機器人Python極客編程入門與實戰 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Python極客團隊 著

圖書標籤:

• Python
• 機器人
• 極客
• 編程入門
• 實戰
• 青少年
• STEM教育
• 電子製作
• DIY
• 人工智能

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121322921

版次：1

商品编码：12144793

品牌：Broadview

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：200

編輯推薦

　　有瞭先進的軟件、硬件開發平颱，剩下的隻是創意。中國人，特彆是中國的年輕人，是全球富有創業、創新精神的一群人，這樣的一個群體難道還會缺乏創意嗎？

　　“青少年學編程係列叢書”隻是“Python 極客項目”的起點，也是新一代智能化硬件的起點，我們期待更多的同行、更多的年輕人加入這個領域。

內容簡介

　　Python是一種麵嚮對象、解釋型的計算機程序設計語言，其簡潔實用、高效，擁有眾多模塊庫，可移植，跨平颱，簡單易學，易於上手。隨著計算機深入發展，Python逐漸成為適閤青少年做創意設計的語言，也同樣適閤Geek（極客）、創客等針對智能硬件的設計與編程。極客中有一句名言：需要的就是創新和新奇，盲目地跟從和愚昧是不可原諒的。同樣，青少年做創意設計需要靈感與創新，從簡單的方案入手，更能發揮青少年的創新意識。

　　本書首先通過介紹Python的簡單入門案例，讓讀者瞭解和熟悉Python的基礎語法結構，以及Pandas等繪圖風格。通過對MicroPython和PyBox、PyMini等軟件、硬件平颱的介紹，以及大量精心挑選的簡單有趣、實用性強的實際案例，如GPIO控製、LED燈管、機器人舵機、智能小車等，增加青少年的動手能力，讓廣大青少年、初學者，通過簡單學習快速掌握Python基礎編程，為進一步學習機器人編程奠定紮實的基礎。相信讀者在本書中能體會到Python語言的簡潔、智能硬件設備編程的趣味，以及親手設計作品的靈感。

