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物联网系统开发综合实验教程

带您领略物联网应用系统设计与开发中软硬件协同设计的知识全貌。提供课件、大纲、素材,咨询QQ:2301891038(仅限教师)。

作者:郝玉胜、王维兰、林强、张国权、满正行
丛书名:面向新工科专业建设计算机系列教材
定价:79
印次:1-1
ISBN:9787302611301
出版日期:2022.09.01
印刷日期:2022.08.10

本书以介绍物联网系统开发的基础知识为目标,全面介绍物联网系统开发过程中所涉及的元器件基础、电路设计与制作基础、嵌入式系统开发基础以及Android应用开发入门等基础知识和基本技能。 全书共分5章:第1章着重介绍构建嵌入式系统常见的电子元器件以及相关仪器仪表的使用方法;第2章介绍电路设计软件Altium Designer的应用方法以及电路制作的基本技能;第3章阐述嵌入式系统组织、嵌入式系统开发流程以及嵌入式系统发展趋势等内容;第4章介绍构建Android应用程序的基本方法;第5章提供了一个嵌入式系统设计与开发综合案例并给出基于STM32的参考方案;第6章设计了一个基于智能家居模型的物联网实训项目并给出参考方案。 本书适合作为高等院校物联网工程、计算机专业高年级本科生的实验教材,同时可供对电子电路设计、嵌入式系统开发、物联网系统开发有所了解的开发人员、广大科技工作者和研究人员参考。

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前言 计算技术已然进入“计算无处不在”的后PC时代,各种具备计算能力的设备充斥在人类生活的方方面面。物联网技术的快速发展对处于物联网感知源头的嵌入式技术的发展和教学研究提出新的挑战。传统的“感知→信息处理”模型已经向着“感知→传输→智能信息处理”的模型快速发展。单纯地掌握嵌入式开发技术已经难以满足市场对人才的培养需求,在新工科教育背景下必须立足于物联网技术的感知层、网络层和应用层,在实践类课程中着力培养读者应用专业知识分析和解决问题的能力,切实提高动手实践能力。必须强调知识体系的综合性,在关键实践环节上下功夫,确保读者掌握感知层、网络层以及应用层的核心知识和实践技能,全面提高自主学习的能力。 尽管智能物联网技术使得各类异构数据爆炸式地增长,但感知层的技术依旧以嵌入式技术为基础。嵌入式系统强调以应用为中心,以计算技术为基础,软硬件可裁剪,适用应用系统对功能、可靠性、成本、体积以及功耗的严格要求。以嵌入式系统开发技术为基础,逐步扩展系统功能,指导读者在熟悉物联网相关网络协议的前提下设计和开发系统的网络通信功能,解决物物互联的实际问题并构建人机交互App以控制感知层的智能设备是物联网实践教学中必须完成的关键任务。由于物联网专业知识涉及电子电路设计、嵌入式系统开发、网络互联、服务器搭建、应用程序开发等众多知识,相关的教材很难兼顾一切细节。因此,必须以“梳理核心知识,掌握核心技能”为基本原则,指导读者获悉每一个知识模块的“大本大源”,在扎实掌握相关核心知识和核心技能的前提下,为以后进一步深入的学习奠定基础。 本书以嵌入式技术为切入点,介绍了物联网系统在感知层、传输层和应用层的重要技术及其应用方法,以提高动手实践能力为主要教学目标,使读者能够较为全面地了解物联网系统设计与开发中涉及的软、硬件方面的相关内容。同时,本书还为读者准备了两个综合性的实践项目,全方位地指导读者在不依赖任何商用硬件平台的情况下完成实践任务,达到综合实训的目的。全书的教学内容如下。物联网系统开发综合实验教程第1章元器件与仪器仪表。阐述物联网感知层嵌入式系统开发技术中常见的电子元器件基础和常规仪器仪表的使用方法,从实践的角度介绍元器件,以具体仪表为样例,使用大量的图示讲解使用方法,便于读者快速入门,掌握核心知识和实践技能。 第2章电路设计与制作基础。以Altium Designer软件的应用为目标,着重介绍了电子电路设计的核心知识,使读者能够在短时间内掌握电子电路设计的基本技能,熟悉电子电路制作的基本方法。 第3章嵌入式系统开发基础。讲述嵌入式系统软硬件协同设计的基本理念和基础知识,使读者理解嵌入式系统的软硬件组成、嵌入式软件开发方法、嵌入式系统设计的规范流程以及嵌入式系统的发展趋势。 第4章Android应用开发入门。讲述Android系统平台基础知识、Android应用程序架构及运行机理、UI布局基础、后台消息处理机制、Android移动应用开发步骤以及使用Android Studio开发工具快速构建Android App的实践技能。 第5章综合实训——电子秤设计与实现。为读者提供了一个嵌入式系统综合实训项目——电子秤设计与实现。项目以STM32嵌入式开发为基础,以设计开发一款电子秤为核心任务,全面讲解了系统软硬件设计与实现的过程。 第6章综合实训——物联网智能家居模型设计与实现。为读者提供了一个物联网系统开发综合实训项目—物联网智能家居模型设计与实现。项目涵盖物联网系统设计与开发中感知层、网络层和应用层的核心知识和技能,对于读者掌握物联网技术的全貌具有一定的参考价值。 任何事物都有其发展规律,新工科教学改革亦不例外。在较短的时间内探索行之有效的实验/实践教学改革方案以快速适应市场对人才的需求并非一件一蹴而就的事情。在本书的编写过程中,囿于时间和经验的不足,难免会有错漏、不足之处,敬请读者批评指正。 本书在出版过程中得到了清华大学出版社白立军、杨帆、常建丽编辑的鼎力支持,也得到了西北民族大学计算机科学与民族信息技术一流学科建设项目、甘肃省创新创业试点改革项目(计算机科学与技术专业)、青软创新科技集团股份有限公司教育部产业合作协同育人项目(202102383034,202102383017,202102383049)、国家民委教育教学改革研究项目(数据驱动的学习质量评价改革研究21024)以及西北民族大学创新创业教学团队项目(编程提高与竞赛算法教学团队)的大力支持,在此一并表示感谢。 郝玉胜2022年4月于广州

