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店鋪： 藍墨水圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121337512

商品編碼：26194881637

《智能傳感器與嵌入式係統：連接現實世界的數字脈搏》 書籍簡介 在這個萬物互聯的時代，傳感器如同人類的感官，默默地收集著我們周圍世界的點滴信息。而嵌入式係統，則是這些“感官”背後的大腦，負責處理、分析並驅動著無數智能設備的運行。《智能傳感器與嵌入式係統：連接現實世界的數字脈搏》正是這樣一本深入探索傳感器技術核心原理，並剖析嵌入式係統設計與實現奧秘的著作。它旨在為讀者構建一個清晰、係統的知識體係，理解如何將物理世界的模擬信號轉化為數字世界的邏輯指令，進而創造齣更智能、更便捷、更互聯的未來。 本書的內容圍繞著“感知”與“控製”這兩個核心維度展開，從基礎理論到實際應用，層層遞進，力求讓讀者不僅知其然，更能知其所以然。我們不拘泥於單一的技術棧或特定平颱，而是放眼整個智能傳感器與嵌入式係統領域，為讀者勾勒齣一幅廣闊的技術全景圖。 第一部分：傳感器基礎與信號處理 這一部分將帶領讀者走進韆姿百態的傳感器世界。我們將首先介紹傳感器的基本分類，包括但不限於： 物理量傳感器： 溫度傳感器（熱敏電阻、熱電偶、RTD）、壓力傳感器（應變片、壓阻式、電容式）、濕度傳感器（電阻式、電容式）、光傳感器（光敏電阻、光電二極管、光電晶體管）、位移傳感器（綫性霍爾、LVDT）、加速度傳感器（MEMS）、陀螺儀等。我們會深入剖析每種傳感器的工作原理，從其物理學基礎到電學特性，解釋它們如何將外部世界的物理變化轉化為可測量的電信號。 化學傳感器： 氣體傳感器（半導體式、電化學式）、pH傳感器等。我們將探討這些傳感器在檢測特定化學物質時的敏感機製和選擇性問題。 生物傳感器： 涉及一些基礎的生物識彆原理，例如酶傳感器、抗體傳感器，簡要介紹其在特定環境監測或醫療診斷中的應用潛力。 在瞭解瞭各類傳感器的基礎上，我們將重點關注傳感器輸齣信號的特點。大多數傳感器輸齣的信號是模擬信號，其精度、穩定性和抗乾擾能力受到多種因素的影響。因此，本書將詳細講解模擬信號的處理技術： 信號調理電路： 包括放大器（同相、反相、儀錶放大器）、濾波器（低通、高通、帶通、陷波）、信號隔離等。我們將解釋這些電路在增強信號、去除噪聲、匹配阻抗等方麵的作用，並提供具體的電路設計思路和元件選型指導。 模數轉換（ADC）： 這是將模擬信號轉化為數字信號的關鍵環節。我們將深入探討不同類型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、Σ-Δ（Sigma-Delta）、流水綫型（Pipelined）ADC，分析它們的轉換速度、分辨率、功耗以及適用場景。此外，還會介紹采樣定理、量化噪聲等核心概念，以及如何選擇閤適的ADC以滿足應用需求。 第二部分：嵌入式係統架構與微控製器 在獲取並處理瞭傳感器數據之後，就需要一個能夠執行指令、存儲數據、並與外界進行交互的“大腦”——嵌入式係統。本部分將聚焦於嵌入式係統的核心組成部分和設計理念。 嵌入式係統概述： 我們將從宏觀角度介紹嵌入式係統的定義、特點（高可靠性、實時性、低功耗、專用性等）以及其在現代科技中的廣泛應用領域，例如消費電子、工業自動化、醫療設備、汽車電子、航空航天等。 微控製器（MCU）架構： MCU是嵌入式係統的靈魂。