前言

PREFACE

党的二十大报告指出： 教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，这三大战略共同服务于创新型国家的建设。高等教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。

为什么写这本书

计算机相关专业的高年级课程都有综合实训、生产实习和毕业设计等综合性教学课程。这些实践性很强的课程，需要大量的课题满足不同学生的训练要求。作者根据多年的教学经验和课题积累，提取众多课题的共性，编写了《物联网全栈开发教程》一书。本书编写的目的在于帮助学生全面熟悉、掌握专业知识，提升其编程能力和设计能力，拓展学生的知识、想象力和创新思维能力，以提高其就业竞争力和创业技术能力。教程中的项目稍做修改就能扩展出无数的物联网应用系统的设计课题，如将人脸识别设备或射频识别(RFID)设备接入监控平台，即可作为各种考勤系统进行设计。

每年毕业招聘会，用人单位对物联网工程师的聘用职位很少，甚至都没有出现该职位的信息，职位少到就业学生怀疑是否有物联网工程师这个岗位。其实这是一个严重的误区。物联网工程及相关专业的学习者所能从事的领域很多，包括嵌入式开发、通信应用设计、大数据分析、网络安全、数据库应用开发、Web前端或服务端应用开发等。站在物联网系统的最高点，对相关技术岗位的作用和地位会有更加清晰的认识。专注或专攻某个领域的知识和实践，是应聘成功的关键因素之一。因此，希望本书对物联网学习者的就业方向能有一定的引导作用。

选择什么样的项目作为教程的案例

本书充分体现物联网工程专业的综合培养要求，项目名为“物联网设备智能监控平台”。该系统是从作者之前设计的智能家居系统扩展而成的，已经是一个完整的物联网应用系统，不间断在线运行时间超过7年，稳定、可靠且使用方便。将“物联网设备智能监控平台”稍加改造、扩展，即可应用于物联网众多行业的应用，如智能农业、智慧工厂、智能大厦、智能家居、智能医疗、智能安防等，相当于一把万能钥匙。

从这本教程能学到什么

物联网是万物互联的网络。本书提出了一种不同寻常的、简单易用的物联网设备描述方法，奠定了万物互联的基础，帮助读者拓展创新思维方式。

(1) 感知层嵌入式设备开发方法。系统使用一种通用的、稳定的嵌入式设备开发方法，极大提升了代码的重用率，使读者可以体验设备即插即用带来的快感。

(2) 多种通信程序的设计技巧。进程间通信、串口通信、TCP/IP、WebSocket、Ajax、HTTP通信，在不同子系统中得到设计和应用，也为通信程序设计提供了模板案例。

(3) 编程能力的提升。系统使用多个不同的开发工具、多种程序设计语言(如C、Java、C#、JavaScript等)，检验读者对不同程序设计语言的实际掌握能力。

(4) 复杂系统集成能力。从设备到云端再到移动监控App，项目使用通用的设备描述方法和监控协议，实现各子系统的无缝连接。

如何用好配套的源代码

设备监控平台的每个子系统的工程项目，都可以重新编译、运行，重现教程中的运行界面。本书从底层硬件的嵌入式开发到云端应用，逐层设计各个子系统，给出通用的系统设计架构和源代码。需要说明的是，本书设计的是一个物联网设备监控平台的通用解决方案，并不是针对某一特定行业要求而设计的应用系统。架构代码是足够稳定的，可变部分留给使用者自由扩展。

配套资源

为便于教学，本书提供丰富的配套资源，包括教学课件、教学大纲、电子教案、实验指导、程序源码、习题答案和微课视频。

资源下载提示

课件资源： 扫描目录上方的二维码获取下载方式。

在线作业： 扫描封底的作业系统二维码，登录网站在线做题及查看答案。

微课视频： 扫描封底的文泉云盘防盗码，再扫描书中相应章节的视频讲解二维码，可以在线学习。

致谢

感谢清华大学出版社为本书的出版和编辑提供了宝贵意见和指导。

在本书编写过程中，得到了湖南工业大学校级规划教材项目的支持，同时得到了湖南工业大学的邹豪杰、李欣、易胜秋和梁爱南等的指导和帮助，在此表示衷心感谢。

期望

或许本书唯一值得言表的是提出和设计了独特的、万物互联的方案，但实现却是完完全全地使用了西方的技术。尽管很多技术是社区共享的，甚至是开源的，但纵观当前世界之大变局，心中难免唏嘘。

本书涉及的开发工具和技术，包括IAR Embedded Workbench IDE、STM32CubeIDE、Android Studio、Visual Studio、MySQL、C、Java、C#、JavaScript，都是西方技术。在编写过程中，华为HarmonyOS NEXT发布。至此，从芯片到操作系统、计算机程序设计语言、开发工具和编译器、数据库等，华为开发技术完全国产化。这是值得国人骄傲的时刻。期望能以我国智慧为主、以西方技术为辅，在教学中同步学习和应用。

衷心期望本书对致力于复杂物联网应用系统开发的读者有所裨益。由于作者水平有限，书中内容难免有疏漏和不足之处，敬请读者斧正。

作者2026年1月