Arduino案例实战（卷Ⅱ）（清华开发者书库） pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李永华，王思野著

图书标签:

Arduino
嵌入式系统
单片机
项目实战
电子制作
传感器
物联网
清华大学出版社
开发者书库
硬件开发

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到静流书站

book.coffeedeals.club

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302472506

版次：1

商品编码：12170389

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：368

字数：552000

正文语种：中文

具体描述

编辑推荐

　　本书从构思、设计到实现，深入理解Arduino项目开发！《Arduino案例实战》系统论述了Arduino开源硬件的开发方法和技术。书中以丰富Arduino设计实例，介绍了智能硬件的物联网应用。在处理嵌入式系统的开发过程中，使用Arduino开源平台，将事半功倍，极大提高效率。本书涉及的主题：

　　(1)智能控制类开发案例

　　(2)人机交互类开发案例

　　(3)生活便捷类开发案例

　　(4)物联网络类开发案例

　　(5)其他创意类开发案例

　　本书突出的特点：

　　(6)典型场景的创新应用

　　(7)智能开源的编程实践

　　(8)不同领域的经典案例

　　(9)多种产品的功能实现

　　注：本书提供配套学习资源，下载地址为清华大学出版社本书页面。

内容简介

　　本书以“大众创业、万众创新”为时代背景，以物联网和智能开源硬件发展为技术背景，总结了智能硬件的创新模式、创新方法和创新产品。本书主要内容包括Arduino设计基础及开发案例，涉及Arduino智能控制类开发案例、Arduino生活便捷类开发案例、Arduino物联网络类开发案例、Arduino人机交互类开发案例、其他Arduino创意类开发案例。

　　本书针对创新产品的实际开发案例进行描述，包括软件设计流程图、硬件电路图、各种传感器和模块，从功能、使用方法、电路连接和实例程序等方面介绍其使用方法；综合应用各种技术，提高产品的总体性能和可实现性。本书案例的内容由总到分、先模块后代码、创新思维与实践案例相结合，以供不同层次的人员需求，同时，本书附有实际项目的硬件设计图和软件实现代码，供读者自我学习和自我提高使用。

　　本书可作为大学信息与通信工程及相关领域的本科生教材，也可以作为智能硬件爱好者创新手册使用，还可以为创客产生需求、分析产品、设计生产、实现产品提供帮助。对于从事物联网、创新开发和设计的专业技术人员，也可以作为主要的技术参考书。

作者简介

　　李永华现执教于北京邮电大学，拥有超过10年的嵌入式开发经验，致力于物联网和智能硬件的研究开发工作。在教学中以兴趣为导向，激发学生的创造性；以素质为基础，提高自身教学水平；以科研为手段，促进教学理念转变。通过信息工程专业综合改革，探索了以“学生学为中心”的教学模式，营造生动活泼的学习方法，提高学生独立思考问题、发现问题、解决问题的能力，激发学生的创造激情。在研发及教学实践中指导学生实现200余个创新案例，并指导着一支物联网开发团队，曾在物联网、开源硬件等技术领域进行了多场学术报告，并且出版了《AllJoyn技术原理及物联网程序开发指南》《Arduino实战指南——游戏开发、智能硬件、人机交互、智能家居与物联网设计30例》《Arduino软硬件协同设计实战指南》等多部物联网技术方向的著作。

精彩书摘

　　第5章App控制智能小风扇

　　5.1项目背景

　　设计者：吴泽君何江东

　　本项目为基于Arduino控制的实用功能型产品。夏季高温炎热，对于还没有安装空调的宿舍，小小的电风扇则成为大家的“救命稻草”。但传统的电风扇需要手动控制，电风扇的开关、风速大小、转向等均需要手动调节，与当今生活硬件智能化的主题格格不入。因此，本项目致力于开发一个由手机APP控制的智能小风扇，对其所有操作只需在手机客户端单击按钮即可。

