Arduino可穿戴設備開發 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[瑞典] 托尼·奧爾森（Tony Olsson） 著

圖書標籤:

• Arduino
• 可穿戴設備
• 物聯網
• 傳感器
• 電子製作
• DIY
• 嵌入式係統
• 硬件開發
• 創意設計
• 開源硬件

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111541325

版次：1

商品編碼：11982450

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 數字匠人

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：176

內容簡介

　　全書共分為9章。第1章介紹瞭Arduino的基本概念、組成部分和開發流程；第2章介紹瞭可與Arduino搭配工作的一些傳感器及其連接方式，為設備開發打下基礎；第3～6章分彆介紹如何用Arduino製作自行車手套、LED眼鏡、定位裝置和智能鑰匙等可穿戴設備；第7～8章講述如何讓Arduino與手機、互聯網進行交互，使得所製作的可穿戴設備成為物聯網中的一個節點；第9章以製作一塊智能手錶為例，串聯起全書所有的知識點。

目錄

譯者序
前　言
第1章　初次相識與閃爍的燈光 1
1.1　可穿戴設備 2
1.2　安裝和使用軟件 3
1.2.1　Arduino IDE 4
1.2.2　首次接觸IDE 4
1.2.3　瞭解你的Arduino闆 7
1.2.4　其他電路闆 10
1.2.5　連接和測試你的電路闆 10
1.2.6　編程時的一些注意事項 13
1.3　本章小結 17
第2章　用傳感器進行工作 19
2.1　傳感器 20
2.1.1　彎麯傳感器 20
2.1.2　壓力傳感器 25
2.2　光敏電阻 28
2.3　加速計、羅盤和陀螺儀 30
2.4　本章小結 36
第3章　自行車手套 37
3.1　所需的電子元器件 37
3.2　嘗試使用TSL2561 39
3.3　檢測手勢 42
3.4　製作手套 44
3.5　本章小結 51
第4章　LED眼鏡 53
4.1　製作眼鏡 54
4.2　加入矩陣 56
4.3　為眼鏡編寫程序 60
4.4　製作圖案 63
4.5　給眼鏡賦予霹靂遊俠的風格 65
4.6　本章小結 68
第5章　我在世界何處 71
5.1　掛接OLED顯示屏 72
5.2　獲取位置 76
5.3　製作時鍾 80
5.4　最終的草圖 84
5.5　本章小結 87
第6章　NFC動手實踐 89
6.1　讀取NFC卡片 90
6.2　連接電動機 95
6.3　將所有部件安裝到一起 97
6.4　最終的代碼 101
6.5　包裝 104
6.6　本章小結 104
第7章　BLE動手實踐 105
7.1　你好，Blend Micro 106
7.2　Blend Micro應用 109
7.3　手勢跟蹤 114
7.4　包裝 120
7.5　本章小結 122
第8章　關於Wi-Fi 123
8.1　Particle Core 124
8.2　針對Particle Core電路闆編程 127
8.3　Dashboard 130
8.4　HTML控製 134
8.5　連接IFTTT 139
8.5.1　運動數據修改 140
8.5.2　DO函數 145
8.6　本章小結 148
第9章　獲得智能化的時刻 151
9.1　元器件 152
9.2　開始設計 153
9.3　手錶設計和焊接 157
9.4　拆焊 159
9.5　連接元器件 161
9.6　加工皮革 163
9.7　完成製作 167
9.8　功能什錦 170
9.9　尾聲，也是序幕 175

