Arduino軟硬件協同設計實戰指南 ( 簡體 字) |
| 作者：李永華、高英、陳青云 | 類別：1. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> Arduino |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 41609
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| 出版日：5/18/2015 |
| 頁數：345 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302395423 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：進入21世紀以來，信息技術的發展日新月異，移動互聯網、物聯網和智能硬件的快速發展給社會帶來了巨大的沖擊——個性化、定制化和時尚化的智能硬件設備已經成為未來發展的趨勢。高等院校作為傳播知識、科研創新、服務社會的重要機構，培養具有創新思維的現代化人才責無旁貸，而具有創新品質的優秀教材又是培養現代化人才的基礎工具。
人類工業的發展已經從“大規模生產→電氣化生產→自動化生產”發展到了工業4.0時代的“定制化生產”。不同的發展階段對人才的需求是不同的，相應地，人才培養模式也應不斷發展以滿足需要。在工業4.0時代，工業產品以滿足個性化、定制化和多元化的需求為目標，而采取CDIO(Conceive拟Design拟Implement拟Operate)工程教育方法，是培養適應工業4.0時代的創新人才的最佳途徑之一。為此，作者依據CDIO的工程教育模式的教學經驗，結合智能硬件的發展趨勢，試圖提煉出一本適合我國電子信息類專業高等教育現狀、具有鮮明特色的創新實踐教材。本書將實際教學中應用智能硬件(Arduino)的工程教學經驗進行了系統總結，包括創新構思、產品設計、產品實現和具體應用，希望對教育同行有所幫助，起到拋磚引玉的作用。
本書系統地介紹了基于Arduino的創新產品構思、設計、實現與運營，主要內容包括四個部分。第一篇： 構思篇(第1~2章)，介紹常用的創新模式(Living Lab、TRIZ和Fab Lab)，以及常用的創新方法(頭腦風暴法、思維導圖法、列舉法、六頂思考帽法、移植法和設問法)。第二篇： 設計篇(第3~4章)，介紹創新產品的設計方法，包括軟件設計方法(流程圖、N拟S圖、PAD圖、EDA設計工具)和硬件設計方法(Fritzing、Virtual BreadBoard、Proteus、Eagle等)。第三篇： 實現篇(第5~10章)，介紹開源智能硬件平臺和各種傳感器及模塊，并詳盡介紹它們的功能、使用方法、電路連接和實例程序。第四篇： 應用篇(第11~15章)，介紹游戲類產品開發、控制類產品開發、交互類產品開發和物聯網開發。
本書的內容和素材來源，除了引用參考文獻之外，主要來自于以下幾方面的教學和研究工作： 首先，作者所在的單位承擔的教育部和北京市的教育改革項目及成果，在此特別感謝林家儒、紀陽、陸月明和呂鐵軍教授的鼎力支持和悉心指導； 其次，作者指導的研究生在物聯網和智能硬件方面的研究工作及成果，在此特別感謝杜展志、李森、李博和郭若沛同學的大力協助； 最后，北京郵電大學信息工程專業的所有同學，通過基于CDIO工程教育方法的實施，同學們創新產品的整個過程得到了實現，不但學到了知識，提高了能力，而且為本書提供了第一手素材和資料，在此，向信息工程專業的所有同學表示感謝！最后，我的父母妻兒給予了精神上的支持鼓勵，向他們表示衷心的感謝！
由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，衷心地希望各位讀者多提寶貴意見，以便作者進一步修改和完善。
李永華于北京郵電大學2015年3月 |
內容簡介： 本書以物聯網和智能開源硬件的發展為背景，按照CDIO的產品設計與實現思路，系統地介紹了基于Arduino的硬件創新產品構思、設計、實現與運營。全書主要內容包括四個部分： 構思篇(第1~2章)，介紹常用的創新模式及常用的創新方法； 設計篇(第3~4章)，介紹創新產品的設計方法，包括軟件設計方法和硬件設計方法； 實現篇(第5~10章)，介紹開源智能硬件平臺和各種傳感器及模塊，并詳盡介紹它們的功能、使用方法、電路連接和實例程序； 應用篇(第11~15章)，介紹游戲類產品開發、控制類產品開發、交互類產品開發和物聯網開發。
本書將創新思維與實踐案例相結合，由淺入深，循序漸進，以滿足不同層次讀者的學習需求； 同時，本書提供了實際項目的硬件設計圖和軟件實現代碼，便于讀者快速動手實踐。
本書可作為電子信息類專業的本科生教材，也可作為智能硬件愛好者的參考用書，還可為“創客”進行產品分析、設計與實現提供幫助。
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目錄：第一篇構思篇
第1章CDIO概述
1.1什么是CDIO
1.2CDIO工程教育方法簡介
1.2.1CDIO課程大綱
1.2.2CDIO方法標準
1.2.3CDIO方法特點
1.3CDIO在中國的發展
1.4CDIO發展面臨的問題
第2章創新概述
2.1什么是創新
2.2創新模式
2.2.1Living Lab
2.2.2TRIZ
2.2.3Fab Lab
2.3創新思維方法
2.3.1頭腦風暴法
2.3.2思維導圖法
2.3.3列舉法
2.3.4六頂思考帽法