　　5.2创意描述

　　作为实用功能型产品，它通过Arduino板将传统硬件与软件相结合，实现我们日常生活用品的智能化。主要由电风扇、信息转换部分、手机APP、点阵显示部分组成，通过手机APP对电风扇实现智能控制。

　　创新点：通过手机APP便可实现电风扇的开关、延时关闭、电风扇状态显示；实用性比较强，应用对象也很广，可以对诸如加湿器、空调甚至热水器等做类似应用移植。

　　5.3功能及总体设计

　　本产品主要分为三个部分进行设计：开关部分、延时关闭部分和状态显示部分。首先，通过蓝牙模块来实现手机与Arduino板的通信。开关部分主要是Arduino板通过继电器来控制电风扇的开启和关闭；延时关闭部分是由延时程序以及继电器模块的有效组合实现在一定时间之后关闭风扇；状态显示部分主要是通过控制一个8×8点阵来显示电风扇当前运行状态。

　　5.3.1功能介绍

　　智能小风扇能让用户在吹风时享受更加方便、智能的服务，通过手机输入便可选择风扇的开关，多长时间以后关闭，并能看到风扇的运行状态。开关部分主要是通过手机字母输入，以控制电风扇的开启和关闭；延时关闭部分是指可以在手机控制端通过选择不同的档位来选择何时关闭风扇；状态显示部分主要是通过一个8×8点阵来显示风扇当前运行状态，用户可自由选择是否开启点阵以获得相关信息。

　　5.3.2总体设计

　　要实现上述功能，需要将作品分成三部分进行设计：关闭部分、延时部分和点阵显示部分。

　　1.整体框架图

　　项目整体框架如图5��1所示。继电器和LED8×8点阵直接连到ArduinoUNO板上，风扇连接到继电器的输出端，这样，通过Arduino板便可控制小风扇以及LED显示屏。

　　图5��1整体框架图

　　2.系统流程图

　　系统流程如图5��2所示。接通电源以后，如果继电器模块输出高电平，则电风扇开始转动。Arduino板与LED点阵相连可控制显示屏开始显示。

　　图5��2系统流程图

　　3.总电路图

　　系统总电路及ArduinoUNO开发板引脚如图5��3所示。从左到右依次是带红外避障模块的LED点阵、蓝牙模块、Arduino板、继电器、电风扇。其中，LED点阵的2、3、4接口与Arduino板的12、11、10相连，GND与GND相连，6端口与5V相连。蓝牙模块的RX、TX、VCC、GND和Arduino板的1、0、5V、GND相连。继电器模块的VCC、GND、IN分别和5V、GND、2端口相连。继电器的OUT与电风扇的正极相连，而GND便与GND相连。

　　5.3.3模块介绍

　　本项目主要包括以下几个模块：蓝牙模块、继电器模块、LED点阵显示模块。下面分别给出各模块的功能、元件、电路图和相关代码。

　　1.蓝牙模块

　　1)功能介绍

　　实现手机App与Arduino板的通信，把手机App上输入的信息传递给Arduino板。元器件包括HC05蓝牙模块、杜邦线和面包板。蓝牙模块接线如图5��4所示。

前言/序言

　　物联网、智能硬件和大数据技术给社会带来了巨大的冲击，个性化、定制化和智能化的硬件设备成为未来的发展趋势。中国制造2025计划、德国的工业4.0、美国的工业互联网，都是将人、数据和机器连接起来，其本质是工业的深度信息化，为未来智能社会的发展提供制造技术基础。

　　在“大众创业、万众创新”的时代背景下，人才的培养方法和模式也应该满足当前的时代需求。作者依据当今信息社会的发展趋势，结合Arduino开源硬件的发展及智能硬件的发展要求，采取激励创新的工程教育方法，培养可以适应未来工业4.0发展的人才。因此，试图探索基于创新工程教育的基本方法，并将其提炼为适合我国国情、具有自身特色的创新实践教材。本书将实际教学中应用智能硬件的创新工程教学经验进行总结，包括具体的创新方法和开发案例，希望对教育教学及工业界有所帮助，起到抛砖引玉的作用。

