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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。
目录
目录
第1章Arduino项目设计基础
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的安装步骤
1.3.3Arduino IDE的使用方法
1.4Arduino编程语言
1.4.1Arduino编程基础
1.4.2数字I/O口的操作函数
1.4.3模拟I/O口的操作函数
1.4.4高级I/O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样例与编程
第2章基于Arduino的四轴飞行器
2.1项目背景
2.2创意描述
2.3功能及总体设计
2.3.1功能介绍
2.3.2总体设计
2.3.3模块介绍
2.4产品展示
2.5故障及问题分析
2.6元器件清单
第3章智能自动捡球机
3.1项目背景
3.2创意描述
3.3功能及总体设计
3.3.1功能介绍
3.3.2总体设计
3.3.3模块介绍
3.4产品展示
3.5故障及问题分析
3.6元器件清单
第4章智能泊车系统
4.1项目背景
4.2创意描述
4.3功能及总体设计
4.3.1功能介绍
4.3.2总体设计
4.3.3模块介绍
4.4产品展示
4.5故障及问题分析
4.6元器件清单
第5章北邮艇
5.1项目背景
5.2创意描述
5.3功能及总体设计
5.3.1功能介绍
5.3.2总体设计
5.3.3模块介绍
5.4产品展示
5.5故障及问题分析
5.6元器件清单
第6章无人停车库
6.1项目背景
6.2创意描述
6.3功能及总体设计
6.3.1功能介绍
6.3.2总体设计
6.3.3模块介绍
6.4产品展示
6.5故障及问题分析
6.6元器件清单
第7章多功能模型小车
7.1项目背景
7.2创意描述
7.3功能及总体设计
7.3.1功能介绍
7.3.2总体设计
7.3.3模块介绍
7.4产品展示
7.5故障及问题分析
7.6元器件清单
第8章App遥控四轴飞行器
8.1项目背景
8.2创意描述
8.3功能与整体设计
8.3.1功能介绍
8.3.2总体设计
8.3.3模块介绍
8.4产品展示
8.5故障及问题分析
8.6元器件清单
第9章红外遥控智能小车
9.1项目背景
9.2创意描述
9.3功能及总体设计
9.3.1功能介绍
9.3.2总体设计
9.3.3模块介绍
9.4产品展示
9.5故障及问题分析
9.6元器件清单
第10章蓝牙手柄避障小车
10.1项目背景
10.2创意描述
10.3功能及总体设计
10.3.1功能介绍
10.3.2总体设计
10.3.3模块介绍
10.4产品展示
10.5故障及问题分析
10.6元器件清单
第11章红外遥控自动避障小车
11.1项目背景
11.2创意描述
11.3功能及总体设计
11.3.1功能介绍
11.3.2总体设计
11.3.3模块介绍
11.4产品展示
11.5故障及问题分析
11.6元器件清单
第12章自行车测速里程计
12.1项目背景
12.2创意描述
12.3功能及总体设计
12.3.1功能介绍
12.3.2总体设计
12.3.3模块介绍
12.4产品展示
12.5故障及问题分析
12.6元器件清单
第13章超声波自动避障小车
13.1项目背景
13.2创意描述
13.3功能及总体设计
13.3.1功能介绍
13.3.2总体设计
13.3.3模块介绍
13.4产品展示
13.5故障及问题分析
13.6元器件清单
第14章DIY四轴飞行器
14.1项目背景
14.2创意描述
14.3功能及总体设计
14.3.1功能介绍
14.3.2总体设计
14.3.3模块介绍
14.4产品展示
14.5故障及问题分析
14.6元器件清单
第15章拍照密码锁
15.1项目背景
15.2创意描述
15.3功能及总体设计
15.3.1功能介绍
15.3.2总体设计
15.3.3模块介绍
15.4产品展示
15.5故障及问题分析
15.6元器件清单
第16章手势图案解锁门
16.1项目背景
16.2创意描述
16.3功能及总体设计
16.3.1功能介绍
16.3.2总体设计
16.3.3模块介绍
16.4产品展示
16.5故障及问题分析
16.6元器件清单
第17章智能窗户
17.1项目背景
17.2创意描述
17.3功能及总体设计
17.3.1功能介绍
17.3.2总体设计
17.3.3模块介绍
17.4产品展示
17.5故障及问题分析
17.6元器件清单
第18章App四宫格手势解锁门
18.1项目背景
18.2创意描述
18.3功能及总体设计
18.3.1功能介绍
18.3.2总体设计
18.3.3模块介绍
18.4产品展示
18.5故障及问题分析
18.6元器件清单
第19章RFID智能门锁设计
19.1项目背景
19.2创意描述
19.3功能及总体设计
19.3.1功能介绍
19.3.2总体设计
19.3.3模块介绍
19.4产品展示
19.5故障及问题分析
19.6元器件清单
第20章光立方
20.1项目背景
20.2创意描述
20.3功能及总体设计
20.3.1功能介绍
20.3.2总体设计
20.3.3模块介绍
20.4产品展示
20.5故障及问题分析
20.6元器件清单
第21章灯光棋盘
21.1项目背景
21.2创意描述
21.3功能及总体设计
21.3.1功能介绍
21.3.2总体设计
21.3.3模块介绍