目錄

第一部分 Python基礎

第1章 Python簡介 2

1.1 入門簡單、功能強大 2

1.2 用戶運行平颱 6

1.3 程序目錄結構 6

1.4 Spyder編輯器界麵設置 7

1.5 Python命令行模式 13

1.6 Notebook模式 14

1.7 模塊庫控製麵闆 15

1.8 使用pip更新模塊庫 19

第2章 Python入門案例 24

2.1 案例2-1：第一次編程“hello,ziwang” 24

2.2 案例2-2：增強版“hello,ziwang” 26

2.3 案例2-3：列舉係統模塊庫清單 28

2.4 案例2-4：常用繪圖風格 29

2.5 案例2-5：Pandas常用繪圖風格 31

2.6 案例2-6：常用顔色錶cors 32

第3章 Python基本語法 35

3.1 數據類型 35

3.2 字符串 37

3.3 List列錶 40

3.4 Tuple元組 42

3.5 Dictionary字典 43

3.6 數據類型轉換 45

第二部分 PyBox實戰案例

第4章 請讓我為你點盞燈 51

第5章 製作流水燈 56

第6章 點亮心形8×8點陣 61

第7章 模擬紅綠燈教程 67

第8章 DIY數字溫度計 76

第9章 PM 2.5檢測儀 81

第10章 智能掃雷儀 90

第11章 控製LCD5110顯示6×8字符 95

第12章 DIY數字溫度計 100

第13章 智能溫控小風扇 106

第14章 聲光電控小夜燈 110

第15章 DIY超聲波測距儀 115

第16章 機器人編程基礎——舵機控製實驗 121

第17章 USB-HID測試（含無綫控製） 127

第三部分 智能小車

第18章 無綫藍牙智能小車 138

第19章 紅外尋跡無綫小車 143

第20章 紅外防墜落小車 149

第21章 加速度傳感器無綫小車 153

第四部分 Python-mini編程案例

第22章 呼吸燈 162

第23章 使用EEPROM 164

第24章 使用氣壓傳感器BMP180 166

第25章 使用SD卡 169

第26章 用定位器控製LED亮度 172

第27章 計算任意精度的圓周率 173

第28章 升級固件 176

附錄A 硬件介紹 177

附錄B 安全模式和恢復齣廠設置 180

附錄C 使用Putty控製PyBox 182

附錄D Python極客團隊介紹 189

前言/序言

　　Python是一門學習簡單、功能強大並可以終身受益的編程語言。

　　阿爾法狗、圍棋大師、機器學習、人臉識彆、金融量化、數據分析……都可以運用Python實現，Python似乎無所不能。

　　2016年11月，全球領先的FPGA開發商德緻倫（Digilent）公司，率先發布瞭PYNQ開發闆，可直接使用Python語言進行FPGA準芯片級硬件編程，學術價格僅65美元。

　　也許FPGA和芯片設計對於廣大公眾來說有些遙遠，但這幾年風靡全球的“創客”運動，其鼻祖就源自小小的“樹莓派”（RaspberryPi）。

　　盡管樹莓派和創客運動已經非常成功，但其解決的還隻是錶層的硬件問題，更關鍵的軟件層麵、程序開發、軟硬一體化、智能控製等方麵始終未能突破。其背後原因在於樹莓派及其憑藉的傳統匯編、C語言的開發平颱，缺乏如今互聯網時代、大數據時代的大數據、人工智能模塊庫，所以很多工作都要從零開始。

　　Python已經成為人工智能、數據分析等領域事實上的工業標準編程語言，Python的硬件衍生版本MicroPython已經從概念上成為智能開發、物聯網應用的工業級編程語言。

　　幸運的是，國內有關企業、技術團隊，在最新一輪的智能化硬件平颱軍備大賽中沒有被淘汰，而是緊跟國際技術前沿，在國內迅速完成瞭多個不同版本的硬件開發平颱設計，組建瞭多個相關的技術社區。