　　本书系统地介绍了如何利用Arduino开发平台进行开发产品，包括相关的设计、实现与产品的应用。传统Arduino方面的书籍仅侧重介绍具体硬件开发平台的实现方法，而很少关注具体创新案例的开发及工程教育方法应用。因此，本书面向未来的工业创新与发展，通过CDIO的工程教育方法，以智能开源硬件平台为基础，培养面向工业4.0的创新型人才。

　　本书的内容和素材主要来自于作者所在的学校近几年承担的教育部和北京市的教育、教学改革项目和成果，北京邮电大学信息工程专业的同学们通过基于CDIO工程教育方法的实施，实现了创新产品的整个过程，不但学到了知识，提高了能力，而且为本书提供了第一手素材和资料。

　　本书对每个案例从项目背景、创意描述、功能及总体设计、具体电路图、系统流程图、子模块介绍、产品展示、故障及问题分析，以及每个案例所用元器件进行详细讲解，使读者可以从不同层面对开发案例进行分析、理解和具体实现。

　　本书的编写得到了教育部电子信息类专业教学指导委员会、信息工程专业国家第一类特色专业建设项目、信息工程专业国家第二类特色专业建设项目、教育部CDIO工程教育模式研究与实践项目、教育部本科教学工程项目、信息工程专业北京市特色专业建设、北京市教育教学改革项目、北京邮电大学教学综合改革项目的大力支持，在此表示感谢！

　　同时，也特别感谢林家儒教授的鼎力支持和悉心指导，感谢郑铖、谭扬、黄旭新、顾铁玥等研究生同学的大力协助，感谢北京邮电大学信息工程专业所有同学，感谢父母妻儿在精神上给予的支持与鼓励，才使得此书得以问世！