前言/序言

　　從我拿起塊Arduino闆算起，時間差不多已經過去瞭10年，那時我還是馬爾默大學交互設計專業的一名學生，有一天教室來瞭一個大鬍子西班牙人，他說，（更確切地說是宣布）他能在一周之內傳授給我們電子學的全部知識，並教會我們如何針對微處理器編寫程序。當然，由於我一點也不瞭解電子學，也從未想過學習它，所以我對他的話不以為然。
　　那個西班牙人有一套新穎的教學方法，也是我之前從未見識過的教學方法。他希望不是通過書本而是通過實踐來教我們。有一個同學當時指齣我們中的大多數人對電子學一竅不通，那麼怎麼能指望我們用它來做事？西班牙人的迴答是：這並沒有關係，即使你們對正在做的事情一無所知，也同樣能夠做事，你們可以通過做來進行學習。
　　一刻鍾後，我們都將一個小燈泡連接到瞭Arduino闆上，並且成功地為這個燈泡編好瞭程序，使得它能夠自行打開和關閉。讓我睏惑的不僅是在如此之短的時間內所取得的成果，還包括接下來真正具有意義的那部分內容，我們正在通過實踐進行學習。
　　大鬍子西班牙人就是David Cuartielles，2005年鼕，他剛剛和Massimo Banzi一起發明瞭Arduino闆，在他們發明瞭Arduino闆後不久，Tome Igoe和David Mellis加入瞭他們的團隊。正如他們所說，其餘的事情都是過眼煙雲。我仍然記得那一天當看到閃閃發亮的燈光時自己內心受到的觸動，就如同發生在昨天一般。我希望能學習更多知識，做更多的事情。然後David第二次給我們講瞭重要的課，即學習更多知識的佳途徑就是和彆人分享知識。然而，因為我沒有什麼知識可以談論，所以我再次産生瞭疑問，但是在接下來的一課中我明白瞭：即使你隻知道一點，也足以幫助那些完全不懂的人。
　　不久之後，我發現一個被稱為可穿戴計算的領域，它的理念是用不同的方式發明一項技術並將其應用到人體上去，這聽上去就如同你沒有任何先驗知識就能學習電子學並進行程序設計一樣瘋狂。由於受到Arduino和它的團隊成員的啓示，我一頭紮進瞭這個領域。在這個新領域，我從Steve Mann和Leah Buechley的工作中找到瞭新的靈感。Mann現在是多倫多大學的教授，他在20世紀80年代研製齣瞭自己的可穿戴計算機，當時大部分工作都是他獨立完成的。Buechley是MIT的教授，他曾經利用Arduino開發齣瞭一個專門針對可穿戴環境的原型平颱。他們都迎難而上地完成瞭自己的工作。我再次受到啓發，也開始開發自己的可穿戴設備，同時還教彆人如何開發可穿戴設備。當我收獲瞭足夠多的技能，便開始將它們記錄下來。當開始分享自己的作品時，我發現Arduino社區真正令人驚奇的是全世界熱衷於利用電子學乾點事情的人們。
　　可以肯定地說，如果沒有這些人，我永遠也不可能寫齣一本書，所以我要嚮所有人錶達我的謝意。我還要感謝你拿起瞭這本書，你也許是個新手，也許是個行傢，但這沒有關係，本書基於的理念就是任何人都能通過實際去“做”這一簡單原則學習任何知識。如果你已經是一個行傢瞭，那麼在“做”事情的過程中總能學到一些東西。
　　所以我希望你能夠從本書創建的項目中獲得知識和靈感，並祝願你在創建項目的過程中一帆風順。
　　本書內容第1章介紹安裝開發環境的基本步驟以及如何開始編寫代碼，還有如何製作一塊電路闆來控製LED。
　　第2章講授傳感器連接以及從傳感器中獲取數據的相關內容，還會介紹從簡單到復雜的數字和模擬傳感器。
　　第3章介紹本書的個項目，其目標是製作一副自行車手套，首先，我們將介紹LED的使用以及如何控製LED，然後介紹如何應用傳感器進行一些簡單的手勢識彆。
　　第4章將教你製作一副可編程的LED眼鏡，這副眼鏡的前方覆蓋有可編程的LED以顯示不同的圖案和形狀，此外還會介紹製作一副太陽鏡的過程。
　　第5章重點討論如何製作一個腕戴式GPS跟蹤設備，信息被顯示在一個小型的LCD屏幕上。該章還包括如何製作一個將元器件容納其中的盒子，以便能將GPS跟蹤設備佩戴在手腕上。
　　第6章討論近場通信（Near Field Communication，NFC）技術和伺服電動機，以及如何將它們組閤裝入智能門鎖。該章還包括如何設計NFC標簽以及製作可充當門鎖鑰匙的可佩戴的首飾。
　　第7章討論低功耗藍牙技術以及如何在可穿戴項目中實現該技術，該章介紹瞭Blend Micro電路闆以及如何使用該電路闆創建項目，連接你的手機。
　　第8章介紹Wi-Fi Particle Core電路闆以及它的Web集成開發環境（IDE），該章還將討論如何連接在綫服務。
　　第9章討論智能手錶的製作，智能手錶會接入互聯網並應用在綫服務創建可在小型OLED顯示屏上顯示的定製消息。
　　……

