学Arduino和树莓派玩转传感器网络 （美）贝尔,张佳进 9787115326065 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 贝尔，张佳进 著

图书标签:

• Arduino
• 树莓派
• 传感器网络
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• 嵌入式系统
• 编程
• 硬件
• 实践

店铺： 博远慧达图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115326065

商品编码：12109211785

包装：平装

出版时间：2015-04-01

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基本信息

书名:学Arduino和树莓派玩转传感器网络

定价：79.0元

售价：46.61元,便宜32.39元,折扣59

作者:（美）贝尔,张佳进

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787115326065

字数：541000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》突破性地本书融合了当前三个热门技术，Arduino、Raspberry Pi和传感器网络。为初学者介绍传感器网络基础概念的同时，介绍如何将传感器应用于Arduino和树莓派的项目中。作者查尔斯博士是数据库领域的专家，研究范围包括微控制器、3D打印技术、数据库系统、软件工程及传感网络。译者均是相关专业的大学讲师、教授。在书中你可以做这些项目：XBee无线网络聊天室、Arduino温度传感器、树莓派气压传感器节点、家庭温度检测网络等。

 

内容提要

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《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》为初学者介绍了传感器网络，讲述传感器网络的种类、传感器如何发送其测量值、传感器如何被应用于Arduino和树莓派的项目中，共有9章，前4章分别介绍了传感器网络的基础知识、基于Arduino的传感器节点、基于树莓派的传感器节点，而后几章介绍如何保存传感器数据、将树莓派设置为数据库服务器等方法，并以搭建家庭温度检测网络等项目为实例进行说明。

目录

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作者介绍

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作者查尔斯博士是数据库领域的专家，研究范围包括微控制器、3D打印技术、数据库系统、软件工程及传感网络。他不仅是Oracle MySQL开发组的成员，同时也是一位创客。译者张佳进是计算机专业大学讲师，主要研究方向为物联网、嵌入式系统、普适计算、生物信息学等。陈立畅是主要研究方向为智能信息处理的大学讲师。张敏，讲师，英国胡弗汉顿大学硕士研究生毕业，研究方向为英语语言学。黄兆波，副教授，主要研究方向为嵌入式系统、智能仪器仪表。杨彦鑫是物联网、嵌入式系统方面的大学讲师。

