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工业互联网架构下的智慧照明

本书配套资源丰富,有教学课件,教学大纲,实验代码等。

作者:王敏,赵志刚,张聪玲,宋立红,崔军,田磊
定价:69
印次:1-1
ISBN:9787302657132
出版日期:2024.03.01
印刷日期:2024.03.18

本书介绍了工业互联网环境下智慧照明的实现方法和案例,系统性地介绍了基于国产芯片的智慧照明终端的软硬件设计方法、综合控制器和远程控制的前端和后端逻辑的设计方法。全书共分为6章,第1章介绍了工业互联网2.0架构和基于端、边、云协同的智慧照明体系架构及智慧照明技术现状; 第2章介绍了智慧照明平台终端硬件设计,包括传感器模块、本地控制板、本地总控板和局域网网关等4种模块的设计方法,详细介绍了设计思路、方法,并给出了各个模块的原理图; 第3章介绍了智慧照明平台终端软件设计,包括传感器、本地控制板、本地总控板和局域网网关等4种模块的功能软件设计方法,详细介绍了设计思路、方法,并给出了各个模块的关键代码; 第4章介绍了综合控制器功能实现的方法和步骤,其中包含了主控制器通信角色配置方法; 第5章介绍了智慧照明云平台的设计,介绍了云平台架构设计、前端和后端设计及云平台的使用方法; 第6章详细介绍了基于本平台的实验,包含GD32入门实验、大功率LED控制实验、基于网络的LED单灯控制实验和综合性实验。 为便于读者高效学习,快速掌握工业互联网环境下智慧照明的实现方法,作者精心制作了电子书、完整的教学课件、完整的源代码、丰富的配套视频教程及在线答疑等内容。 本书适合作为广大高校光源与照明专业、物联网专业、计算机专业的智慧照明课程、物联网技术课程及工业互联网技术课程的教材,也可以作为相关专业和相关技术实现的自学参考用书。