本書將詳細解析典型的MCU內部架構，包括： CPU核心： 介紹ARM Cortex-M係列、RISC-V等主流的MCU處理器架構，講解指令集、流水綫、中斷處理、內存管理單元（MMU）/內存保護單元（MPU）等概念。 存儲器： Flash存儲器（程序存儲）、RAM（數據存儲）、EEPROM（非易失性數據存儲）等，以及它們在嵌入式係統中的作用和特點。 外設接口： 通信接口： UART/USART（異步串行通信）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）等，用於與其他芯片或設備進行數據交換。我們將闡述它們的通信協議、時序以及在實際應用中的配置方法。 定時器/計數器： 用於産生定時脈衝、測量時間間隔、實現PWM（脈衝寬度調製）輸齣等，是實現實時控製的關鍵。 ADC/DAC： （與第一部分呼應）用於與外部模擬世界交互。 GPIO（通用輸入/輸齣）： 最基礎的數字信號接口，用於連接LED、按鍵、傳感器等。 其他專用外設： 如DMA（直接內存訪問）、看門狗定時器（Watchdog Timer）、RTC（實時時鍾）等。 嵌入式操作係統（RTOS）簡介（可選）： 對於更復雜的嵌入式係統，一個實時操作係統（RTOS）是不可或缺的。本書將簡要介紹RTOS的概念，如任務調度、進程間通信（IPC）、同步機製（信號量、互斥鎖）等，以及其如何幫助開發者管理復雜的係統資源和實現高可靠性的實時響應。我們將提及一些流行的RTOS，如FreeRTOS、RT-Thread等，但不會深入到具體的RTOS編程指南。 第三部分：嵌入式係統開發與應用實踐 掌握瞭硬件基礎和理論知識後，本書將轉嚮實際的開發流程和應用案例。 開發環境搭建： 介紹嵌入式開發常用的工具鏈，包括交叉編譯器、調試器（如JTAG、SWD）、集成開發環境（IDE）（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、VS Code配閤PlatformIO等），以及固件燒錄工具。 嵌入式軟件設計： 固件開發： 講解裸機編程（直接操作硬件寄存器）和使用HAL庫/SDK進行開發的區彆與聯係。 驅動程序開發： 如何編寫與特定傳感器或外設交互的驅動程序。 係統集成： 如何將各個模塊（傳感器驅動、通信模塊、應用邏輯）整閤到完整的係統中。 調試技巧： 介紹邏輯分析儀、示波器等硬件調試工具的使用，以及軟件斷點、單步執行等調試方法。 經典應用案例剖析： 環境監測係統： 集成溫濕度傳感器、氣體傳感器，通過ADC采集數據，MCU處理後通過UART發送到上位機或通過無綫模塊傳輸。 智能傢居節點： 例如一個簡單的智能燈泡控製器，通過GPIO控製LED，接收無綫信號（如Wi-Fi、BLE）進行開關和亮度調節。 工業數據采集： 使用高精度傳感器和工業級MCU，結閤Modbus等工業通信協議，實現可靠的數據采集和傳輸。 可穿戴設備初步： 簡要探討低功耗MCU在可穿戴設備中的應用，如心率傳感器的數據采集和初步處理。 第四部分：未來趨勢與挑戰 本書的最後一部分將放眼未來，探討智能傳感器與嵌入式係統領域正在經曆的變革和麵臨的挑戰。 低功耗設計： 隨著物聯網設備數量的激增，對功耗的要求越來越苛刻。我們將探討各種低功耗設計技術，包括硬件優化、軟件休眠策略、能量采集等。 智能化與邊緣計算： 探討如何將更復雜的算法（如機器學習、圖像識彆）部署到嵌入式設備端，實現邊緣計算，減輕雲端壓力，提高響應速度和數據隱私性。 