文摘

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序言

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《创客启航：从数字世界到物理感知》 一、 探索物联网的脉搏：连接现实与数字的桥梁 在这个万物互联的时代，物联网（IoT）已不再是遥不可及的未来概念，而是渗透到我们生活方方面面的现实。从智能家居的便捷体验，到工业生产的智能化升级，再到智慧城市的精细化管理，物联网正以前所未有的速度重塑着我们的世界。而这一切的实现，都离不开一个核心：如何让物理世界的数据信息被准确地捕捉、传输，并转化为可操作的数字信号？《创客启航：从数字世界到物理感知》正是为你揭开这层神秘面纱的钥匙。 本书并非一本单纯的硬件堆砌指南，也不是枯燥的技术手册。它是一次关于“感知”与“连接”的探索之旅，带领你深入理解物联网的底层逻辑，掌握将无形的数字信号转化为有形的物理交互的艺术。我们将从最基础的传感器原理出发，循序渐进地解析不同类型传感器的功能、工作机制以及它们如何“倾听”和“观察”周遭的世界。 想象一下，空气质量传感器如何感知PM2.5的浓度变化？红外传感器如何侦测到人体的移动？土壤湿度传感器如何判断植物是否需要水分？本书将用生动易懂的语言，结合丰富的实例，让你彻底理解这些“眼睛”和“耳朵”是如何工作的，它们采集到的数据背后又蕴含着怎样的信息。 但传感器的价值不仅仅在于采集数据，更在于如何将这些数据有效地传输和利用。因此，本书的另一核心在于“网络”。我们将深入探讨各种通信协议和网络技术，从基础的串行通信，到无线传输的Wi-Fi、蓝牙，再到更广泛的物联网通信标准如MQTT等。你将了解数据如何在不同的设备之间、在设备与云端之间流动，以及如何构建一个稳定可靠的传感器网络。 这本书的目标是培养你的“创客思维”——一种能够将创意转化为实际作品的能力。我们鼓励读者动手实践，将理论知识应用于解决实际问题。因此，本书将提供大量基于主流开发平台的实践项目，让你在亲手搭建和调试的过程中，深刻理解传感器、微控制器与网络通信的协同工作。 二、 驱动你的创意：从硬件到软件的全方位赋能 《创客启航：从数字世界到物理感知》将为你提供一套完整的工具箱，让你能够自信地迈出创客的第一步。我们深知，对于初学者而言，面对琳琅满目的电子元器件和复杂的编程语言可能会望而却步。因此，本书在内容编排上力求循序渐进，由浅入深，确保每一位读者都能找到属于自己的学习路径。 1. 传感器：感知世界的触角 我们将详细介绍各类常用的传感器，并针对每种传感器提供详细的原理讲解、接口说明和典型应用场景。 环境感知类： 温湿度传感器： 如DHT11/DHT22，理解如何测量空气的温度和湿度，应用于智能家居温控、农业种植等。 光照传感器： 如光敏电阻、光敏二极管，学习如何检测环境光的强度，实现自动亮度调节、光照监测等。 空气质量传感器： 如MQ系列气体传感器，了解它们如何检测特定气体（如CO、可燃气体），构建环境监测站。 气压传感器： 如BMP180/BMP280，探究如何测量大气压力，应用于天气预测、海拔测量。 运动与位置感知类： 人体红外（PIR）传感器： 学习其触发机制，用于安防报警、智能照明。 超声波测距传感器： 如HC-SR04，理解声波反射原理，实现障碍物检测、水位测量。 加速度计与陀螺仪（IMU）： 如MPU6050，了解如何测量物体的加速度和角速度，实现姿态识别、运动轨迹跟踪。 GPS模块： 学习如何获取精确的地理位置信息，用于导航、资产追踪。 生物与化学感知类： 土壤湿度传感器： 了解其工作原理，用于智能灌溉系统。 pH传感器： 探索如何测量溶液的酸碱度，应用于水质监测、土壤分析。 心率/血氧传感器： 了解基本原理，作为可穿戴设备的基础。 其他传感器： 霍尔传感器： 用于检测磁场，实现无接触开关、门磁报警。 火焰传感器： 用于火灾预警。 雨滴传感器： 用于天气监测。 我们将不仅是介绍这些传感器的规格参数，更重要的是讲解它们背后的物理原理，例如，为何材料的电阻会随温度变化而改变？声波是如何被反射并计算距离的？这有助于读者建立更深刻的理解，并能够根据实际需求选择合适的传感器。 2. 开发平台：搭建智能系统的骨架 本书将侧重于介绍和实践两个在创客领域极具影响力的开源开发平台： 微控制器（MCU）基础： Arduino生态系统： 作为入门的绝佳选择，我们将深入剖析Arduino Uno、Nano等经典型号，讲解其核心架构（微控制器、输入/输出引脚、电源）。 Arduino编程语言： 讲解基于C/C++的Arduino IDE，包括变量、数据类型、控制结构（if/else, for, while）、函数、中断等基本概念。 常用Arduino库的使用： 如何利用现成的库文件来简化对各种传感器的驱动和通信。 