　　PyBox開發套件：http://www.zroboto.com。

　　PyMini開發套件：http://www.zroboto.com。

　　TPYBoard開發闆：http://www.tpyboard.com。

　　PYB-Nano迷你開發闆，MicroPython中文社區：http://www.mimcropython.org.cn。

　　Newbit開發闆，MicroPython中文社區：http://www.mimcropython.org.cn。

　　很多原本煩瑣的智能化設計，例如人臉識彆、車牌識彆等，在使用全新的Python開發闆和各種人工智能模塊庫時，僅需數十行代碼就可以實現。

　　更加令人期待的是，被譽為“黑科技”的榖歌TensorFlow神經網絡平颱，首選的開發語言也是Python。

　　有瞭先進的軟件、硬件開發平颱，剩下的隻是創意。

　　中國人，特彆是中國的年輕人，是全球最富有創業、創新精神的一群人，這樣的一個群體難道還會缺乏創意嗎？

　　《機器人Python極客編程入門與實戰》隻是“青少年學編程係列叢書”的第一本，本係列包括以下作品。

　　《機器人Python極客編程入門與實戰》：Python開發闆套件的使用與學習，包括數十個簡單入門案例，如LED控製、Wi-Fi控製、機器小車等。

　　《機器人Python智能開發與實戰》：基於Python的智能化機器人開發設計，比如語音識彆、電腦繪畫等。

　　《機器人Python案例匯編》：匯集Python極客團隊和國內眾多一綫高手設計的各種實用、經典智能案例。

　　“青少年學編程係列叢書”隻是“Python極客項目”的起點，也是新一代智能化硬件的起點，我們期待更多的同行、更多的年輕人加入這個領域。

　　本書所有案例程序可用於zwPython平颱，以及各種支持Python3的設備平颱，包括Linux操作係統、iOS係統，以及安卓係統等。

　　其他非zwPython用戶運行本書程序時，如果齣現問題，通常是缺少有關的Python模塊庫，可以根據調試信息安裝相關的Python模塊庫，再運行相關程序。

　　zwPython及本書配套資料下載地址，請參見Top極寬量化社區“下載中心”：http://topquant.vip或http://ziwang.com。

　　何海群

　　北京極寬科技·www.TopQuant.vip

　　2017年7月21日於中關村創業大街

《Python玩轉智能硬件：從傳感器到AI應用》 穿越數字的迷霧，觸摸真實的智能 你是否曾對那些在科幻電影中翩翩起舞的機器人感到著迷？是否曾幻想過用自己的雙手，讓冰冷的電子元件擁有生命，聽懂你的指令，甚至獨立思考？《Python玩轉智能硬件：從傳感器到AI應用》將帶你踏上一次激動人心的探索之旅，從零開始，揭開智能硬件的神秘麵紗，用Python這門強大的語言，賦予你的創意以形體和智慧。 本書並非一本枯燥的技術手冊，而是一本充滿實踐樂趣的指南。我們相信，學習的最好方式是動手實踐，在解決實際問題的過程中，知識會如同春雨般滋潤你的思維。因此，本書將帶領你一步步構建各種令人驚嘆的智能項目，從最基礎的傳感器交互，到復雜的人工智能應用，每一個環節都充滿瞭挑戰與驚喜。 第一部分：硬件的語言，Python的低語 在開始我們的智能硬件之旅之前，我們需要建立堅實的基礎。這一部分，我們將為你梳理硬件世界的基石，並教會你如何用Python與它們進行無縫溝通。 硬件入門：初識電子的脈搏 我們將從最基本的電子元件入手，深入理解電阻、電容、二極管、三極管等基本功的原理。你將學會如何安全地連接這些元件，理解它們在電路中的作用。我們會介紹常用的開發闆，如Arduino和Raspberry Pi，並詳細講解它們的架構、接口以及如何搭建一個基礎的開發環境。你將瞭解GPIO（通用輸入輸齣）引腳的意義，掌握如何通過它們讀取傳感器數據，以及控製執行器。 Python與嵌入式：強強聯手 Python，這門以簡潔易懂著稱的編程語言，將成為你駕馭智能硬件的利器。我們將深入探討Python在嵌入式係統中的應用，學習如何安裝和配置Python環境，瞭解其在微控製器上的運行機製。你將學習到Python的強大之處，例如豐富的庫支持，能夠極大地簡化硬件控製和數據處理的復雜性。我們將從基礎的Python語法開始，逐步過渡到更高級的特性，如麵嚮對象編程、模塊化開發，為構建更復雜的係統打下基礎。 傳感器：感知世界的眼睛與耳朵 智能硬件的核心在於“感知”。本部分將聚焦於各種常用傳感器的使用。你將學會如何連接和讀取溫度傳感器、濕度傳感器、光綫傳感器、距離傳感器（超聲波、紅外）、加速度計、陀螺儀、GPS模塊等。我們會詳細講解每種傳感器的原理，並提供清晰的Python代碼示例，教你如何將原始的傳感器數據轉化為有意義的信息。你將學會如何處理這些數據，進行校準和濾波，以獲得更準確的測量結果。例如，你將學習如何構建一個自動調節室內溫度的係統，或者一個能夠測量物體距離的避障裝置。 執行器：將指令轉化為行動 光有感知還不夠，智能硬件還需要“行動”。我們將介紹如何通過Python控製各種執行器。你將學會如何驅動直流電機、步進電機，實現精確的運動控製，從而製作齣能夠移動的機器人底盤或機械臂。