2.3.5移植法
2.3.6設問法、QFD等創新方法
第二篇設計篇
第3章程序設計方法
3.1流程圖
3.1.1流程圖標準符號
3.1.2流程圖基本結構
3.2N拟S圖
3.3PAD圖
第4章EDA設計工具
4.1Fritzing
4.1.1軟件簡介
4.1.2軟件用法簡介
4.1.3Arduino電路示例
4.1.4Arduino樣例支持與編程
4.2Virtual Breadboard
4.2.1軟件簡介
4.2.2軟件用法簡介
4.3Proteus
4.3.1軟件簡介
4.3.2軟件用法簡介
4.3.3Arduino示例
4.4EAGLE
4.4.1軟件簡介
4.4.2軟件用法簡介
4.4.3Arduino元件庫導入
第三篇實現篇
第5章開源硬件的概述
5.1開源硬件的概念
5.2主流開源硬件簡介
5.2.1Arduino
5.2.2Raspberry Pi
5.2.3BeagleBone
5.2.4Netduino
第6章Arduino平臺
6.1Arduino的特點
6.2Arduino開發環境
6.2.1Arduino IDE的安裝
6.2.2Arduino IDE的使用
6.3編程語言
6.3.1Arduino編程基礎
6.3.2數字I/O口的操作函數
6.3.3模擬I/O口的操作函數
6.3.4高級I/O Pulseln(pin,state,timeout)
6.3.5時間函數
6.3.6中斷函數
6.3.7串口通信函數
6.3.8Arduino的庫函數
第7章Arduino數據采集
7.1溫濕度采集
7.1.1原理
7.1.2實驗代碼
7.2水位采集
7.2.1原理
7.2.2實驗代碼
7.3光強采集
7.3.1原理
7.3.2實驗代碼
7.4氣體傳感器
7.4.1原理
7.4.2實驗代碼
7.5超聲波傳感器
7.5.1原理
7.5.2實驗代碼
7.6壓力傳感器
7.6.1原理
7.6.2實驗代碼
7.7風速傳感器
7.7.1原理
7.7.2實驗代碼
7.8拍照模塊
7.8.1原理
7.8.2實驗代碼
第8章Arduino顯示控制
8.1LED
8.1.1原理
8.1.2電路圖
8.1.3實驗代碼
8.2數碼管
8.2.1原理
8.2.2電路圖
8.2.3實驗代碼
8.3點陣
8.3.1原理
8.3.2點陣的使用方法
8.3.3實驗代碼
8.4液晶LCD
8.4.1原理
8.4.2電路圖
8.4.3引腳擴展
8.4.4實驗代碼
第9章Arduino電流控制
9.1直流電機
9.1.1原理
9.1.2電路圖
9.1.3實驗代碼
9.2步進電機
9.2.1原理
9.2.2電路圖
9.2.3實驗代碼
9.3舵機
9.3.1原理
9.3.2電路圖
9.3.3實驗代碼
9.4繼電器
9.4.1原理
9.4.2電路圖
9.4.3實驗代碼
第10章Arduino通信控制
10.1SPI串口通信
10.1.1原理
10.1.2電路圖及使用
10.1.3實驗代碼
10.2紅外線通信
10.2.1原理
10.2.2電路圖及使用
10.2.3實驗代碼
10.3RFID通信
10.3.1原理
10.3.2電路圖及使用
10.3.3實驗代碼
10.4Ethernet通信
10.4.1原理
10.4.2電路圖及使用
10.4.3實驗代碼
10.5WiFi通信
10.5.1原理
10.5.2電路圖及使用
10.5.3實驗代碼
10.6BlueTooth通信
10.6.1原理
10.6.2電路圖及使用
10.6.3實驗代碼
10.7XBee通信
10.7.1原理
10.7.2電路圖及使用
10.7.3實驗代碼
第四篇應用篇
第11章游戲類開發
11.1Jumping Pong
11.1.1功能構思
11.1.2設計原理
11.1.3參考代碼
11.2打地鼠游戲機
11.2.1功能構思
11.2.2設計原理
11.2.3參考代碼
第12章控制類開發
12.1藍牙控制智能車
12.1.1功能構思
12.1.2設計原理
12.1.3參考代碼
12.2可抓取機械手臂
12.2.1功能構思
12.2.2設計原理
12.2.3參考代碼
第13章交互類開發
13.1虛擬架子鼓
13.1.1功能構思
13.1.2設計原理
13.1.3參考代碼
13.2觸摸按鍵交互設計
13.2.1功能構思
13.2.2設計原理
13.2.3參考代碼
第14章物聯網開發
14.1植物生長助手
14.1.1功能構思
14.1.2設計原理
14.1.3參考代碼
14.2環境信息采集系統
14.2.1功能構思
14.2.2設計原理
14.2.3參考代碼
14.3家居燈光控制系統
14.3.1功能構思
14.3.2設計原理
14.3.3參考代碼
第15章智慧農業設計與開發
15.1簡介
15.2系統邏輯結構圖
15.3開發板選型
15.3.1開發板簡介
15.3.2參考代碼
15.4感知層的設計
15.4.1流程圖
15.4.2Arduino的GET、POST程序
15.5平臺層的設計
15.5.1創建RESTFul WCF服務
15.5.2相關數據庫設計
15.5.3平臺數據接口開發
15.5.4Fiddler測試REST服務
15.5.5編寫平臺圖片數據接收
15.5.6Arduino請求平臺
附錄AFritzing安裝流程
附錄BVirtual Breadboard安裝流程
附錄CProteus安裝流程
附錄DEAGLE安裝流程
附錄E面包板的使用
參考文獻
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