描述

內容簡介

★★★★★【1000億】、【嵌入式物聯網】★★★★★

1000億設備互聯時代即將來臨，物聯網技術從入門到實戰開發

◎理論+實踐

本書理論與實踐並行，其理論部分適合想了解物聯網發展、技術的管理人員閱讀，同時書中後半部分將技術實作到實際應用。

◎零基礎啟蒙

本書是一本零基礎的啟蒙書，使用STM32F407晶片，從零開發，一行一行程式碼實現物聯網專案，讓大家看完此書，也能自己動手實現第一個屬於自己的物聯網專案。

◎詳細解說、一次吸收

包括嵌入式、單晶片、即時作業系統、網路通訊協定、雲端平臺等。詳細的開發指南，通俗的理論講解，即使是在學生也能看得懂。適合想快速進入物聯網行業的學生、技術人員閱讀。

本書技術重點

✪物聯網理論及簡介

✪USN、M2M架構

✪RTOS介紹

✪Keli MDK/J-Link介紹

✪STM32/LwIP介紹

✪RT-Thread OS及實戰範例

✪RT-Thread網路開發

✪微軟Azure物聯網平台/AWS IoT平台

✪環境資訊實戰開發

✪智慧安防系統實戰開發

作者簡介

連志安

廣州旗點智能科技有限公司創始人，vnRTOS內核作者（國產開源RTOS實時內核），CSDN博客專家。

精通物聯網開發、WiFi、藍牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT、4G、5G等技術。

曾在CVTE、康佳、長虹擔任軟件開發、項目管理等工作，並有7年的嵌入式研發工作經驗，熟悉單片機、RTOS、嵌入式Linu、ARM架構、MIPS架構等，負責過Android TV、智能網關、路由器、智能家居、安防報警器等項目開發。

01 物聯網概述

1.1 物聯網產業的發展

1.2 物聯網的核心技術

1.3 物聯網產業展望

1.4 物聯網面臨的挑戰

02 物聯網系統架構

2.1 物聯網基本架構

2.2 嵌入式技術應用

2.3 網路拓樸技術

2.4 學習路線

03 TCP/IP 網路通訊協定

3.1 OSI 七層模型

3.2 TCP/IP

3.3 網路通訊過程

3.4 socket 通訊端

04 微處理器開發

4.1 初識STM32F407 晶片

4.2 架設開發環境

4.3 GPIO 通訊埠操作

4.4 中斷

4.5 EXTI 外部中斷

4.6 計時器

4.7 USART 序列埠

4.8 I2C 匯流排

4.9 SPI 匯流排

4.10 LCD 顯示幕

05 LwIP

5.1 初識LwIP

5.2 網路卡驅動

5.3 LwIP 初始化

5.4 API

5.5 LwIP 實驗

06 RT-Thread 開發

6.1 初識RT-Thread

6.2 RT-Thread 執行緒開發

6.3 GPIO 開發

6.4 序列埠開發

6.5 I2C 裝置開發

6.6 SPI 裝置開發

6.7 硬體計時器開發

6.8 RTC 功能

07 RT-Thread 網路開發

7.1 LwIP 使用

7.2 NETCONN API 開發

7.3 BSD socket API 開發

7.4 JSON

7.5 MQTT

7.6 自己架設MQTT 伺服器

08 物聯網雲端平台

8.1 主流物聯網雲端平台介紹

8.2 阿里雲物聯網平台開發

8.3 中國移動物聯網開放平台OneNET 開發

09 IoT 模組開發

9.1 AT 指令

9.2 WiFi 模組ESP8266

9.3 2G/4G 模組

9.4 NB-IoT 模組

10 實戰專案：環境資訊擷取系統

10.1 系統框架

10.2 嵌入式開發

10.3 OneNET View 視覺化開發

10.4 複習

11 實戰專案：智慧保全系統

11.1 系統介紹

11.2 無線433MHz 技術

11.3 輸出裝置

11.4 OneNET 開發

11.5 複習

參考文獻

序

物聯網、人工智慧、機器學習和雲端技術，在過去幾年中一直是高科技領域最重要的應用技術。2019 年以來，全球物聯網裝置連接數保持強勁增長，裝置連線量超84億，產業滲透率持續提高，智慧城市、工業物聯網應用場景快速拓展。