21.4产品展示
21.5故障及问题分析
21.6元器件清单
第22章贪吃蛇游戏
22.1项目背景
22.2创意描述
22.3功能及总体设计
22.3.1功能介绍
22.3.2总体设计
22.3.3模块介绍
22.4产品展示
22.5故障及问题分析
22.6元器件清单
第23章MakeyMakey手柄
23.1项目背景
23.2创意描述
23.3功能及总体设计
23.3.1功能介绍
23.3.2总体设计
23.3.3模块介绍
23.4产品展示
23.5故障及问题分析
23.6元器件清单
参考文献
在线试读
第3章
智能自动捡球机
设计者： 武殊伊王佳怡寇霞霞3.1项目背景随着科学技术的不断发展与创新，人类充分发挥自己的聪明才智，创造出了一系列令人眼花缭乱的高科技产品。这些产品种类丰富、功能多样，便利了生活的方方面面。纵观如今的高科技产品市场，尤以智能硬件产业发展*为火热。本项目把目光由智能家居转向了智能体育方面。宽阔的球场、矫健的运动员和凌空飞舞的乒乓球，组成了一幅幅美丽的画卷，令人目不暇接。然而，一个个落地的小球却躺在场地的角落等待主人的到来。场地上若有专门的捡球人员，势必会影响运动员们的发挥，也影响了观众们的视线。若此时有智能自动捡球机，则会方便很多。智能自动捡球机具有体积小、行动灵活、干扰小等特点，可以广泛应用于日常训练和正式比赛中。在提高效率的同时，自动捡球机也会成为球场一道美丽的风景线。经过不断地探索，本项目制作出了一个利用传感器自动检测乒乓球的位置，并主动捡起球的智能机器。这样，不仅节省了时间和人力，提高体育运动的效率，而且还具有观赏价值，吸引更多的人参与到体育运动中来。3.2创意描述本项目首先设计一个自动追踪小车，使其能找到乒乓球的位置。为了能精确地定位，使用了三个红外光电开关和一个超声波传感器。先用超声波传感器寻找目标的方向，再通过红外光电开关找到目标的精确位置。在小车前部固定一个舵机，利用旋转的舵机带动捡球器自上而下，通过捡球器前端的可黏性物质将小球粘起。在此捡球小车的基础上，我们通过部分更改捡球小车的功能，在小车前部的右侧增加一个红外光电开关，这个红外光电开关是检测地面的，当朝地的红外亮时，其他三个红外检测目标位置，当朝地的红外不亮时，小车后退右转，当朝地的红外再次亮时，其他三个红外传感器再次检测目标位置。因此，本项目的创新点，通过使用红外光电开关与超声波传感器的组合方式检测小球位置； 小车前端的捡球器设置类似于挖掘机前端。3.3功能及总体设计本作品主要由两个部分构成： 智能小车行走部分和捡球部分。小车行走部分主要功能是在空旷的场内定位并找到所需捡球的位置； 捡球部分主要功能是在小车定位到球的基础上，通过捡球器捡起小球。3.3.1功能介绍当把自动捡球机放到场中时，捡球机前端的超声波传感器和三个红外光电开关开始工作。如果所有红外光电开关都没有检测到信号，而且超声波探测的目标距离超过了*范围(目前是300mm)，说明目标不在前方，就慢速向右转圈寻找其他方向的目标； 如果所有红外光电开关都没有检测到信号，但超声波探测的目标距离小于*范围，说明目标在前方，此时缓慢前进接近目标； 如果左侧红外光电开关检测到目标，说明目标在左侧，则迅速左转，面向目标； 如果右侧红外光电开关检测到目标，说明目标在右侧，则迅速右转，面向目标； 如果中间的红外光电开关检测到目标，说明目标就在正前方，而且距离合适，搜寻完成。之后舵机就会开始转动，捡球器自上而下运动，通过其前端的可黏性物质粘起小球。之后中间的红外光电开关就会检测不到小球，则舵机停止转动。而小车继续前进，寻找下一个目标。清障部分： 当朝地面的红外亮时，其他三个红外则检测目标物体，当检测到物体时，小车前进，推动物体往固定的黑色圈外，到黑圈边界时，朝地面的红外灭，则小车后退右转，退回圈内，继续寻找目标。3.3.2总体设计1. 整体框架图项目整体框架如图31所示。Arduino Uno板与传感器扩展板相连，直流电机驱动板、超声波模块、红外光电开关和舵机连接到扩展板上，直流电机驱动板连接两个直流减速电机。
内容介绍
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，总结信息时代创新模式、创新方法和创新产品。以CDIO（ConceiveDesignImplementoperate）方法为指导，构建创新产品，将北京邮电大学信息工程专业同学的创新产品开发案例进行总结，其基本内容包括Arduino设计基础和22个案例，主要涉及智能控制类开发案例、生活便捷类开发案例、物联网络类开发案例、人机交互类开发案例和其他创意类开发案例。本书主要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，以满足不同层次人员的需求； 同时，本书附有实际项目的硬件设计图和软件实现代码，可供读者自我学习和自我提高使用。本书可作为高等院校信息与通信工程及相关专业的本科生教材，也可以作为智能硬件爱好者创新手册使用，还可以为创客的需求产生、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，本书也可以作为主要的技术参考书。
细节图
作者介绍
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*。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。
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