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編輯推薦

《Arduino物聯網入門——通信篇》為入門型案例，讓讀者通過案例瞭解每一類通信技術的基本原理並通過實踐操作加深理解，關鍵程序代碼均有注釋，通信試驗關鍵點均有提醒，通信原理與實際布綫均有圖示，以便於更好地理解。
本書要求閱讀者具有初步的程序設計知識及進位計數製轉換基本常識，描述案例均有連接綫路圖且是完全驗證通過的程序。
可以訪問微信公眾號linkallStudio直接嚮羅亮老師提齣學習過程中存在的疑惑。

內容簡介

《Arduino物聯網入門——通信篇》從使用Arduino構建物聯網通信基礎知識入手，介紹瞭Arduino串口通信、軟串口通信、I2C通信、SPI
通信，在此基礎上深入淺齣介紹瞭紅外遙控、藍牙通信、WiFi通信、rfid通信、nfc通信、nRF24L01通信，315MHz433MHz自組網基本原理與相關應用案例。本書可作為中學生科技課教材，也可作為Arduino學習者的
入門讀物。

作者簡介

羅亮，蕭山中學科學教師，於2014年下半年開始接觸Arduino並開設瞭Arduino係列相
關課程，羅亮老師對Arduino與物聯網通信進行瞭專項研究，精心選用大眾化普及型器材，力爭做到以*低的成本完成相應的通信試驗。

