本书系统论述了Arduino开源硬件的架构、原理、开发方法及18个完整的项目设计案例。全书共19章，内容包括Arduino设计基础、智能饮水机项目设计、智能谷歌眼镜项目设计、远程遥控空调项目设计、百分百起床闹铃项目设计、手机支架提醒器项目设计、睡眠伴侣项目设计、绿植培养日记项目设计、环境温湿度自动调节器项目设计、室内智能环境助手项目设计、喂宠神器项目设计、智能小管家项目设计、智能晾衣架项目设计、智能微家居项目设计、睡眠监控闹钟项目设计、温湿度监测项目设计、智能植物管家项目设计、智能浇花装置项目设计、空调温度自动调节项目设计。

在内容组织上，全书侧重对创新产品的项目设计过程进行介绍，分别从需求分析、设计与实现等角度论述硬件电路、软件设计和传感器等，并剖析产品的功能、使用、电路连接和程序代码。

本书可作为高校电子信息类专业“开源硬件设计”“电子系统设计”“创新创业”等课程的教材，也可作为创客及智能硬件爱好者的参考用书，还可作为从事物联网、创新开发和设计专业人员的技术参考书。

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”及美国的“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。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“中国制造2025”计划的人才。因此，作者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。本书是对实际教学中应用智能硬件的创新工程教学经验的总结，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。

本书的内容和素材主要来源于作者所在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，也是北京邮电大学信息工程专业的同学创新产品的设计成果。书中系统地介绍了如何利用Arduino平台进行产品开发，包括相关的设计、实现与产品应用，主要内容包括Arduino设计基础及智能家居开发案例。

本书由北京邮电大学创新创业教育精品课程项目资助，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、北京邮电大学创新创业教育精品课程的大力支持。在此一并表示感谢！

为了便于读者高效学习，及时掌握Arduino开发方法，本书配套提供项目设计的硬件电路图、程序代码、实现过程中出现的问题及解决方法，可供读者举一反三，二次开发。

由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，衷心希望各位读者多提宝贵意见，以便作者进一步修改和完善。

李永华

于北京邮电大学

2019年3月

第1章Arduino设计基础

1.1开源硬件简介

1.2Arduino开源硬件

1.2.1Arduino开发板

1.2.2Arduino扩展板

1.3Arduino软件开发平台

1.3.1Arduino平台特点

1.3.2Arduino IDE的安装

1.3.3Arduino IDE的使用

1.4Arduino编程语言

1.4.1Arduino编程基础

1.4.2数字I/O引脚的操作函数

1.4.3模拟I/O引脚的操作函数

1.4.4高级I/O引脚的操作函数

1.4.5时间函数

1.4.6中断函数

1.4.7串口通信函数

1.4.8Arduino的库函数

1.5Arduino硬件设计平台

1.5.1Fritzing软件简介

1.5.2Fritzing使用方法

1.5.3Arduino电路设计

1.5.4Arduino开发平台样例与编程

第2章智能饮水机项目设计

2．1功能及总体设计

2．2模块介绍

2．2．1饮水机智能出水模块

2．2．2预约制冷、加热模块

2．2．3手机APP模块

2．3产品展示

2．4元件清单

第3章智能谷歌眼镜项目设计

3．1功能及总体设计

3．2模块介绍

3．2．1主程序模块

3．2．2HC06蓝牙模块

3．2．3OLED屏幕显示模块

3．3产品展示

3．4元件清单

第4章远程遥控空调项目设计

4．1功能及总体设计

4．2模块介绍

4．2．1Arduino开发板模块

4．2．2ESP8266模块

4．2．3红外模块

4．2．4服务器模块

4．2．5微信小程序模块

4．3产品展示

4．4元件清单

第5章百分百起床闹铃项目设计

5．1功能及总体设计

5．2模块介绍

5．2．1FPM10A指纹模块

5．2．2可调时钟及显示部分

5．3产品展示

5．4元件清单

第6章手机支架提醒器项目设计

6．1功能及总体设计

6．2模块介绍

6．2．1输入报警模块

6．2．2LCD显示模块

6．3产品展示

6．4元件清单

第7章睡眠伴侣项目设计

7．1功能及总体设计

7．2模块介绍

7．2．1Arduino开发板模块

7．2．2服务器模块

7．2．3前端模块

7．3产品展示

7．4元件清单

第8章绿植培养日记项目设计

8．1功能及总体设计

8．2模块介绍

8．2．1主程序模块

8．2．2ESP8266模块

8．2．3远程服务器模块

8．2．4摄像头模块

8．3产品展示

8．4元件清单

第9章环境温湿度自动调节器项目设计

9．1功能及总体设计

9．2模块介绍

9．2．1温湿度采集模块

9．2．2ESP8266模块

9．2．3输出显示模块

9．2．4开关控制模块

9．3产品展示

9．4元件清单

第10章室内智能环境助手项目设计

10．1功能及总体设计

10．2模块介绍

10．2．1输入模块

10．2．2OLED显示模块

10．2．3传输模块

10．3产品展示

10．4元件清单

第11章喂宠神器项目设计

11．1功能及总体设计

11．2模块介绍

11．2．1主程序模块

11．2．2ESP8266模块

11．2．3输入模块

11．2．4OneNET云平台

11．3产品展示

11．4元件清单

第12章智能小管家项目设计

12．1功能及总体设计

12．2模块介绍

12．2．1LD3320语音识别模块

12．2．2LCD12864液晶显示屏

12．2．3HCSR501人体红外传感器

12．3产品展示

12．4元件清单

第13章智能晾衣架项目设计

13．1功能及总体设计

13．2模块介绍

13．2．1湿度模块

13．2．2蓝牙模块

13．2．3蓝牙串口APP模块

13．3产品展示

13．4元件清单

第14章智能微家居项目设计

14．1功能及总体设计

14．2模块介绍

14．2．1温湿度传感器DHT11

14．2．2语音识别模块

14．2．3MQ2气体检测传感器模块

14．2．4AXDL335三轴加速度传感器

14．2．5ESP8266模块

14．3产品展示

14．4元件清单

第15章睡眠监控闹钟项目设计

15．1功能及总体设计

15．2模块介绍

15．2．1数据采集模块

15．2．2网络通信模块

15．2．3显示输出模块

15.2.4声音输出模块

15．2．5远程监控模块

15．3产品展示

15．4元件清单

第16章温湿度监测项目设计

16．1功能及总体设计

16．2模块介绍

16．2．1温湿度监测模块

16．2．2ESP8266模块

16．2．3时钟模块

16．2．4火焰监测报警模块

16．3产品展示

16．4元件清单

第17章智能植物管家项目设计

17．1功能及总体设计

17．2模块介绍

17．2．1数据采集及显示模块

17．2．2浇水模块

17．2．3网络模块

17．3产品展示

17．4元件清单

第18章智能浇花装置项目设计

18．1功能及总体设计

18．2模块介绍

18．2．1土壤湿度检测模块

18．2．2传输与显示模块

18．2．3智能浇水及报警模块

18．3产品展示

18．4元件清单

第19章空调温度自动调节项目设计

19．1功能及总体设计

19．2模块介绍

19．2．1主程序模块

19．2．2TSOP解码模块

19．2．3显示模块

19．2．4发射模块

19．3产品展示

19．4元件清单

参考文献

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。书中以丰富的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。

本书突出的特点

? 典型场景的创新应用

? 智能开源的编程实践

? 不同领域的经典案例

? 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。

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面的著作。