物聯網系統開發綜合實驗教程

本書以介紹物聯網系統開發的基礎知識為目標，全面介紹物聯網系統開發過程中所涉及的元器件基礎、電路設計與製作基礎、嵌入式系統開發基礎以及Android應用開發入門等基礎知識和基本技能。 全書共分5章：第1章著重介紹構建嵌入式系統常見的電子元器件以及相關儀器儀表的使用方法；第2章介紹電路設計軟件Altium Designer的應用方法以及電路製作的基本技能；第3章闡述嵌入式系統組織、嵌入式系統開發流程以及嵌入式系統發展趨勢等內容；第4章介紹構建Android應用程序的基本方法；第5章提供了一個嵌入式系統設計與開發綜合案例並給出基於STM32的參考方案；第6章設計了一個基於智能家居模型的物聯網實訓項目並給出參考方案。 本書適合作為高等院校物聯網工程、電腦專業高年級本科生的實驗教材，同時可供對電子電路設計、嵌入式系統開發、物聯網系統開發有所瞭解的開發人員、廣大科技工作者和研究人員參考。

目錄

第1章元器件與儀器儀表1

1.1認識元器件1

1.1.1電阻器1

1.1.2電容器2

1.1.3電感器3

1.1.4二極管5

1.1.5晶體管8

1.1.6傳感器8

1.1.7顯示設備12

1.1.8頻率元器件14

1.1.9集成電路16

1.2儀器、儀表使用17

1.2.1數字萬用表17

1.2.2數字示波器26

1.2.3函數信號發生器56

1.2.4直流穩壓電源61

第2章電路設計與製作基礎66

2.1概述66

2.2電子電路設計基礎67

2.2.1Altium Designer簡介67

2.2.2創建工程68

2.2.3原理圖庫與原理圖70

2.2.4PCB封裝89

2.2.5板框繪制與佈局105

2.2.6常用規則與布線設置111

2.2.7布線後處理1242.3電路板焊接與製作126

2.3.1迴流焊機焊接126

2.3.2手工焊接127

第3章嵌入式系統開發基礎129

3.1基本概念129

3.2嵌入式系統組成130

3.3嵌入式系統硬件組成131

3.4嵌入式軟件開發131

3.5嵌入式系統開發流程134

3.6嵌入式系統的發展趨勢137

物聯網系統開發綜合實驗教程目錄第4章Android應用開發入門139

4.1Android概述139

4.1.1Android平臺139

4.1.2Android框架141

4.1.3Android開發環境搭建143

4.1.4創建第一個Android項目155

4.2Android應用程序解析161

4.2.1程序目錄結構161

4.2.2應用程序解析163

4.2.3AndroidManifest.xml文件166

4.2.4Android應用程序組件167

4.3Android應用程序運行機理170

4.3.1界面170

4.3.2任務、進程和線程171

4.3.3生命周期173

4.3.4組件通信176

4.3.5界面狀態保存185

4.4Android應用程序佈局188

4.4.1線性佈局188

4.4.2相對佈局189

4.4.3約束佈局190

4.5Android應用程序控件192

4.5.1TextView192

4.5.2EditText194

4.5.3Button195

4.5.4RadioButton196

4.5.5CheckBox198

4.5.6ImageView200

4.6Android後台信息處理202

4.6.1消息提示202

4.6.2Android後台線程205

4.6.3Service組件207

4.7Android應用開發步驟208

4.7.1前期準備208

4.7.2開發過程209

第5章綜合案例——電子秤設計與實現211

5.1項目概述211

5.2設計目的212

5.3預備知識212

5.4系統需求212

5.4.1系統功能性需求212

5.4.2系統性能需求213

5.4.3其他需求213

5.5硬件設計與實現213

5.5.1電路設計213

5.5.2硬件選型214

5.5.3製作硬件實物216

5.6嵌入式軟件設計與實現216

5.6.1創建項目模板216

5.6.2點亮板載LED225

5.6.3改進延時功能237

5.6.4擴展GPIO配置239

5.6.5實現顯示功能245

5.6.6獲取稱重信號252

5.6.7質量調校257

5.6.8實時稱重、超重報警與量程設置264

5.6.9還需要進一步深入的工作268

第6章綜合案例——物聯網智能家居模型設計與實現269

6.1項目概述269

6.2設計目的270

6.3預備知識270

6.4系統需求270

6.4.1系統功能性需求270

6.4.2系統性能需求271

6.4.3其他需求271

6.5硬件設計與實現271

6.5.1電路設計271

6.5.2硬件選型271

6.5.3製作硬件實物274

6.6嵌入式軟件設計與實現274

6.6.1創建項目模板274

6.6.2點亮板載LED274

6.6.3初始化調試串口（串口2）287

6.6.4採集溫度和濕度信息291

6.6.5繼電器控制296

6.6.6WiFi網卡接口配置（串口1）300

6.6.7網卡驅動程序分析與移植306

6.6.8智能配網313

6.6.9MQTT協議分析與移植320

6.7Android App的設計與實現336

6.7.1新建項目336

6.7.2App主界面設計338

6.7.3MQTT設置界面設計343

6.7.4溫濕度顯示界面設計354

6.7.5燈光控制界面設計361

6.7.6MQTT客戶端功能實現367

6.7.7軟硬件聯合調試377

6.7.8系統優化378

參考文獻379