在可預見的未來，物聯網將取代行動網際網路，成為資訊產業的主要驅動力。但是許多初學者在剛接觸物聯網時，往往因為物聯網龐大的架構系統、各種複雜的網路拓樸技術，使人感到神秘而艱難。

本書將從物聯網的框架及相關技術、網路通訊協定、嵌入式開發等方面，系統性地說明物聯網開發必備的知識。讓讀者讀完本書後對物聯網有清晰的了解。同時本書以實際專案開發為出發點，從零開發，透過一行一行程式實現物聯網專案。力求輕鬆活潑，避免晦澀難懂。講解形式圖文並茂，由淺入深。充分分析原理，最後透過實驗加深讀者的瞭解。

透過閱讀本書，讀者會少走很多彎路，會覺得物聯網開發沒有想像中那麼難。

✤ 本書特點

（1）理論與實踐並重。理論部分適合想了解物聯網發展及技術的管理人員閱讀，同時書中後半部分將技術落實到實際應用。

（2）零基礎入門。本書使用STM32F407 晶片，程式配有詳細註釋，讓大家讀完此書，也能自己動手實現一個屬於自己的物聯網專案。

（3）內容豐富，由淺入深，循序漸進。本書內容涉及嵌入式、微處理器、即時操作系統、網路通訊協定、雲端平台等。

（4）詳細的開發指導，通俗的理論講解，即使是在校大學生也能讀懂。適合想快速進入物聯網產業的大專院校學生、技術人員閱讀。

（5）書中所有的原始程式均為開放原始碼，方便讀者閱讀和實踐。

✤ 本書內容及系統結構

本書的內容大致分為3 部分：

（1）基礎部分( 第1~5 章)：第1~3 章系統性地說明物聯網的發展歷史，以及對物聯網產業的未來預測，同時對物聯網的技術進行詳細、通俗的講解，即使是從未接觸過物聯網產業的讀者讀完此書，也能對物聯網產業有一定的認知，為後續打下理論基礎。第4、5 章系統地性講解微處理器的開發和嵌入式網路開發，讀者讀完後，能獨立進行簡單的物聯網專案開發，同時也具備物聯網企業人才所需求的基本技能。

（2）提高部分( 第6~9 章)：嵌入式即時操作系統是開發中非常關鍵的核心技術，尤其是工業控制的物聯網。第6、7 章從零基礎開始學習嵌入式即時系統，以RT Thread 為例，介紹驅動開發、應用程式開發、網路開發3 大模組，讓讀者讀完這兩章後具備一定的嵌入式即時操作系統開發能力。第8 章介紹市場上主流的雲端平台開發技巧，包括阿里雲物聯網平台、OneNET 等。第9 章介紹目前主流的物聯網模組，包括2G、4G、WiFi、NB-IoT 等。

（3）實戰部分( 第10、11 章)：第10 章會從零開始實現一個實用的物聯網專案—環境資訊擷取系統。第11 章則帶領大家從零開始實現第二個實戰專案—智慧保全系統。這兩章涉及溫濕度感測器、無線433MHz、馬達等綜合知識。讀者讀完這兩章後也能自己動手開發，讓讀者具備一定的物聯網專案開發實戰經驗。特別是對於在校大學生，以及其他產業想進入物聯網的讀者，能透過這個實戰專案，快速進入物聯網領域。

✤ 本書適合讀者群

（1）想要學習物聯網的大專院校學生和研究所學生；

（2）沒有微處理器基礎的入門新手；

（3）相關教育訓練機構的學員；

（4）物聯網同好。

✤ 致謝

感謝中煤科工集團瀋陽研究院丁遠參與本書第3 章、第5 章和第7 章的編寫；感謝RT-Thread 官方團隊朱天龍、李想對本書RT-Thread 部分章節的審核。也感謝本人的大學老師尹海昌老師、黃進財老師的教導及對本書內容的審核。由於筆者水準有限，書中難免存在不妥之處，希望讀者不吝賜教。

連志安