实战项目： 从简单的LED闪烁，到读取温湿度数据并显示，再到构建一个基础的自动浇水系统。 嵌入式Linux开发： 树莓派（Raspberry Pi）详解： 作为功能更强大的单板计算机，我们将介绍树莓派不同型号（如Raspberry Pi 4B）的硬件特性，包括CPU、内存、GPIO接口、操作系统（Raspberry Pi OS）。 Linux基础命令与Shell脚本： 学习在树莓派上进行文件管理、进程控制、网络配置等基本操作。 Python编程语言： 作为树莓派上最常用的开发语言，我们将讲解Python的基础语法、面向对象编程，以及如何利用Python库来控制GPIO、访问网络、处理数据。 Python库在物联网中的应用： 如`RPi.GPIO`库用于GPIO控制，`requests`库用于HTTP通信，`paho-mqtt`库用于MQTT通信。 实战项目： 将传感器连接到树莓派，用Python编写程序读取传感器数据，并通过网络发送到云端服务器，或者构建一个基于Web界面的数据可视化平台。 本书将强调Arduino和树莓派的互补性：Arduino适合处理实时性要求高、低功耗的传感器数据采集和控制任务，而树莓派则可以作为数据处理中心、网络通信枢纽，运行更复杂的应用逻辑。我们将展示如何将两者结合，构建更强大的传感器网络系统。 3. 网络通信：连接无界的信息流 没有网络，传感器采集到的数据将无法触达任何需要它们的地方。本书将系统性地讲解传感器网络中的通信技术： 有线通信基础： UART（串行通信）： 作为Arduino与PC或模块间最常用的通信方式，理解TX/RX引脚、波特率等概念。 I2C与SPI： 讲解这两种同步串行通信协议，它们在连接多个传感器到同一微控制器时的优势。 无线通信进阶： Wi-Fi： 讲解ESP8266/ESP32等Wi-Fi模块，如何将Arduino或树莓派连接到互联网。 蓝牙（Bluetooth）： 介绍低功耗蓝牙（BLE），适用于近距离设备通信。 LoRa/NB-IoT（选讲）： 简要介绍长距离低功耗无线通信技术，为更广阔的物联网应用场景铺垫。 物联网通信协议： HTTP/RESTful API： 学习如何通过HTTP协议将数据发送到Web服务器或云平台。 MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）： 重点讲解这个轻量级的发布/订阅消息协议，它是构建分布式传感器网络的基石，理解Broker、Topic、Publish、Subscribe等概念。 CoAP（Constrained Application Protocol）： 简要介绍其在资源受限设备上的应用。 我们将通过实际项目，演示如何配置Wi-Fi连接，如何使用MQTT将传感器数据实时推送至MQTT Broker，以及如何在另一端订阅并接收这些数据。 三、 构建你的智能世界：从理解到创造的飞跃 《创客启航：从数字世界到物理感知》不仅仅是为了传授知识，更是为了点燃你的创造力。我们相信，通过本书的学习，你将能够： 深刻理解物联网的构成要素： 不再被各种新名词迷惑，而是能够清晰地把握传感器、微控制器、通信协议和应用服务之间的关系。 熟练掌握主流创客开发平台的硬件和软件： 能够独立选择合适的开发板和传感器，并运用Arduino IDE和Python进行编程。 设计和实现自己的物联网项目： 从简单的智能家居控制，到环境监测系统，再到更复杂的自动化解决方案，你将拥有将想法变为现实的能力。 培养解决复杂问题的能力： 在实践过程中，你将遇到各种调试和集成的问题，学会如何分析、定位和解决，这是成为一名优秀创客的关键。 踏入更广阔的科技领域： 本书为你提供坚实的基础，无论是未来深入学习嵌入式系统、人工智能、大数据，还是投身于物联网相关的创业公司，你都将具备先发优势。 本书的最后部分将聚焦于如何将分散的传感器节点整合成一个有机的整体，形成一个功能完善的传感器网络。我们将探讨数据管理、远程监控、云平台集成、以及一些进阶应用，例如： 数据可视化： 如何将采集到的数据通过Web页面或专门的仪表盘工具（如Grafana）进行直观展示。 数据存储与分析： 学习如何将数据存储到数据库，并进行初步的数据分析，发现潜在的模式和趋势。 远程控制与自动化： 如何根据传感器数据触发远程命令，实现设备联动和自动化流程。 安全考量： 在物联网系统中，数据安全和设备安全至关重要，本书将提供一些基础的安全实践建议。 《创客启航：从数字世界到物理感知》是一次学习的盛宴，也是一次实践的邀请。我们鼓励读者在阅读过程中，动手实践每一个案例，甚至在此基础上进行创新。在这个瞬息万变的科技时代，掌握感知与连接的能力，就是掌握了未来的主动权。拿起这本书，开启你的创客之旅，用你的双手，去构建属于你的智能世界！

