前言

物联网（Internet of Things，IOT）服务涉及智慧农业、智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防、工业监测、老人护理、智慧医疗等多个领域。“物联网实时信息系统”通过提供“实时了解、实时控制”的物联网服务，来解决现实社会各个方面所存在的问题。“物联网实时信息系统”由物联网节点、物联网网关、物联网传输网络、物联网数据服务中心、物联网服务接入网络、物联网客户端组成。物联网节点及物联网网关是组成物联网实时信息系统的核心智能设备。通过本书，学生能够理解相关原理，并掌握从印刷电路板（printed circuit board，PCB）开始制作智能网关及智能节点的详细步骤，加深对物联网实时信息系统的理解，增强设计并制作物联网智能设备解决实际问题的工程实践能力。

本书具有显著特色，书中内容是作者在物联网智能设备制作领域历经多年科研、教学及生产实践所取得成果的精心总结。尤为重要的是，它成功填补了物联网智能设备制作领域高校教材的空白，为相关专业的教学与学习提供了宝贵的资源和全新的视角。本书对物联网智能设备制作相关的理论及实践知识的阐述具有较深的深度、较大的广度及较强的可读性。作者基于物联网领域的校企合作、科研及教学成果，对智能设备所涉及的各种概念及关键技术进行了较为完整的论述，在编写上力求使用图文结合的形式，使教材的内容通俗易懂。同时，利用详细的具有较强操作性的实例，指导学生在学习过程中掌握成功制作物联网智能设备的各个步骤，提高学生的学习兴趣及解决实际问题的能力。本书分为 3 篇，共 10 章内容。第 1 篇，物联网智能设备基础，包含 3 章内容；第 2 篇，物联网智能设备制作，包含 5 章内容；第 3 篇，高级物联网智能设备及软件开发，包含 2 章内容。

第 1 章为物联网智能设备介绍，主要内容包括物联网简介、物联网实时信息系统、物联网网关智能设备、物联网数据节点智能设备、物联网控制节点智能设备、物联网智能设备数据存储分析公共平台。第 2 章为物联网智能设备制作基础，主要内容包括物联网微控制器及开发环境、Arduino IDE 集成开发环境及测试、Keil 集成开发环境安装及测试、微控制器与物联网节点的连接与测试、物联网数据节点测试、物联网控制节点测试。第 3 章为智能设备通信技术，主要内容包括智能设备通信技术简介、网关-节点通信技术、网关-数据中心通信技术、网关-数据中心 Wi-Fi 无线通信测试。

第 4 章为智能设备 PCB 电路板设计，主要内容包括 PCB 电路板设计软件简介、Altium Designer 软件安装与应用、嘉立创电子设计自动化（electronic design automation，EDA）标准版安装与使用、嘉立创 EDA 导出 Altium Designer 原理图及封装库、Altium Designer 测试导出的原理图及封装库、智能设备电子元器件焊接。第 5 章为物联网节点-智能光敏继电器制作，主要内容包括智能光敏继电器简介、智能光敏继电器的电路图设计、智能光敏继电器的 PCB 设计、智能光敏继电器的打板与焊接、智能光敏继电器程序设计。第 6 章为物联网节点-智能 LoRa 测距设备制作，主要内容包括超声波测距设备简介、超声波距离传感器工作原理、LoRa 无线通信模组 SX1278 工作原理、LoRa 超声波测距设备电路设计、智能 LoRa 测距设备程序设计与测试。

第 7 章为物联网网关-智能微型气象站制作，主要内容包括微型气象站简介、微型气象站电子元器件、微型气象站电路图设计、微型气象站制作、微型气象站智能设备软件设计与烧录、Arduino 微型气象站数据通信测试。第 8 章为物联网网关-STM32 智能开关制作，主要内容包括智能开关简介、智能开关电子元器件库文件准备、STM32 智能蓝牙开关电子原理图设计、STM32 智能蓝牙开关 PCB 电路板设计、智能开关软件设计及通信测试。

第 9 章为鸿蒙智能网关制作，主要内容包括鸿蒙操作系统简介、Hi3861 芯片、FS-Hi3861 鸿蒙网关开发环境搭建及测试、BearPi-HM Nano 鸿蒙网关开发环境搭建及测试、鸿蒙应用 App 开发。第 10 章为智能物联网设备上位机软件设计，主要内容包括网关智能设备-上位机介绍、SpringBoot Web 服务器开发、SpringBoot MyBatis Web 服务器设计与实现、传输控制协议（transmission control protocol，TCP）服务器上位机开发。

在编写本书时，作者虽倾尽全力，却仍觉学识有限。若书中存在不足之处，还望读者海涵，不吝赐教。