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  • 本书提供的综合实训案例不依赖任何商用硬件平台,指导读者以DIY的方式实现一款电子秤和物联网智能家居模型,教材所提供的设计方案极具可操作性,便于初学者掌握相关基础。
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  • 目录

    第1章元器件与仪器仪表1

    1.1认识元器件1

    1.1.1电阻器1

    1.1.2电容器2

    1.1.3电感器3

    1.1.4二极管5

    1.1.5晶体管8

    1.1.6传感器8

    1.1.7显示设备12

    1.1.8频率元器件14

    1.1.9集成电路16

    1.2仪器、仪表使用17

    1.2.1数字万用表17

    1.2.2数字示波器26

    1.2.3函数信号发生器56

    1.2.4直流稳压电源61

    第2章电路设计与制作基础66

    2.1概述66

    2.2电子电路设计基础67

    2.2.1Altium Designer简介67

    2.2.2创建工程68

    2.2.3原理图库与原理图70

    2.2.4PCB封装89

    2.2.5板框绘制与布局105

    2.2.6常用规则与布线设置111

    2.2.7布线后处理1242.3电路板焊接与制作126

    2.3.1回流焊机焊接126

    2.3.2手工焊接127

    第3章嵌入式系统开发基础129

    3.1基本概念129

    3.2嵌入式系统组成130

    3.3嵌入式系统硬件组成131

    3.4嵌入式软件开发131

    3.5嵌入式系统开发流程134

    3.6嵌入式系统的发展趋势137

    物联网系统开发综合实验教程目录第4章Android应用开发入门139

    4.1Android概述139

    4.1.1Android平台139

    4.1.2Android框架141

    4.1.3Android开发环境搭建143

    4.1.4创建第一个Android项目155

    4.2Android应用程序解析161

    4.2.1程序目录结构16...

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