目錄

第1章 Arduino初步
1

1.1 認識Arduino
1

1.1.1 Arduino概述
1

1.1.2 Arduino主控闆類型
1

1.1.3 Arduino安裝
3

1.1.4 Arduino啓動
10

1.1.5 燒錄簡單程序
12

1.2 本機通信
14

1.2.1 認識串口
14

1.2.2 認識串口監視器
15

1.2.3 主機與Arduino互動
16

1.3 軟串口通信
21

1.3.1 配置一個軟串口
21

1.3.2 配置兩個軟串口
23

1.4 I2C通信
24

1.4.1 I2C通信簡介
24

1.4.2 I2C通信協議
25

1.4.3 I2C通信試驗設想
26

1.5 SPI通信
28

1.5.1 SPI通信簡介
28

1.5.2 SPI通信協議
29

1.5.3 SPI通信試驗設想
30

1.6 用Python控製Arduino
34

1.6.1 上位機與下位機
34

1.6.2 上位機操縱軟件Python
34

1.6.3 Python安裝與啓動
35

1.6.4 Pyserial安裝
35

1.6.5
啓動Arduino
IDE作為
下位機進行通信調試
36

1.6.6
啓動Python並進行初步
通信調試
37

1.6.7
趣味拓展：隨論壇在綫
人數變化的燈
38

第2章 紅外專題
40

2.1 紅外遙控係統概述
40

2.1.1 紅外綫常識
40

2.1.2 紅外遙控係統組成
41

2.1.3 紅外發射管
42

2.1.4 紅外接收管與接收頭
44

2.2 紅外遙控原理
46

2.2.1 NEC協議之38kHz載波
47

2.2.2 NEC協議之PPM調製
47

2.2.3 NEC協議組成
49

2.3 萬能紅外遙控器製作
50

2.3.1
程序模擬發射紅外遙控
信號
50

2.3.2
通過IRremote庫采集與
發射紅外遙控信號
53

2.3.3
通過邏輯分析儀采集
分析與發射信號
56

第3章 藍牙專題
60

3.1 初識藍牙
60

3.1.1 藍牙簡介
60

3.1.2 藍牙協議
60

3.1.3 藍牙優勢
61

3.1.4 藍牙應用
61

3.1.5 藍牙係統狀態
63

3.1.6 藍牙地址
64



3.1.7 藍牙與WiFi
65

3.1.8 藍牙與ZigBee
65

3.2 藍牙通信


3.2.1 常見藍牙模塊及選購要點
66

3.2.2
藍牙模塊與Arduino電路
連接
67

3.2.3
Arduino通信控製示例
程序
67

3.2.4 計算機與藍牙通信
68

3.2.5 手機與藍牙通信
74

3.3 藍牙指令設置
75

3.3.1 藍牙指令設置常識
75

3.3.2
USB轉TTL串口模塊
設置藍牙指令
76

3.3.3
Arduino程序設置藍牙
指令
82

3.3.4
藍牙模塊HC-05主從
互聯
84

第4章 網絡專題
86

4.1 初識網絡
86

4.1.1 網絡概述
86

4.1.2 MAC地址
86

4.1.3 Internet地址
87

4.1.4 Client/Server
91

4.2 有綫網絡通信
93

4.2.1 初識有綫網絡模塊
94

4.2.2 網頁訪問簡單原理
95

4.2.3 訪問網頁
96

4.2.4 Web服務器
98

4.2.5 異地訪問
101

4.3 無綫網絡WiFi通信
102

4.3.1 初識WiFi模塊
102

4.3.2 ESP8266最小係統搭建
104

4.3.3 ESP8266指令初步調試
105

4.3.4 ESP8266進階調試指令
110

4.3.5 ESP8266訪問網頁
113

4.3.6 Web控製LED燈閃爍
118

4.3.7 ESP8266使用心得
119

第5章 近距離通信專題
120

5.1 RFID
120

5.1.1 初識RFID
120

5.1.2 RDM6300
124

5.1.3 結語及練習
129

5.2 NFC
129

5.2.1 初識NFC
129

5.2.2 RC522
132

第6章 無綫自組網專題
136

6.1 nRF24L01模塊自組網
136

6.1.1 綫路連接
137

6.1.2 簡單收發通信
137

6.1.3 一對多通信
141

6.2
315MHz、433MHz無綫模塊
自組網
142

6.2.1 使用rcswitch庫
143

6.2.2
使用改造紅外庫控製
315MHz無綫模塊
145

6.2.3 影響傳輸效果的因素
146

參考文獻與網站
148

精彩書摘

第3章

藍 牙 專 題

3.1 初
識
藍
牙

3.1.1 藍牙簡介

藍牙（Bluetooth）是一種無綫技術標準，可實現固定設備、移動設備之間的短
距離數據交換。

藍牙技術最初由電信巨頭愛立信公司於1994年創製，設計初衷是方便移動電
話（手機）與配件之間進行低成本、低功耗無綫通信連接。如今藍牙由藍牙技術
聯盟（Bluetooth Special Interest Group，SIG）管理。藍牙技術聯盟在全球擁有超過
25 000傢成員公司，它們分布在電信、計算機、網絡和消費電子等多重領域。藍牙
技術聯盟負責監督藍牙規範的開發、管理認證項目並維護商標權益。製造商的設備
必須符閤藍牙技術聯盟的標準纔能以“藍牙設備”的名義進入市場。藍牙技術擁有
一套專利網絡，可發放給符閤標準的設備。

藍牙創新世界杯從2009年開始，持續若乾年後在2013年更名為藍牙應用創新
大奬（Bluetooth Breakthrough Awards）。該奬勵是鼓勵藍牙低功耗無綫技術在全球
體育、健身、健康保健産品中的應用創新開發的項目，也是藍牙技術聯盟的市場推
廣活動的一部分。藍牙應用創新奬項目關注當今最具創新力的産品和應用、即將麵
世的原型以及在學生群體中進行的項目。比賽的目的是刺激新市場。

3.1.2 藍牙協議

藍牙協議曆經1.0和1.0B、1.1、1.2、2.0 + EDR、2.1 + EDR、3.0 + HS、4.0、



第3章 藍
牙
專
題

61

4.1和4.2版本。藍牙4.0協議是2010年6月由Bluetooth SIG發布，它有兩種模式：
BLE（Bluetooth Low Energy），隻能與4.0協議設備通信，適應節能且僅收發少量
數據的設備（如傢用電子）；BR/EDR（Basic Rate / Enhanced Data Rate），嚮下兼容（能
與3.0/2.1/2.0通信），適應收發數據較多的設備（如耳機）。

3.1.3 藍牙優勢

首先是低功耗，以BLE 4.0為例，一節紐扣電池在靜態工作狀態可以支持一年，
從錶3-1可以看齣，即便是1類的最大功率輸齣功率，也小於移動電話的最小功率
（UMTS和W-CDMA輸齣為250mW），因此對人體健康影響不大。

前言/序言

物聯網是繼計算機、互聯網之後的第三次信息産業革命，幾乎各行各業都有數據聯網的需求，聯網設備已經不再局限於智能手機和計算機等而是覆蓋到智能傢居、交通物流、工業檢測、個人健康等各種領域。物聯網概念已久，但一直未能真正走入生活，原因就在於物聯設備成本過高，所以遲遲未能大麵積應用。如今各射頻生産商、網絡設備設計巨頭均已紛紛占據這個市場，相互競爭，給消費者帶來福音。相應的物聯設備尤其是WiFi設備價格大幅降低，趨勢如此，物聯網進入普通百姓傢庭指日可待！

蕭山中學科學教師於2014年下半年開始接觸Arduino並開設瞭Arduino係列相關課程，羅亮老師對Arduino與物聯網通信進行瞭專項研究，精心選用大眾化普及型器材，力爭做到以最低的成本完成相應的通信試驗。羅亮老師根據自己的親身體驗與實際教學經驗編寫入門型案例，讓讀者通過案例瞭解每一類通信技術的基本原理並通過實踐操作加深理解，關鍵程序代碼均有注釋，通信試驗關鍵點均有提醒，通信原理與實際布綫均有圖示，以便於更好地理解。

本書要求閱讀者具有初步的程序設計知識及進位計數製轉換基本常識，描述案例均有連接綫路圖且是完全驗證通過的程序。

學習完本書內容後，您可以做到根據需要自製萬能紅外遙控器、製作藍牙音箱，使用手機或筆記本電腦通過藍牙、WiFi、nRF24L01控製小車以及遠程控製傢裏的電器設備；您可以通過RFID、NFC讀取對應卡片上的信息，並給予相應的應用，如門禁刷卡；您還可以通過315MHz、433MHz無綫模塊建立自組網收集傳遞相應數據或對設備進行相應的指令控製，最終可以根據實際應用情景需求，閤理選擇相應的通信方式進行設計，完成數據傳輸與控製。

為方便廣大愛好者根據書本內容進行自學，我們在http://www.xxjskc.cn設立瞭相應的網絡課程，您可以訪問此網站，注冊成為其中一員，就能下載到更加詳細的學習資源，也可以訪問微信公眾號linkallStudio直接嚮羅亮老師提齣學習過程中存在的疑惑。相關的試驗器材在http://ckjywz.lezhiyun.com/、貓友匯（http://www.maoyouhui.org）已列齣詳細清單，大傢可以根據自己的需要選擇購買。


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