《智享生活：智能硬件與物聯網創新實踐》 內容概要 本書是一本麵嚮廣大科技愛好者、學生、工程師以及尋求將創意轉化為實際智能産品的創客們的實踐指南。它深入淺齣地介紹瞭現代智能硬件與物聯網（IoT）領域的核心概念、關鍵技術及其在日常生活和工業應用中的落地方式。不同於市麵上純粹的技術手冊，本書更側重於培養讀者的創新思維和解決問題的能力，通過一係列精心設計的項目案例，引導讀者一步步掌握從硬件選型、傳感器集成、嵌入式開發到雲端數據處理與應用構建的完整流程。 本書不涉及任何具體的單闆計算機（如Arduino、Raspberry Pi等）的詳細指令集、特定微控製器架構的深入解析，也未深入探討可穿戴設備設計的特定領域，如生物傳感器校準、運動姿態識彆算法、低功耗穿戴設備電路優化等。相反，它將目光投嚮更廣闊的智能硬件和物聯網生態，強調的是跨平颱、跨技術的通用原理和方法論。 核心章節亮點 第一部分：智能硬件基礎與設計理念 萬物互聯的願景與現實： 探討物聯網的定義、發展曆程、核心要素（感知層、網絡層、應用層）以及其對社會各行業的顛覆性影響。我們將從宏觀視角審視物聯網的應用場景，激發讀者對未來智能生活和工業自動化的想象。 智能硬件的構成要素： 詳細闡述智能硬件的核心組成部分，包括但不限於嵌入式處理器（強調其功能而非具體型號）、存儲單元、傳感器（以功能類型區分，如環境傳感器、運動傳感器、光學傳感器等）、執行器、通信模塊以及電源管理單元。我們將探討不同類型硬件組件的選型原則和基本工作原理，重點在於理解它們在整個係統中的作用和相互關係。 低功耗設計策略： 深入分析在資源受限的嵌入式係統中實現低功耗的關鍵技術和策略，包括軟件優化（如任務調度、喚醒機製）、硬件選型（如低功耗MCU）、電源管理IC的應用等。這部分內容旨在幫助讀者理解如何設計齣更持久、更節能的智能設備。 人機交互的未來： 探索智能硬件的多樣化交互方式，從傳統的按鍵、屏幕，到新興的語音識彆、手勢控製、觸覺反饋等。我們將分析不同交互方式的優缺點，並討論如何為用戶提供更自然、更直觀的使用體驗。 安全性與隱私： 強調智能硬件和物聯網係統中的安全問題，包括數據加密、身份認證、訪問控製以及固件安全。我們將討論如何在設計初期就考慮安全因素，構建可靠的智能係統。 第二部分：物聯網通信與數據處理 連接世界的語言——通信協議： 詳細介紹物聯網領域常用的通信協議，如Wi-Fi、藍牙（BLE）、Zigbee、LoRa、NB-IoT等，並分析它們的適用場景、通信範圍、功耗特點和數據速率。本書會側重於講解協議的工作原理和選擇依據，而非具體協議棧的實現細節。 雲端的力量——物聯網平颱： 介紹主流的物聯網雲平颱（以功能和架構劃分，而非具體品牌），如數據接入、設備管理、數據存儲、數據分析、應用開發等模塊。我們將探討如何利用雲平颱實現設備的遠程監控、管理和數據可視化。 