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物联网实战教程1，单片机、上位机、移动应用、服务器后台开发

分类: golang编程 | 浏览: 742

一个很好的物联网(IoT)开发实战入门教程，图、文详细。供计算机、电子工程相关专业的在校生以及相关领域初学者、爱好者参考学习。涉及 单片机 、 上位机 、移动应用、服务器后台开发的知识，以及蓝牙4.0、以太网模块的使用实例。由一位四年半前还在校的同学 nladuo 分享，其中涉及计算机以及电子工程相关的知识，从底层的单片机(AVR->Stm32-> arduino )，到Qt、Android、iOS、Web开发、网络爬虫、机器学习都略有涉猎。

开发环境

本文的开发环境都是在Windows平台进行的。

基础知识部分

在基础知识部分将要讲解单片机、上位机、手机应用以及Web开发，让读者掌握基础的物联网技术。

在单片机中，将要简单介绍Arduino单片机的使用，读者需要有编程语言的基础，C/C++最好，另外本章主要以LED灯为案例，读者只要了解二极管如何点亮就可以了。

在上位机中，将要带读者动手开发一个简单的上位机，了解如何用电脑和单片机进行交互。

在手机应用部分，将要讲解Android原生应用的开发，这部分不会对编程语言进行讲解，但也不会用到这些语言的高级特性。

在Web开发部分，将要讲解HTTP的基础，以及使用go语言来开发web应用，读者需要了解tcp的简单知识。

案例学习部分

在案例学习部分，将要通过两个案例：手机控制RGB小灯、温度采集系统，讲解蓝牙4.0和以太网模块的使用。

在手机控制RGB小灯案例中，使用蓝牙4.0技术，使得小灯连上“网络”，让手机在近距离控制RGB小灯的颜色与亮度。这个部分将要涉及到第一部分的单片机开发、第二部分的上位机开发、第三以及第四部分的安卓开发。

在温度采集系统案例中，使用以太网模块，将温度传感器连接到因特网，将采集到的数据发送远端服务器，通过网页可以查询到传感器的实时温度。这个部分将要涉及到第一部分的单片机开发以及第五部分的Web开发。

目录

第一部分：基础入门

  • 第1部分：单片机开发——Arduino
    – 1.1 Arduino开发环境搭建（ 当前文章所在 ）
    – 1.2 点亮一个Led（ 下期文章更新 ，篇幅所限，如果直接写完第一部分的话，文章太长了）
    – 1.3 PWM操作
    – 1.4 UART的使用
  • 第2部分：上位机开发——.Net
    – 2.1 winform快速入门
    – 2.2 Serial port控件使用
  • 第3部分：移动开发——Android
    – 3.1 安卓开发环境搭建
    – 3.2 HelloActivity分析
    – 3.3 LinearLayout与基本控件
    – 3.4 Intent与Activity的生命周期
    – 3.5 ListView与BaseAdapter
    – 3.6 Service学习
    – 3.7 Android权限机制
    – 3.8 BroadCastReciever学习
  • 第4部分：后端开发——Golang
    – 4.1 go语言开发环境搭建
    – 4.2 go语言基础快速入门
    – 4.3 用go语言显示一个网页
    – 4.4 go语言web框架——gin
    – 4.5 部署go语言项目

    • 第二部分：案例学习

  • 第5部分：蓝牙4.0案例——手机控制RGB灯颜色
    – 5.1 用 串口 控制RGB灯颜色
    – 5.2 用上位机控制RGB灯颜色
    – 5.3 蓝牙4.0简单介绍
    – 5.4 蓝牙4.0安卓例程源码阅读
    – 5.5 用安卓手机控制RGB灯颜色
  • 第6部分：网络模块案例——温度采集系统开发
    – 6.1 Arduino温度传感器的使用
    – 6.2 ENC28J60模块的使用
    – 6.3 在网页上显示温度