　　本书由北京市教育科学“十二五”规划重点课题（优先关注）、北京市职业教育产教融合专业建设模式研究（ADA15159）资助，特此表示感谢！

　　由于作者的水平有限，书中不当及错误之处在所难免，衷心地希望各位读者多提宝贵意见及具体的整改措施，以便作者进一步修改和完善。

　　李永华于北京邮电大学

　　2017年5月

《Arduino创意编程与硬件设计》内容概述本书是“Arduino创意编程与硬件设计”系列的第二卷，旨在深入探索Arduino平台在创意项目开发和复杂硬件系统构建方面的无限可能。在前一卷的基础上，本书将读者从基础的硬件交互和编程逻辑，引向更加专业、更具挑战性的应用场景。我们将系统性地讲解传感器数据的采集与分析、执行器的高级控制、通信协议的应用、嵌入式系统设计原则，以及如何将Arduino与其他硬件平台（如树莓派、ESP32等）进行集成，从而构建出功能强大、智能化程度更高的项目。本书的内容设计紧密围绕“创意”与“实战”两个核心，力求让读者在掌握核心技术的同时，能够激发自身的创造力，将所学知识转化为实际的、令人惊喜的创新应用。我们不局限于单一领域的应用，而是广泛涉猎物联网、智能家居、机器人、艺术装置、数据可视化等多个前沿方向，通过详细的案例分析和代码实现，为读者提供清晰的学习路径和动手实践的指导。章节亮点与深入探讨第一部分：高级传感器技术与数据融合高精度传感器集成与校准：深入探讨如IMU（惯性测量单元）、GPS模块、环境传感器（气体、粉尘、紫外线等）以及高分辨率图像传感器等高级传感器的原理、接口（I2C, SPI, UART）及高效集成方法。我们将详细介绍如何进行传感器数据的校准，以消除误差，提高数据的准确性和可靠性。传感器数据预处理与特征提取：学习多种数据预处理技术，包括滤波（卡尔曼滤波、移动平均滤波）、平滑、噪声抑制等，以应对真实环境中复杂多变的数据干扰。同时，我们将介绍如何从原始传感器数据中提取有意义的特征，为后续的决策和控制提供依据。多传感器数据融合：讲解几种常用的传感器数据融合算法，如加权平均法、贝叶斯推断、以及基于机器学习的融合方法。通过实例演示，展示如何将来自不同传感器的数据进行有机结合，构建更全面、更精确的环境感知系统，从而实现更智能的控制和判断。例如，结合GPS和IMU数据实现精准的定位跟踪，或融合多种环境传感器数据来评估空气质量。第二部分：复杂执行器控制与人机交互步进电机与伺服电机的高级控制：除了基本的PWM控制，本书将深入讲解步进电机的精确位置控制、速度曲线规划以及伺服电机的PID（比例-积分-微分）闭环控制算法。我们将探讨如何通过软件实现平稳、精确的运动轨迹，并为读者提供如何根据实际需求调整PID参数的详细指南。直流无刷电机（BLDC）的驱动与控制：介绍BLDC电机的基本工作原理，并讲解如何使用专用驱动芯片（如DRV8825、L298N等）和Arduino进行驱动和速度控制。我们将讨论如何实现正反转、刹车以及速度的精确调节，为构建更复杂的机械系统打下基础。高级人机交互界面的设计：探索如何利用图形用户界面（GUI）库，如TFT_eSPI、U8g2等，在Arduino平台上创建美观、直观的用户交互界面。我们将教授如何设计触摸屏操作、显示实时数据、以及通过按键、旋钮等输入设备与系统进行多模态交互，提升用户体验。第三部分：通信协议与网络互联实时通信（RTOS）在Arduino上的应用：探讨实时操作系统（RTOS）的概念，并介绍FreeRTOS等在ESP32等支持RTOS的微控制器上的移植和应用。我们将展示如何利用RTOS来管理多任务、实现任务的优先级调度和同步，从而构建更稳定、响应更快的复杂系统。低功耗无线通信技术：深入研究LoRa、NB-IoT、Zigbee等低功耗广域网（LPWAN）和短距离无线通信技术。本书将详细讲解这些技术的通信协议、工作原理、以及如何在Arduino平台上实现与其的连接和数据传输，为物联网应用的设计提供关键技术支持。 MQTT协议与云平台集成：详细讲解MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议，这是一种轻量级的发布/订阅消息协议，特别适用于物联网设备。我们将演示如何使用ESP8266、ESP32等Wi-Fi模块，将Arduino项目连接到阿里云、AWS IoT、Google Cloud IoT等主流云平台，实现数据的远程监控、存储和分析。第四部分：嵌入式系统设计与集成低功耗设计与电源管理：探讨在资源受限的嵌入式系统中实现低功耗设计的重要性。我们将介绍Arduino的睡眠模式、唤醒机制，以及如何选择合适的低功耗传感器和通信模块，以延长电池供电设备的续航时间。与其他硬件平台的协同工作：学习如何将Arduino与其他嵌入式平台进行集成，例如与树莓派（Raspberry Pi）构建更复杂的计算和控制系统，或者与ESP32等更强大的微控制器协同工作。我们将探讨不同平台之间的通信方式，如UART、SPI、I2C、网络通信等，以及如何实现分布式控制和数据共享。固件更新与远程升级：讲解如何在Arduino设备上实现固件的OTA（Over-The-Air）更新。我们将探讨相关的技术方案和实现方法，使得设备能够在不物理接触的情况下进行软件升级和功能迭代，这对于大规模部署的物联网设备至关重要。第五部分：创意项目案例实战本部分将汇聚前几部分所学的技术，通过一系列精心设计的创意项目，引导读者将理论知识转化为实际的创新应用。每个项目都包含详细的硬件选型、电路设计、代码实现、调试过程以及潜在的扩展方向。智能环境监测站：构建一个能够实时监测空气质量（PM2.5、CO2、温度、湿度）、光照强度、噪音等环境参数，并将数据通过Wi-Fi上传至云平台，同时在本地LCD屏幕上显示详细信息的系统。基于视觉的机器人避障系统：利用摄像头和图像处理技术，结合Arduino的控制能力，开发一个能够识别障碍物并自主导航避障的移动机器人。 DIY智能家居控制器：设计一个能够通过手机App远程控制家中灯光、电器、窗帘等设备的智能家居系统，并支持语音控制（通过集成的语音识别模块）。互动式艺术装置：结合传感器、LED矩阵、声音模块等，创造一个能够响应观众动作或环境变化，产生动态视觉和听觉效果的艺术装置。数据驱动的农业监控系统：利用土壤湿度传感器、光照传感器、温湿度传感器等，构建一个能够实时监控农作物生长环境，并根据数据变化自动进行灌溉和补光的智能化农业系统。学习目标与受众本书的目标读者群体包括： Arduino初学者进阶者：已经掌握Arduino基础编程和硬件操作，希望进一步深入学习复杂技术和项目开发的学习者。电子爱好者与创客：热衷于DIY电子项目，希望将创意想法转化为现实的创客群体。高校学生与科研人员：在校学生，特别是电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生，以及进行嵌入式系统、物联网等方向研究的科研人员。行业从业者：软件工程师、硬件工程师、嵌入式开发人员，希望扩展技能栈，了解Arduino在不同领域的应用。通过本书的学习，读者将能够：熟练掌握各类高级传感器和执行器的接口技术与控制方法。理解并应用多种传感器数据融合与预处理技术。掌握主流的无线通信协议和网络通信技术，实现设备互联。具备设计和实现中小型嵌入式系统的能力。能够独立完成具有一定复杂度和创新性的Arduino项目。激发自身的创造力，将技术应用于解决实际问题和创造有趣的应用。 “Arduino创意编程与硬件设计（卷Ⅱ）”将是一本陪伴您探索Arduino无限潜能的得力助手，帮助您将奇思妙想变为触手可及的现实。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