數據的價值——數據采集與預處理： 講解如何從傳感器采集原始數據，並進行必要的預處理，如濾波、去噪、格式轉換等，以提高數據質量和可用性。我們將探討不同類型數據的特點以及相應的處理方法。 智能的驅動——數據分析與挖掘： 引入基礎的數據分析和挖掘概念，例如描述性統計、趨勢分析、異常檢測等。重點在於說明如何從海量數據中提取有價值的信息，為智能決策提供支持，但不涉及復雜的機器學習算法實現。 邊緣計算初探： 簡要介紹邊緣計算的概念及其在物聯網中的作用，探討如何在靠近數據源的設備端進行部分數據處理和智能分析，以降低延遲、節省帶寬。 第三部分：項目實踐與創新應用 本部分是本書的實踐核心，將通過一係列富有啓發性的項目案例，引導讀者將理論知識應用於實踐。每個項目都將遵循“需求分析—硬件選型—軟件設計—集成測試—應用拓展”的流程。 智能傢居監控係統： 構建一個能夠監測室內溫濕度、光照度，並具備氣體泄漏檢測功能的傢庭安全與環境監測係統。重點在於傳感器集成、數據采集與上傳，以及通過Web或移動應用進行實時查看。 環境感知與數據可視化： 開發一個戶外環境監測站，收集空氣質量、氣壓、降雨量等數據，並將其通過物聯網平颱進行可視化展示，為公眾提供環境信息服務。 遠程資産追蹤與管理： 設計一個低功耗的資産追蹤器，利用定位技術和通信模塊，實現對移動資産的遠程定位和狀態監測，適用於物流、倉儲等領域。 智能農業解決方案： 搭建一套用於監測土壤濕度、溫度、光照度，並能根據數據自動控製灌溉係統的解決方案，提高農業生産效率。 創意互動裝置： 引導讀者發揮想象力，設計並實現一些具有趣味性和互動性的智能裝置，例如根據環境光綫變化的裝飾燈、能夠響應語音指令的藝術品等。 本書特色 理論與實踐深度結閤： 強調概念的清晰闡述與項目案例的緊密聯係，讓讀者在理解原理的同時，能夠動手實踐。 通用性與啓發性： 避免過多聚焦於特定硬件平颱或工具，而是提煉齣智能硬件與物聯網領域通用的設計思路、方法論和關鍵技術，幫助讀者掌握可遷移的技能。 前沿性與前瞻性： 關注物聯網領域的發展趨勢，介紹新興技術和應用方嚮，幫助讀者把握未來科技脈搏。 麵嚮未來： 引導讀者跳齣單一設備或技術的局限，從係統整體和生態角度思考智能硬件與物聯網的創新應用。 鼓勵創新： 並非提供固定答案，而是通過案例示範，激發讀者獨立思考和自主創新的能力，鼓勵讀者在現有基礎上進行個性化改造和二次開發。 讀者對象 對智能硬件和物聯網技術感興趣的初學者。 希望將理論知識應用於實際項目開發的電子工程、計算機科學等相關專業學生。 尋求創新解決方案的工程師、産品經理和開發者。 渴望將自己的創意轉化為實際智能産品的創客和DIY愛好者。 對智能傢居、智慧城市、工業互聯網等領域充滿好奇心的讀者。 《智享生活：智能硬件與物聯網創新實踐》將成為您探索智能世界、驅動技術創新的得力助手。它將帶領您打開一扇通往未來智能生活的大門，讓您不僅能夠理解物聯網的魅力，更能親手創造屬於您的智能未來。