你將學習如何控製舵機，實現角度的精確調整，為你的項目增添靈活性。我們還會介紹如何控製LED燈、蜂鳴器，通過視覺和聽覺反饋與用戶互動。你將掌握PWM（脈衝寬度調製）技術，用於精細控製電機的轉速或LED的亮度。 第二部分：構建智能的骨骼與血脈 在掌握瞭硬件基礎和傳感器/執行器控製之後，我們將開始構建更具智能化的係統。這一部分將側重於連接、通信和數據處理。 通信協議：信息在網絡中穿梭 在物聯網（IoT）時代，設備間的通信至關重要。你將深入瞭解常用的通信協議，如I2C、SPI、UART，並學習如何使用Python在這些協議下與各種外圍設備進行高效通信。我們將探討Wi-Fi和藍牙模塊的使用，讓你能夠將你的智能硬件連接到互聯網，實現遠程控製和數據上傳。你將學習如何使用MQTT協議構建一個簡單的消息隊列，實現設備間的發布/訂閱通信，為構建大規模物聯網應用奠定基礎。 數據采集與可視化：洞察變化的規律 傳感器采集到的數據往往是海量的，如何有效地存儲、處理和分析這些數據是智能化的關鍵。你將學習如何使用Python進行數據采集，並將數據存儲到本地文件或雲端數據庫。我們會介紹常用的數據處理庫，如NumPy和Pandas，教你如何對數據進行清洗、轉換和統計分析。更重要的是，你將學習如何利用Matplotlib和Seaborn等庫，將你的數據可視化，用直觀的圖錶呈現齣隱藏在數據背後的趨勢和規律。想象一下，你可以構建一個實時監控環境數據的儀錶盤，或者一個分析運動軌跡的工具。 事件驅動與狀態機：讓硬件“活”起來 智能硬件的響應往往是基於事件的。你將學習如何設計和實現事件驅動的程序，讓你的硬件能夠對外部刺激做齣即時反應。我們將引入狀態機的概念，教你如何設計復雜的邏輯流程，讓你的硬件能夠根據不同的狀態進行決策和操作。例如，你可以構建一個能夠根據光綫強度自動開關燈的係統，或者一個能夠響應語音指令的簡單機器人。 第三部分：點亮智慧的火花——人工智能的實踐 當硬件的“身體”和“神經係統”搭建完成後，我們就要賦予它“大腦”——人工智能。這一部分將帶領你進入AI的世界，並在你的智能硬件項目中落地。 機器學習基礎：讓硬件學會學習 我們將從機器學習的基本概念入手，介紹監督學習、無監督學習和強化學習。你將瞭解什麼是特徵工程，如何選擇閤適的模型，以及如何評估模型的性能。我們會重點介紹一些易於上手的機器學習算法，如綫性迴歸、邏輯迴歸、K-近鄰（KNN）和支持嚮量機（SVM），並提供Python代碼示例，教你如何將這些算法應用於你的智能硬件項目中。例如，你可以訓練一個模型來識彆不同的物體，或者預測環境參數的變化。 計算機視覺入門：賦予硬件“看”的能力 計算機視覺是AI領域的重要分支。你將學習如何使用OpenCV等庫，讓你的硬件能夠“看見”世界。我們將介紹圖像處理的基本技術，如灰度化、二值化、邊緣檢測，以及特徵提取。你將學會如何進行人臉檢測、物體識彆，甚至簡單的手勢識彆。例如，你可以構建一個能夠檢測並跟蹤人臉的智能攝像頭，或者一個能夠識彆水果種類的分揀機器人。 自然語言處理（NLP）基礎：讓硬件“聽懂”並“說齣” 讓硬件能夠理解人類的語言，是實現真正智能化的關鍵一步。你將學習NLP的基本概念，如分詞、詞性標注、命名實體識彆。我們將介紹如何使用Python庫，如NLTK和spaCy，進行文本分析。你將學習如何構建一個簡單的聊天機器人，或者一個能夠理解語音命令的智能助手。想象一下，你可以用語音指令控製你的智能傢居係統，或者讓你的機器人為你播報天氣預報。 深度學習的初體驗：構建更強大的智能 對於更復雜的AI任務，深度學習展現齣瞭強大的潛力。你將接觸到神經網絡的基本結構，瞭解捲積神經網絡（CNN）和循環神經網絡（RNN）的應用場景。我們將介紹如何使用TensorFlow或PyTorch等深度學習框架，構建和訓練自己的模型。雖然篇幅有限，但本書將為你打下堅實的深度學習基礎，引導你邁入更廣闊的AI領域。例如，你可以嘗試構建一個能夠識彆更復雜圖像的模型，或者一個能夠生成簡單文本的AI。 第四部分：創意無限，實踐永無止境 在掌握瞭上述知識和技能後，你將擁有足夠的能力去創造屬於自己的智能項目。這一部分將提供一些富有啓發性的案例，並鼓勵你進行更深入的探索。 智能傢居的構建：舒適與便利觸手可及 我們將演示如何利用Python和智能硬件，構建一個簡單的智能傢居係統。從溫濕度監控、自動照明，到遠程傢電控製，你將親手打造一個更舒適、更便捷的生活環境。 機器人學的初步探索：讓機械動起來 我們將帶領你構建一個基礎的移動機器人，學習如何控製其運動、避障，甚至進行簡單的路徑規劃。你將深入瞭解機器人學的核心概念，並為未來的更復雜機器人項目打下基礎。 物聯網項目的實踐：連接世界，共享數據 我們將展示如何將你的智能硬件連接到雲平颱，實現數據的遠程傳輸、分析和可視化。你將體驗到物聯網的強大力量，並學會如何構建一個有實際應用價值的物聯網解決方案。 《Python玩轉智能硬件：從傳感器到AI應用》不僅僅是一本書，它更是一個邀請，邀請你加入到這個充滿創造力和無限可能的智能世界。無論你是初學者，還是有一定編程基礎的技術愛好者，本書都將是你探索智能硬件、釋放創新潛力的最佳夥伴。準備好迎接挑戰，用Python點亮你的智能夢想吧！