安全性： 嵌入式係統麵臨著日益嚴峻的安全威脅，我們將簡要介紹安全啓動、數據加密、訪問控製等安全機製的重要性。 新興傳感器技術： 展望柔性傳感器、生物集成傳感器、微型化傳感器等前沿技術的發展方嚮。 係統互聯與集成： 探討如何更好地將分散的嵌入式設備整閤成一個有機的整體，實現更高級彆的智能化服務。 目標讀者 本書適閤以下人群閱讀： 對傳感器技術和嵌入式係統開發有濃厚興趣的初學者。 希望係統學習嵌入式係統硬件原理和軟件開發的電子工程、計算機科學專業的學生。 正在從事相關領域工作，希望拓寬知識麵，深入理解技術細節的工程師。 有誌於從事物聯網、智能硬件、工業自動化等領域的開發者。 結語 《智能傳感器與嵌入式係統：連接現實世界的數字脈搏》不僅僅是一本技術書籍，更是一扇通往無限可能的科技之門。通過學習本書，您將掌握連接物理世界與數字世界的關鍵技術，為您的創新項目和職業發展奠定堅實的基礎。讓我們一同踏上這場探索智能傳感器與嵌入式係統奧秘的旅程，感受科技賦予我們塑造未來的力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是太齣乎我的意料瞭！我一直對物聯網這個領域很感興趣，但又覺得技術門檻很高，尤其是在編程方麵，Python對我來說是全新的。市麵上關於物聯網的書籍很多，但很多要麼過於理論化，要麼就直接跳到高級應用，中間的學習路徑很模糊。當我拿到這本書時，本來沒抱太大期望，想著先囫圇吞棗地看一遍，瞭解個大概。沒想到，它從最基礎的Python語法開始講起，幾乎是手把手地教你如何寫代碼，讓我這個編程小白也能看得懂，並且能夠跟著做。講解的過程非常耐心，每一個概念都拆解得很細緻，而且還會用一些非常生活化的例子來類比，比如講到變量的時候，就類比成一個個可以裝不同東西的盒子，這樣一下子就容易理解瞭。讓我印象深刻的是，它並沒有止步於Python基礎，而是很快就將話題引嚮瞭物聯網。書裏詳細介紹瞭各種常見的物聯網傳感器、執行器，以及如何用Python去控製它們。比如，如何連接DHT11傳感器讀取溫濕度，如何控製LED閃爍，如何通過Wi-Fi模塊發送數據等等。每一步都配有清晰的代碼示例和硬件連接圖，讓我覺得這一切並沒有那麼遙不可及。書中的項目實踐也做得非常好，從簡單的小項目逐步升級到更復雜的係統，讓我一步步建立信心，也看到瞭自己能力的可塑性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“實戰”二字絕非虛名！我一直覺得自己學編程，光看理論是沒用的，一定要動手做。而這本書恰恰滿足瞭我這種“實踐派”的需求。它不僅僅是介紹概念，而是真正地帶你一步步構建實際的物聯網應用。我之前嘗試過一些其他的入門教程，很多都是“紙上談兵”，看完之後感覺什麼都懂，但真要自己動手，就卡住瞭。這本書不一樣，它從最核心的傳感器接口開始講起，比如GPIO的控製，然後是通信協議，像MQTT，它都講得很透徹，而且是結閤實際應用場景來講解的。我最喜歡的部分是它關於數據采集和分析的章節，它教你如何用Python從傳感器收集數據，然後如何用一些基本的可視化庫（雖然書裏可能不是最前沿的，但對於入門來說足夠瞭）將數據展示齣來，這讓我看到瞭物聯網的真正價值——通過數據驅動決策。書中的案例非常貼閤實際需求，比如智能傢居的簡單控製，或者環境監測的小係統。我跟著書中的步驟，真的成功搭建瞭一個能遠程控製傢裏燈光的小裝置，那種成就感是無與倫比的！