評分☆☆☆☆☆

《Arduino可穿戴設備開發》這個書名本身就充滿瞭科技感和創造力，讓我充滿瞭期待。我希望這本書能夠不僅僅停留在理論知識的講解，而是能夠提供一係列切實可行的項目案例，帶領讀者從零開始，一步步構建齣屬於自己的可穿戴設備。我特彆關注書中關於能量收集和管理的部分。可穿戴設備往往需要長時間獨立運行，如何利用太陽能、動能甚至人體體溫來為設備供電，將是實現真正意義上的“永續”可穿戴設備的關鍵。書中是否會介紹相關的技術和電路設計？另外，我非常有興趣瞭解書中如何處理數據采集和分析。可穿戴設備能夠收集到大量的個人健康和行為數據，如何有效地采集、存儲、傳輸和分析這些數據，並從中提取有價值的信息，將是決定設備智能程度的關鍵。我希望書中能夠提供關於數據可視化、機器學習在可穿戴設備中的應用等方麵的指導。此外，安全性也是一個不容忽視的問題。如何保證設備采集的個人敏感數據的安全，防止黑客攻擊和信息泄露？我期待書中能夠提供相關的安全設計原則和加密技術的介紹。總而言之，我希望這本書能夠成為一本集理論、實踐、創新於一體的指南，幫助我開啓一段激動人心的可穿戴設備開發之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本《Arduino可穿戴設備開發》就像是一本通往未來科技的大門鑰匙，我迫不及待地想翻開它，探索那些令人激動的前沿領域。首先，從書名本身就能感受到一種強烈的創新氣息。可穿戴設備，這個詞匯本身就充滿瞭無限的想象空間，從智能手錶、健康追蹤器到更具未來感的交互式服裝，它們正悄無聲息地改變著我們的生活方式。而Arduino，作為開源硬件的代錶，以其易學易用、高度的靈活性和龐大的社區支持，早已成為無數創客和工程師的首選平颱。將這兩者結閤，意味著這本書將為我們揭示如何用最直接、最貼近實際的方式，將那些科幻電影中的場景變為現實。我尤其期待書中能夠詳細講解如何將Arduino與各種傳感器、執行器以及無綫通信模塊進行整閤，例如，如何利用微小的傳感器監測心率、體溫，甚至是身體的姿態，再通過低功耗的藍牙或者Wi-Fi將這些數據實時傳輸到手機App或者雲端進行分析。書中是否會提供實際的項目案例，比如製作一個可以根據你的運動量自動調整播放列錶的智能手環，或者是一個能夠監測老年人跌倒並自動發送求救信號的智能胸針？這些都是我非常好奇的地方。而且，對於初學者來說，如何理解復雜的電路設計，如何進行代碼調試，如何選擇閤適的元器件，每一個環節都可能是一個巨大的挑戰，我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，一步步地引導讀者，即使是沒有任何電子工程背景的人，也能跟著書中的指導，搭建齣屬於自己的第一個可穿戴設備原型。

評分☆☆☆☆☆

對於《Arduino可穿戴設備開發》這本書，我的期望是它能成為一本真正具備實踐指導意義的寶典。我希望能看到書中提供一套係統性的開發流程，從項目構思、硬件選型、電路設計、軟件編程，到最終的測試和優化，都能夠提供清晰的步驟和詳盡的說明。特彆是在硬件方麵，我希望書中能深入講解如何選擇閤適的Arduino開發闆，以及如何搭配各種傳感器（如加速度計、陀螺儀、心率傳感器、GPS模塊等）和執行器（如微型電機、LED、顯示屏等）。對於新手來說，理解不同模塊的功能以及它們之間的連接方式可能是個難點，我期待書中能提供直觀的電路圖和詳細的接綫指南。此外，代碼編寫也是至關重要的一環。我希望書中能提供大量經過優化的Arduino代碼示例，並對代碼中的關鍵函數和算法進行詳細的解釋，幫助讀者理解其工作原理。特彆是針對可穿戴設備常見的挑戰，如實時數據采集、低功耗運行以及與手機App的通信，我期待書中能提供有效的解決方案和技巧。例如，如何使用ESP32等具有Wi-Fi和藍牙功能的芯片，實現設備與手機的無縫連接，並進行數據交互。我還希望書中能包含一些關於3D打印和外殼設計的內容，因為美觀且實用的外殼對於可穿戴設備的最終成品至關重要。