评分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我眼前一亮！一直對機器人編程充滿好奇，但總覺得門檻很高，無從下手。當我拿到《機器人Python極客編程入門與實戰》這本書時，那種期待感油然而生。翻開目錄，看到“Python基礎”、“機器人硬件入門”、“傳感器交互”、“電機控製”、“路徑規劃”等章節，心裏就踏實瞭很多。作者並沒有直接跳到復雜的機器人項目，而是從最基礎的Python語法講起，循序漸進，就像一位耐心十足的老師，一步步引導我走進編程的世界。對於我這種編程小白來說，這一點至關重要。每一章的理論講解都清晰易懂，配以豐富的圖示和代碼示例，讓我能夠邊學邊練，鞏固知識。我尤其喜歡書中關於“傳感器交互”的部分，它讓我明白瞭如何讓機器人感知周圍的環境，這簡直太神奇瞭！我迫不及待地想嘗試書中的一些小項目，比如用超聲波傳感器測量距離，用紅外傳感器避開障礙物，這些都讓我對未來的實踐充滿瞭信心。這本書真的太適閤像我一樣想要進入機器人編程領域，但又不知道從何開始的朋友瞭。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於提供代碼和理論，它更重要的是培養瞭一種“極客”精神。在閱讀的過程中，我深深體會到作者對於技術的熱情和對細節的追求。例如，在講解“電機控製”時，作者不僅介紹瞭基本的PWM調速，還深入探討瞭PID控製算法，並給齣瞭相應的Python實現。這讓我明白，要想讓機器人動起來更平穩、更精確，就需要掌握更底層的原理和更高級的控製技術。書中的代碼風格也很規範，易於閱讀和理解，這對於我以後自己編寫更復雜的程序非常有幫助。此外，作者在書中穿插瞭一些關於機器人發展趨勢和未來展望的討論，這讓我對這個領域有瞭更宏觀的認識，也激發瞭我進一步學習和探索的欲望。我甚至在書中找到瞭關於如何利用ROS（機器人操作係統）進行開發的綫索，這為我後續的學習指明瞭方嚮。總而言之，這本書不僅教會瞭我如何編程，更點燃瞭我探索未知、創造未來的熱情。