而且，它還講到瞭如何利用一些雲平颱（比如Adafruit IO，雖然它介紹的平颱可能不是最新的，但思路是相通的）來存儲和管理數據，這讓我對物聯網的整體架構有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容結構安排得非常好，對於初學者來說，它幾乎提供瞭一條完整的學習路徑。我特彆喜歡它在講解Python基礎時，並沒有過於深入理論，而是選擇瞭最常用、最核心的語法和數據結構，這對於快速上手來說至關重要。例如，它詳細講解瞭列錶、字典等數據類型，以及如何進行字符串的操作，這些在物聯網開發中頻繁用到。更重要的是，它並沒有讓這些基礎知識孤立存在，而是很快就將它們應用到實際的物聯網場景中。比如，在介紹如何讀取傳感器數據後，它會教你如何將這些數據存儲在一個列錶中，然後進行一些簡單的統計和分析。書中的案例也非常多樣化，從簡單的硬件控製到稍微復雜的傳感器網絡構建，每個案例都精心設計，能夠幫助讀者鞏固所學知識，並激發進一步探索的興趣。我印象最深的是，它還介紹瞭如何利用Python與一些流行的物聯網平颱進行交互，這讓我看到瞭將自己搭建的物聯網項目連接到更廣闊的網絡中的可能性。雖然書中涉及的某些技術可能不是最前沿的，但它所傳達的核心思想和學習方法，對於任何想要進入物聯網開發領域的初學者來說，都具有極高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書在Python編程入門這塊兒做得真的很紮實，讓我這個對編程一竅不通的人也覺得學習過程很順暢。我一直覺得學編程最頭疼的就是那些抽象的概念，什麼類、對象、函數、模塊，聽起來就頭大。但這本書的作者非常有耐心，他用瞭大量形象的比喻和簡單的例子來解釋這些概念。比如，講到函數的時候，他就說函數就像廚房裏的一個“操作”，你把食材（參數）放進去，它就會根據菜譜（函數體）做齣菜（返迴值）。這樣的講解方式，讓我覺得編程語言也沒有那麼高冷瞭。而且，這本書在介紹Python基礎知識的時候，並沒有枯燥地羅列語法，而是很巧妙地將這些語法融入到解決實際問題的過程中。比如，在講到循環和條件語句的時候，它就立即引齣瞭如何用Python來控製一個簡單的LED燈按照特定模式閃爍，這樣我不僅學會瞭語法，還立刻看到瞭它的應用場景，動力也足瞭很多。書中的代碼片段都非常精煉，而且注釋也很詳細，讓我很容易理解每一行代碼的作用。當我跟著敲一遍代碼，看到屏幕上的燈真的按照我寫的指令閃爍起來的時候，那種喜悅感是無法言喻的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對物聯網領域充滿好奇但技術背景相對薄弱的讀者，我發現這本書提供瞭一個非常棒的起點。它不像一些書籍上來就充斥著晦澀的技術術語和復雜的算法，而是從最基礎的Python編程概念入手，用一種循序漸進的方式帶領讀者進入物聯網的世界。我尤其欣賞它將抽象的編程概念與具體的硬件實踐相結閤的方式。例如，在講解Python的基礎語法時，它會立刻將這些語法應用到控製簡單的電子元件，比如LED燈的開關、按鈕的讀取等。這種“邊學邊練”的模式，極大地增強瞭學習的趣味性和有效性。我跟著書中的步驟，親手連接電路，編寫代碼，最終成功讓一個傳感器的數據實時顯示在我的電腦屏幕上，這種親身體驗讓我對物聯網的理解不再停留在理論層麵，而是有瞭具象化的認知。書中對於如何選擇和使用各種物聯網硬件模塊的介紹也非常實用，它會給齣一些實際的建議和注意事項，避免瞭初學者可能遇到的許多坑。而且，對於一些常見的通信協議，比如HTTP或者UDP，它也進行瞭通俗易懂的講解，並且是如何在Python中實現這些通信的。