評分☆☆☆☆☆

讀到《Arduino可穿戴設備開發》這個書名，我腦海中立刻浮現齣無數的創意火花。市麵上已經有很多關於Arduino基礎知識的書籍，但專注於“可穿戴設備”這個細分領域的，卻相對較少。這讓我感到非常興奮，因為它預示著這本書將帶領我們深入到更專業、更前沿的開發領域。我特彆希望書中能夠涵蓋一些在可穿戴設備開發中至關重要的技術細節，比如如何解決功耗問題。可穿戴設備往往體積小巧，電池續航能力是其能否真正投入使用的關鍵瓶頸。書中是否會介紹低功耗模式的設計技巧，如何選擇更節能的元器件，以及如何優化代碼以降低功耗？這對我來說是至關重要的。另外，人體工程學在可穿戴設備設計中也扮演著不可或缺的角色，畢竟設備需要長時間佩戴，舒適度和安全性是必須考慮的因素。書中是否會提供關於外殼設計、材料選擇以及如何確保設備在佩戴過程中不會引起皮膚過敏等方麵的指導？這些實用的建議將極大地提升我們作品的實用性和用戶體驗。我還對書中關於數據安全和隱私保護的部分抱有很高的期望。隨著越來越多的個人數據被收集和傳輸，如何確保這些敏感信息的安全，防止被濫用，將是未來可穿戴設備發展中必須麵對的挑戰。希望這本書能夠提供一些相關的參考和解決方案，讓我們在享受科技便利的同時，也能保持警惕，做齣負責任的設計。

評分☆☆☆☆☆

《Arduino可穿戴設備開發》這個名字聽起來就充滿著可能性，它像是一張藏寶圖，指引著我們去發現和創造那些能與人體深度融閤的智能裝置。我最期待的是書中能夠深入探討不同類型的可穿戴設備，並針對每種設備提供詳細的開發思路和實踐案例。例如，對於智能服裝，書中是否會講解如何將柔性電子元件、導電縴維以及微型傳感器嵌入到織物中，實現服裝的智能化，比如能夠監測心跳、呼吸，甚至是可以根據環境溫度自動調節保暖度的智能外套？或者，對於更具侵入性的醫療級可穿戴設備，如植入式傳感器，書中是否會涉及相關的基礎知識，以及如何保證設備的生物兼容性和長期穩定性？我尤其關注書中對傳感器選擇的指導。市麵上有琳琅滿目的傳感器，每種都有其特定的應用場景和優缺點，如何根據項目需求，精準地選擇最適閤的傳感器，並對其進行準確的校準和數據處理，這將是開發成功的關鍵。此外，我希望書中能夠包含關於用戶界麵和交互設計的章節。如何設計齣直觀、易用的用戶界麵，讓用戶能夠輕鬆地與可穿戴設備進行交互，而不是被復雜的操作係統所睏擾？例如，如何利用手勢識彆、語音控製或者觸覺反饋來實現更自然的交互方式？這些都是我非常感興趣且希望能在這本書中找到答案的內容。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

正是我要的東西，我非常滿意。

評分☆☆☆☆☆

不錯吧，應該是真的。

評分☆☆☆☆☆

經典正版實用性高

評分☆☆☆☆☆

很基礎啊，很雞肋啊，卵用都沒有

評分☆☆☆☆☆

還在學習中

評分☆☆☆☆☆

東西還行，還沒開始看，紙質還可以吧，繼續加油！

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

內容還不錯，質量可以，快遞不錯