最近入手一本关于 Arduino 的书，虽然我并不是完全的新手，但一直想系统地梳理一下自己的知识体系，尤其是在一些进阶应用方面。这本书的封面设计简洁大方，带有清华开发者书库的标识，给我的第一印象就非常专业和可靠。迫不及待地翻开，书的纸张质量很好，印刷清晰，排版也很舒服，阅读体验上就已经加分不少。我特别关注的是那些能够将理论知识转化为实际项目的部分，因为我一直觉得，动手实践是学习 Arduino 最核心也是最有乐趣的部分。书中提供的案例，从描述上看就非常吸引人，涵盖的领域似乎也很广泛，不仅仅是简单的 LED 闪烁或者传感器数据读取，而是涉及到一些更复杂的控制系统和交互设计。我希望通过这些案例，能够真正理解 Arduino 在物联网、智能家居、机器人等领域中的应用潜力，并且能够举一反三，为自己未来的项目打下坚实的基础。目前我还在初步浏览，但已经能感受到作者在内容编排上的用心，逻辑性很强，由浅入深，循序渐进。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在 Arduino 领域摸索了几年，但总感觉缺少系统性训练的业余爱好者，我一直在寻找一本能够让我“更上一层楼”的书籍。这本书的标题——“Arduino案例实战（卷Ⅱ）”——立刻吸引了我。它暗示着这本书的内容并非浅尝辄止，而是会深入到实际的应用层面，并且有一定的内容积累。我尤其看重“案例实战”这部分，我希望书中能够展示一些具有代表性、能够解决实际问题或者具有一定创新性的项目。我希望能从中学习到如何从零开始设计一个项目，包括需求分析、硬件选型、电路搭建、软件编程，以及最后的调试和优化。我对书中关于一些常用模块（如各种传感器、执行器、显示屏）的深度应用案例很感兴趣，也期待能看到一些涉及物联网、数据采集与处理、甚至基础的嵌入式系统开发的案例。我希望通过阅读这本书，能够提升我独立完成复杂 Arduino 项目的能力，并且能够培养出更严谨的工程思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对我这样想要深入了解 Arduino 的开发者来说，无疑是一份宝贵的资源。我一直觉得，很多 Arduino 的入门书籍虽然能带你走进这个世界，但真正能让你“玩转”起来的，还需要更深入、更贴近实际应用的指导。这本书的书名就让我眼前一亮，‘案例实战’四个字，直接击中了我的痛点。我希望能看到一些真正能够体现 Arduino 强大能力的项目，而不是一些简单的“玩具”。从目录上看，它涉及的领域非常广泛，从基础的硬件交互，到更复杂的通信协议，再到与云平台对接的应用，都涵盖其中。我非常期待书中那些能够解决实际问题、或者能够带来创新的案例。我希望通过阅读这本书，能够学习到如何优化代码，提高系统的稳定性和效率，并且能够掌握一些高级的调试技巧。同时，书中对于硬件选型、元器件的原理讲解，以及电路设计方面的深度，也是我非常看重的。一个好的项目，离不开扎实的理论基础和严谨的设计思路，我相信这本书在这方面会有很好的体现。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚拿到这本《Arduino案例实战（卷Ⅱ）》，翻了几页，感觉确实很有料。我一直觉得，学习 Arduino 最重要的一点就是动手实践，光看理论书是远远不够的。这本书的名称就点明了它的核心——“案例实战”，这正是我们这些想把 Arduino 用起来的人最需要的。我尤其关注那些能够真正体现 Arduino 强大功能的项目，比如说，如何用它来构建智能家居系统，或者如何实现一些有趣的机器人控制。我希望书中提供的案例，不仅仅是展示功能，更能深入讲解背后的原理，包括硬件的连接方式、代码的逻辑思路，以及在实际开发中可能会遇到的各种问题和解决方案。我对书中对于一些进阶话题的探讨也很感兴趣，比如如何优化代码性能，如何保证项目的稳定性和可靠性，甚至是如何将 Arduino 与其他平台或者云服务进行集成。总的来说，我希望通过阅读这本书，能够真正掌握 Arduino 的核心技术，并且能够将这些知识应用到我自己的项目设计中去，创造出更有趣、更有用的东西。