    • 第1部分：单片机开发——Arduino

    内容介绍

    单片机可以说是物联网开发的基础了，市面上形形色色的智能设备，都是通过在单片机上编写程序开发出来的。这一讲将介绍一款开源电子原型平台——arduino，它的开发超级简单，相信读者肯定可以迅速地掌握它。这个教程是一个物联网教程，我是以打算案例的方式进行讲解，这里的‘物’(单片机)连接的网络目前是两个，一个是蓝牙，可以在近距离进行控制；第二个是以太网，可以在任何有网的情况下对arduino的控制。我们将在这章学习Arduino基本的IO操作、PWM、串口的操作，让读者对硬件开发有个大概的认识。

    材料准备

    在开始之前, 请准备好以下硬件材料(最简单的方式是从淘宝购买)：

    1、arduino nano 开发板 一块

    我们的主要开发板，比arduino uno模块更加小巧。

    2、RGB-LED模块

    是一款LED灯，拥有三个管脚，共阳极或者共阴极,可以显现出各种RGB颜色。

    3、USB转TTL模块

    主要用在串口调试方面，常用的USB转TTL模块的驱动芯片有PL2303、CH340等。

    4、蓝牙4.0模块(CC2541或CC2540)

    蓝牙4.0，也叫BLE，是低功耗的蓝牙。可以连接到andorid4.0以上以及iphone4s以上的设备。这里使用的是TI公司的CC2541或者CC2540。

    5、Nano ENC28J60 Ethernet shield网络模块

    这是一款专门为nano开发板设计的以太网模块，可以连接网线，让arduino上网。(所以这里还需要一根网线和路由器)

    6、DS18B20模块

    温度传感器。

    7、杜邦线若干、烙铁、焊锡、钳子等工具

    基本配件，就不多说了。

    1.1 Arduino开发环境搭建

    Arduino简单介绍

    Arduino是一款开源的电子原型平台，它适合做快速的开发，并且学习成本很低。Arduino语言是基于C/C++的，具体的语法可以参考 ，相信看一眼就很清楚了。另外，Arduino也有电子积木之称，市面上有很多Arduino的模块，比如说我们用到的以太网模块就是一种，我们开发arduino的时候会像玩儿积木一样把各种模块拼装在一起。

    环境搭建

    安装Arduino IDE

    1、首先下载安装包，读者可以去arduino官网下载所需的安装包。如果是Windows系统，就选择Windows Installer。
    接下来打开exe安装包，按照正常的步骤安装就Okay了。

    2、在安装即将完成的时候，会弹出是否安装驱动的提示，这里选择安装驱动就好了。

    3、插入Arduino Nano开发板，打开控制面板，并打开设备管理器。

    如果能看到以下的图，就说明安装成功了。(这里以Arduino UNO板为例)

    驱动安不上怎么办?

    笔者在安装完Arduino IDE之后，遇到的情况并不理想，是这样的。

    很显然，驱动没有安上。后来经过一番查找，发现是淘宝上的芯片是用的假的驱动芯片，比如说我这款用的是CH340的驱动，而非Arduino本身的驱动，所以从网上下一个CH340的驱动安装上就好了，安装好了如下图。

    第一个程序：Hello, Arduino!

    到现在为止，环境就搭建好了，我们打开Arduino IDE，首先点击工具，配置合适的 端口号 ，端口号可以参考设备管理器上的名字，比如说我的是COM5

    接下来选择开发板型号，选择Arduino Nano开发板。

    下面我们开始写我们的第一个Arduino代码。 

     void setup() {
  // 设置串口波特率为9600
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 每两秒在串口监视器中打印一个 Hello, Arduino!
  Serial.println("Hello, Arduino!");
  delay(2000);
}

    如果不懂串口是什么的话，并没有关系，会在1.4节讲到。接下来我们把程序代码上传到开发板上。

    上传成功之后，打开串口监视器，我们就可以看到输出的“Hello, Arduino!”了。

    这期先到这，要是直接写完第一部分的内容，文章太长，不太合适（这会儿已经3200个字了）

    下期更新预告：

    第1部分：单片机开发——Arduino
    – 1.1 Arduino开发环境搭建（ 当前文章 ）
    – 1.2 点亮一个Led（ 下期更新这部分内容 ）

    三连凑个数，关注不迷路

    往期哪里搞，文章里翻找

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