3ESP32藍(lán)牙示例
第9章OneNET云平臺(tái)
9.1OneNET云平臺(tái)簡(jiǎn)介
9.2OneNET云平臺(tái)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)
9.2.1創(chuàng)建產(chǎn)品
9.2.2物模型
9.2.3設(shè)備接入
9.2.4MQTT協(xié)議接入
9.2.5數(shù)據(jù)解析
9.3OneNET云平臺(tái)設(shè)備管理
9.3.1創(chuàng)建設(shè)備
9.3.2設(shè)備管理
9.3.3設(shè)備分組
9.3.4設(shè)備轉(zhuǎn)移
9.3.5文件管理
9.3.6IMEI申訴
9.4OneNET云平臺(tái)應(yīng)用開(kāi)發(fā)
9.4.1應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介
9.4.2安全鑒權(quán)
9.4.3錯(cuò)誤碼
9.4.4接口列表
第10章微信小程序開(kāi)發(fā)
10.1小程序注冊(cè)
10.2開(kāi)發(fā)工具安裝及使用
10.3小程序基本結(jié)構(gòu)
10.4事件綁定
10.4.1事件的含義
10.4.2事件中的組件
10.4.3按鈕組件
10.4.4事件中的使用方式
10.4.5相關(guān)示例
10.5小程序與云平臺(tái)交互
10.5.1wx.request函數(shù)
10.5.2請(qǐng)求方法
第11章智能溫濕度計(jì)開(kāi)發(fā)
11.1總體設(shè)計(jì)
11.1.1整體框架
11.1.2系統(tǒng)流程
11.2模塊介紹
11.2.1主程序模塊
11.2.2DHT11模塊
11.2.3OneNET云平臺(tái)模塊
11.2.4前端模塊
11.3產(chǎn)品展示
第12章智能控制LED開(kāi)發(fā)
12.1總體設(shè)計(jì)
12.1.1整體框架
12.1.2系統(tǒng)流程
12.2模塊介紹
12.2.1主程序模塊
12.2.2LED模塊
12.2.3OneNET云平臺(tái)模塊
12.2.4前端模塊
12.3產(chǎn)品展示
第13章智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
13.1總體設(shè)計(jì)
13.1.1整體框架
13.1.2系統(tǒng)流程
13.2模塊介紹
13.2.1主程序模塊
13.2.2傳感器模塊
13.2.3WiFi模塊
13.2.4LED模塊
13.2.5OneNET云平臺(tái)模塊
13.2.6前端模塊
13.3產(chǎn)品展示
視頻目錄
視 頻 名 稱時(shí)長(zhǎng)/分鐘位置
第1集 1.191.1節(jié)節(jié)首
第2集 1.2121.2節(jié)節(jié)首
第3集 1.3121.3節(jié)節(jié)首
第4集 2.152.1節(jié)節(jié)首
第5集 2.2142.2節(jié)節(jié)首
第6集 2.3122.3節(jié)節(jié)首
第7集 2.422.4節(jié)節(jié)首
第8集 2.5252.5節(jié)節(jié)首
第9集 2.6172.6節(jié)節(jié)首
第10集 2.7.1172.7.1節(jié)節(jié)首
第11集 2.7.2162.7.2節(jié)節(jié)首
第12集 2.7.3422.7.3節(jié)節(jié)首
第13集 2.7.472.7.4節(jié)節(jié)首
第14集 2.7.5162.7.5節(jié)節(jié)首
第15集 2.7.6282.7.6節(jié)節(jié)首
第16集 2.7.752.7.7節(jié)節(jié)首
第17集 2.7.832.7.8節(jié)節(jié)首
第18集 317第3章章首
第19集 412第4章章首
第20集 5.1125.1節(jié)節(jié)首
第21集 5.2255.2節(jié)節(jié)首
第22集 5.3335.3節(jié)節(jié)首
第23集 5.4315.4節(jié)節(jié)首
第24集 5.5345.5節(jié)節(jié)首
第25集 5.6455.6節(jié)節(jié)首
第26集 5.7335.7節(jié)節(jié)首
第27集 5.8325.8節(jié)節(jié)首
第28集 5.9365.9節(jié)節(jié)首
第29集 6.156.1節(jié)節(jié)首
第30集 6.2486.2節(jié)節(jié)首
第31集 6.3926.3節(jié)節(jié)首
第32集 7.1607.1節(jié)節(jié)首
第33集 7.2327.2節(jié)節(jié)首
第34集 7.3337.3節(jié)節(jié)首
第35集 8.1128.1節(jié)節(jié)首
第36集 8.2178.2節(jié)節(jié)首
第37集 8.3278.3節(jié)節(jié)首
第38集 9.189.1節(jié)節(jié)首
第39集 9.2.139.2.1節(jié)節(jié)首
第40集 9.2.2129.2.2節(jié)節(jié)首
第41集 9.2.399.2.3節(jié)節(jié)首
第42集 9.2.439.2.4節(jié)節(jié)首
第43集 9.2.539.2.5節(jié)節(jié)首
第44集 9.379.3節(jié)節(jié)首
第45集 9.439.4節(jié)節(jié)首
第46集 10.1510.1節(jié)節(jié)首
第47集 10.2410.2節(jié)節(jié)首
第48集 10.3710.3節(jié)節(jié)首
第49集 10.4710.4節(jié)節(jié)首
第50集 10.51710.5節(jié)節(jié)首
第51集 115第11章章首
第52集 1210第12章章首
第53集 1311第13章章首
書(shū)單推薦