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前言 以新一代信息技术为驱动的数字浪潮正深刻地重塑经济社会的各个领域,工业互联网环境下的云、边、端一体化是实现数字化转型、异构基础设施资源管理的关键路径。在这一背景下,本书介绍了工业互联网环境下智慧照明的设计方法,为实现绿色照明、智慧控制提供方案。本书涉及的所有处理器均采用北京兆易创新公司的32位处理器。本书系统地介绍了基于国产芯片的智慧照明终端的软硬件设计方法。本书以工业互联网环境下的智慧照明系统为研究对象,供读者学习和研究基于云、边、端架构的智慧照明实现方法,以及关于智慧照明的控制设计和国产处理器开发的问题,使读者可以掌握智慧照明的云平台建设,包括前端界面和后端逻辑的实现、综合控制器的设计与配置以及物联网组网、不同协议转换的网关概念及其软硬的设计与实现方法。本书从教研开发和培训入手,以设计方法论述为主导,进行技术路线、设计思路的描述,循序渐进、由浅入深地介绍工业互联网环境下的智慧照明云平台设计,边设备、端设备的软件和硬件设计,包括基于C语言的国产处理器的智能硬件的软件编程,以及基于VUE框架的JavaScript的前端实现和基于Python 的后端逻辑开发。 本书内容共分为6章,分别为工业互联网2.0架构下的智慧照明、智慧照明平台终端硬件设计、智慧照明平台终端软件设计、综合控制器的设计、智慧照明云平台设计和基于本平台的智慧照明实验。 第1章介绍工业互联网2.0架构下的智慧照明。本章共分为3节,首先介绍了工业互联网架构概念的发展,1.0版本和2.0版本的发展与区别; 然后介绍了工业互联网2.0架构下的照明智能终端和基于端、边、云协同的智慧照明及当前智慧照明技术现状。 第2章介绍智慧照明平台终端的硬件设计。本章共包含6节,首先介绍了硬件体系架构、国产嵌入式处理器GD32; 然后介绍了传感器、本地控制板、本地总控板和局域网网关的硬件设计,给出了硬件选型方法和硬件原理图。 第3章介绍智慧照明平台终端的软件设计。本章包含5节,首先介绍了开发软件Keil 5,包括其安装方法、使用流程和常见问题排查,还介绍了下载器的安装与配置方法; 然后分别介绍了传感器、本地控制器、本地总控器和局域网网关的软件设计方法,给出了设计思路、流程图和关键代码。 第4章介绍综合控制器的设计。本章共包含6节,首先介绍了本平台的局域网网关、综合控制器的功能和配置方法; 然后介绍了实验箱主控制器WiFi通信角色的配置和PC采用以太网通过综合控制器控制各个实验箱中大功率LED的方法和步骤; 最后介绍了将Python 程序移植到综合控制器中的方法。 第5章介绍智慧照明云平台的设计。本章共分为4节,分别介绍了智慧照明云平台架构; 服务器及后端模块设计,包括服务器购买和配置方法以及程序开发流程; 服务器前端的Web设计,包括登录界面设计、Web首页设计与效果图; 对实验箱多个大功率LED灯的集中控制和单个控制的实现方法和流程。 第6章介绍基于本平台的智慧照明实验。实验根据内容的逻辑性由浅入深地进行设计,包含基础性实验、设计性实验和综合性实验。基础性实验主要包含GD32入门实验、大功率LED灯控制实验; 设计性实验主要包含基于网络的LED单灯控制实验; 综合性实验包含本地多网络融合实验和云平台控制实验。 本书由天津工业大学王敏主编,由深圳技术大学赵志刚、中国民航大学张聪玲和宋立红、天津工业大学崔军和田磊共同编著。王敏老师进行了全书的规划和实验设计; 赵志刚老师编写和修改了第2章、第3章和第6章; 张聪玲老师和宋立红老师编写和修改了第1章、第4章和第5章; 崔军老师编写了第1章、第4章的初稿; 田磊老师编写了第3章和第6章的初稿,并指导学生进行了实验验证。全书由王敏老师统稿。 在本书的编写、实验验证、实验优化过程中,张雅静、王子旭、王洋和陈华奎给予了极大的帮助,在此表示感谢。 本书适用于光源与照明、物联网、工业互联网、电子类等专业的本科生作为智慧照明、物联网技术、嵌入式开发等课程的实验教材,也可以作为本科生和研究生参加相关专业设计大赛的参考资料,例如各类电子设计大赛、光源与照明类设计大赛、物联网大赛、新工科大赛等。 编者 2024年3月

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  • 本书介绍了工业互联网环境下智慧照明的实现方案和案例,系统性的介绍了基于国产芯片的智慧照明终端的软硬件设计方法、综合控制器和远程控制的前端和后端逻辑的设计方法。

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  • 目录

    第1章工业互联网2.0架构下的智慧照明

    1.1工业互联网2.0架构

    1.2基于照明的智能终端

    1.3基于端、边、云协同的智慧照明

    1.3.1体系架构

    1.3.2智慧照明技术现状

    第2章智慧照明平台终端硬件设计

    2.1硬件体系架构

    2.2GD32F3系列嵌入式处理器

    2.2.1GD32F3系列单片机的主要资源

    2.2.2GD32F3系列单片机引脚

    2.3传感器模块设计

    2.4中控制器设计

    2.5主控制器设计

    2.6局域网网关设计

    第3章智慧照明平台终端软件设计

    3.1开发软件介绍及使用

    3.1.1Keil 5的安装

    3.1.2下载器的安装与配置

    3.1.3Keil 5的使用

    3.1.4Keil 5的常见问题排查

    3.2传感器端

    3.2.1温湿度传感器

    3.2.2红外、人感、声音和光敏传感器

    3.3网络传输

    3.3.1DALI

    3.3.2DMX512

    3.3.3WiFi

    3.3.4ZigBee

    3.3.5RS485

    3.4主控制器程序设计

    3.4.1流水灯程序设计

    3.4.2按键输入程序设计

    3.4.3数码管显示程序设计

    3.4.4串口通信程序设计

    3.4.5中断程序设计

    3.4.6A/D转换程序设计

    3.5局域网网关程序设计

    3.5.1单控程序设计

    3.5.2群组控制程序设计

    3.5.3网络融合程序设计

    第4章...

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