评分☆☆☆☆☆

入手这本书，完全是因为我近期在工作上遇到了一个需要用到 Arduino 的项目，但我的经验还停留在一些基础的控制上，对于如何构建更复杂的系统，还有些捉襟见肘。这本书的名称，尤其是“案例实战”这几个字，给了我很大的希望。我希望它能提供一些切实可行的解决方案，并且能够让我看到一些成熟的项目范例。从它的“卷Ⅱ”这个标识，我推测它在内容上会有一定深度，能够满足我进一步提升技能的需求。我特别关注书中关于传感器集成、电机控制、无线通信（比如 Wi-Fi、蓝牙）以及与微控制器（如 ESP32）协同工作的案例。我希望能够学到如何在实际项目中，将这些技术有效地结合起来，构建出功能强大且稳定可靠的系统。此外，关于代码优化、功耗管理以及项目部署方面的经验分享，也是我非常期待的部分。我希望这本书能成为我解决实际问题的“工具书”，让我在项目开发过程中少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

送货速度很快，包装也很完整。

评分☆☆☆☆☆

这书真是不错呀，另外快递服务也是特别好

评分☆☆☆☆☆

是时候走进物联网时代了，这是本不错的书籍。

评分☆☆☆☆☆

正在学习中，图书质量很好。

评分☆☆☆☆☆

还没开始看，准备学这个。

评分☆☆☆☆☆

入门来看介绍得比较详细