评分☆☆☆☆☆

我之前也看過一些機器人相關的書籍，但坦白說，很多都過於理論化，或者代碼晦澀難懂，讓我望而卻步。但《機器人Python極客編程入門與實戰》這本書，真的給我帶來瞭耳目一新的感覺。作者在語言上非常接地氣，沒有過多的專業術語堆砌，而是用通俗易懂的方式解釋復雜的概念。而且，書中提供的每一個代碼示例，都經過瞭充分的測試和優化，可以直接運行，這對於初學者來說，大大降低瞭入門的門檻。我印象最深的是關於“多機器人協作”的部分，雖然隻是初步的介紹，但已經讓我看到瞭未來機器人應用的無限可能。例如，如何讓多個機器人協同完成一項任務，如何進行信息共享和任務分配，這些都讓我覺得非常激動人心。這本書的排版也很舒服，字體大小適中，留白閤理，閱讀體驗極佳。我通常會在工作之餘，抽齣一些時間來閱讀這本書，每次都能學到新東西，感受到編程的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的內容深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是停留在理論的層麵，而是真正地將知識與實踐緊密結閤。書中的“機器人硬件入門”章節，詳細介紹瞭各種常用機器人平颱和關鍵電子元件，例如Arduino、樹莓派以及舵機、步進電機等，並提供瞭清晰的接綫圖和配置指南，這對於動手能力不強的我來說，簡直是福音。更讓我驚喜的是，書中的“路徑規劃”章節，雖然這個話題聽起來就很高大上，但作者通過生動形象的例子和逐步分解的算法講解，讓我這個初學者也能理解其中的奧秘。例如，書中提到的A算法，我竟然可以通過代碼實現一個簡單的尋路機器人，這種成就感是無法用言語錶達的！而且，書中的項目設計也很有趣，從簡單的LED閃爍，到控製機械臂的運動，再到實現自主避障，每一個項目都循序漸進，難度遞增，能夠有效地鍛煉讀者的編程思維和解決問題的能力。我個人覺得，這本書的實戰性非常強，讀完後，你真的可以動手做齣一些看得見摸得著的機器人小玩意兒。

评分☆☆☆☆☆

這本書的亮點在於它對“實戰”的強調，絕不是紙上談兵。作者通過大量精心設計的項目，將理論知識轉化為實際操作。我特彆喜歡書中關於“視覺識彆”的章節，通過簡單的Python庫，就可以實現對特定物體的識彆和追蹤，這讓我第一次體會到讓機器人“看見”世界的奇妙。書中給齣的每一個項目，都附帶瞭詳細的步驟說明、硬件清單和完整的源代碼，讓我能夠一步步跟著做，成功率非常高。而且，書中的項目涵蓋瞭從基礎的硬件交互到相對復雜的算法應用，非常全麵。我印象深刻的一個項目是，利用傳感器和電機，搭建瞭一個可以自動跟隨光綫的機器人，這簡直太酷瞭！這本書不僅僅是教你寫代碼，更是教你如何用代碼解決實際問題，如何將你的想法變成現實。對於所有對機器人技術感興趣，想要將理論付諸實踐的朋友來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

书的内容不错

评分☆☆☆☆☆

很好的书，送货快，塑封包装，很棒

评分☆☆☆☆☆

虽然薄了店，但是内容不错

评分☆☆☆☆☆

python很火，我也买来看看

评分☆☆☆☆☆

非常好的书，值得学习，慢慢消化。

评分☆☆☆☆☆

这本书同事推荐的，确实不错，值得大家阅读。

评分☆☆☆☆☆

很简单的一本书，基本上是代码的罗列，缺少深度。

评分☆☆☆☆☆

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非常满意，内容很好，物流超快！