评分☆☆☆☆☆

这本书的编写风格非常适合我这样喜欢动手实践的学习者。我常常觉得很多技术书籍虽然内容详实，但枯燥乏味，难以坚持读下去。《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》这本书则完全不同，它更像是一位经验丰富的老师，在耐心地引导你一步步探索这个神奇的传感器世界。书中大量的图示和实操指导，让我觉得学习的过程充满了乐趣。比如，在讲解某个复杂的电路连接时，作者会用大比例的图片清晰地标示出每一个元器件的引脚和连接线，让我很难出错。而当涉及到代码部分时，书中提供的代码块格式清晰，注释详细，即使我不是编程的“大神”，也能轻松理解其逻辑。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些“调试技巧”和“常见问题解答”，这对于初学者来说，简直是福音！它帮助我避免了很多不必要的弯路，让我的学习过程更加顺畅。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子技术充满好奇但又缺乏系统学习背景的爱好者。《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》这本书如同一把钥匙，为我打开了通往物联网和嵌入式编程世界的大门。我一直以来都对各种传感器非常着迷，比如能够感知光线、声音、温度、甚至是气压的奇妙装置。这本书恰恰满足了我对这些传感器的好奇心。它用一种非常友好的方式，将抽象的传感器原理转化为可以直接动手操作的项目。我尤其喜欢书中关于如何利用超声波传感器制作一个简单的障碍物检测器的章节，整个过程既有挑战性又充满趣味，让我深刻体会到了传感器在感知和交互中的重要作用。书中还讲解了如何将这些独立工作的传感器连接成一个网络，实现信息的共享和协同工作，这让我看到了物联网更广阔的应用前景。这本书让我不再对传感器和嵌入式开发感到畏惧，而是充满信心去探索和创造。

评分☆☆☆☆☆

我一直对DIY项目情有独钟，尤其喜欢那些能解决实际生活问题的“小玩意”。《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》这本书的出现，简直是为我量身定做的！它并没有拘泥于理论的讲解，而是将大量的篇幅用在了如何将各种传感器与Arduino和树莓派结合，创造出有趣的、实用的设备上。例如，书中关于如何制作一个智能浇水系统的章节，让我眼前一亮。我一直苦恼于出门在外时植物的养护问题，而这本书提供了一个非常清晰的解决方案：利用土壤湿度传感器检测土壤干湿程度，然后通过继电器控制水泵进行自动浇水。这个项目不仅技术可行，而且非常有成就感。书中还鼓励读者发挥创意，书中提到的许多项目都可以作为起点，去尝试更个性化的改造。我甚至已经开始构思如何将书中学的知识应用到我的家庭安防系统中，比如利用PIR运动传感器来检测异常活动。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！我一直对物联网和智能家居很感兴趣，但总觉得入手点有点难度。读完《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》之后，我才真正体会到，原来搭建一个属于自己的传感器网络并没有想象中那么遥不可及。书中从最基础的Arduino和树莓派硬件介绍开始，循序渐进地讲解了各种常用传感器的原理和接线方法。我尤其喜欢它在讲解过程中穿插的大量实际案例，比如如何用DHT11传感器监测室内温湿度，如何用光敏电阻控制LED灯亮度，甚至是更复杂的应用，比如搭建一个简易的气象站。每一个案例都提供了详细的代码示例和清晰的电路图，让我这个初学者也能轻松跟着动手实践。更重要的是，它不仅仅教你如何“用”，更注重让你“懂”。在讲解每个传感器的原理时，作者会深入浅出地解释背后的物理学和电子学概念，让我明白为什么传感器会这样工作，而不是死记硬背。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，极大地提升了我的学习效率和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是我学习嵌入式开发路上的“及时雨”！作为一名软件工程师，我一直渴望能将代码的逻辑延伸到物理世界，而Arduino和树莓派恰好提供了这样的平台。《学Arduino和树莓派玩转传感器网络》这本书的设计非常巧妙，它不仅仅是传感器和开发板的堆砌，更强调了“网络”这个概念的实现。书中详细讲解了如何利用Wi-Fi、蓝牙甚至MQTT协议，将采集到的传感器数据传输到云端，或者与其他设备进行通信。我被书中关于如何利用树莓派搭建一个简单的MQTT Broker的章节深深吸引，这让我看到了构建分布式传感器网络的可能性。书中对于不同网络通信方式的优缺点分析也相当到位，为我选择合适的技术方案提供了宝贵的参考。此外，作者在书中还涉及了一些基础的Linux系统管理和Python编程技巧，这对于已经熟悉编程的我来说，简直是如虎添翼。它让我能够更灵活地控制树莓派，并为后续开发更复杂的应用打下了坚实的基础。