社會需求導嚮及新的計算機技術的快速發展,為工程創新提齣新的要求。
沒有工程創新,無論是科學知識還是技術知識,都隻能是潛在的生産力。但是從科技到工程的轉化,需要突破跨越諸多壁壘。
作者王誌良在多年指導大學生進行創新設計時發現:大多數競賽處於學生自發的、非正規的、不係統的訓練摸索中。不係統,不高效。
《大學生工程創新》就是以係統方法論為主,科技技能訓練為輔,兩者並行,穿插技術方案討論與更新。包括創新思維訓練、科技技能訓練、實訓與實踐訓練。
《大學生工程創新》從“如何想”和“如何做”兩個角度齣發,係統介紹瞭大學生工程創新訓練中所涉及的創新能力培養、創新思維訓練、硬件技能、軟件技能和實踐實訓五個環節。首先介紹工程創新基本概念、選題立項和産品設計;接著詳細介紹嵌入式微控製器、傳感器和執行器、無綫通信技術和移動終端開發等關鍵技術;後藉用商業計劃書總結歸納,並詳細介紹三個典型項目(智能旅行箱、意念四驅車、3D養老小管傢)的實現過程。《大學生工程創新》取材於新一屆大賽獲奬作品,提供較多應用案例。內容豐富、層次清晰,包括大學生工程創新訓練整個過程。
王誌良,教授/博導
北京科技大學 計算機與通信工程學院 物聯網與電子工程係主任
中國人工智能學會人工心理與人工情感專業委員會主任
重大專項(物聯網)總體組專傢
中國智慧城市産業聯盟副理事長
北京物聯網研究會理事長
北京市物聯網産業規劃首席科學傢
在國內率先開始人工心理和情感計算的相關理論及技術應用研究 。
發錶論文《人工心理學》被IPMM99, ICAI99兩個國際會議接受為大會主題發言。
近年來主持完成(或在進行中)國傢863項目、973子項目、國傢自然科學基金項目,國傢攻關項目,教育部重點科研項目,教育部博士點基金項目等多項科研項目。
指導畢業博士和碩士研究生五十餘人。發錶學術論文180 餘篇,其中被SCI, EI, ISTP 收錄60餘篇。
齣版《人工心理》《人工情感》、物聯網:現在與未來》《物聯網工程概論》等多部著作。
獲高等教育教學成果二等奬一項、冶金科學技術奬特等奬一項。
前言
第1章 工程創新 1
1.1 工程創新的內涵 2
1.2 工程創新的性質 4
1.3 大學生工程創新訓練 5
1.3.1 創新思維 6
1.3.2 技能訓練 11
思考題 17
第2章 選題與立項 18
2.1 選題原則與重要性 19
2.2 信息檢索與利用 21
2.3 藉用計劃梳理思路 26
思考題 28
第3章 産品設計 29
3.1 産品設計的定義 30
3.2 産品設計流程 31
3.2.1 前期分析 31
3.2.2 設計環節 34
思考題 48
第4章 嵌入式微控製器 49
4.1 嵌入式係統與嵌入式處理器 50
4.1.1 嵌入式係統 50
4.1.2 嵌入式處理器 51
4.2 典型嵌入式微控製器 52
4.2.1 80C51係列 53
4.2.2 MSP430係列 55
4.2.3 STM32係列 56
4.3 嵌入式微控製器應用領域及選型參考 61
4.3.1 嵌入式微控製器應用領域 61
4.3.2 嵌入式微控製器選型參考 63
4.4 嵌入式係統開源平颱 67
4.4.1 Arduino 67
4.4.2 樹莓派 71
思考題 75
第5章 傳感器和執行器 76
5.1 傳感器 77
5.1.1 傳感器基礎 77
5.1.2 無綫傳感器網絡 81
5.1.3 常用傳感器及模塊 83
5.2 執行器 91
5.2.1 執行器基礎 91
5.2.2 常用執行器 92
思考題 100
第6章 無綫通信技術 101
6.1 無綫通信技術介紹 102
6.2 藍牙 105
6.2.1 藍牙概念 105
6.2.2 藍牙技術特點 106
6.2.3 藍牙協議規範 107
6.2.4 藍牙應用 109
6.3 ZigBee 110
6.3.1 ZigBee概念 110
6.3.2 ZigBee技術特點 113
6.3.3 ZigBee協議規範 114
6.3.4 ZigBee應用 117
思考題 119
第7章 移動終端開發 120
7.1 Android 121
7.1.1 係統介紹 121
7.1.2 係統架構 121
7.1.3 開發環境搭建 123
7.1.4 第一個安卓程序 128
7.1.5 查閱API文檔 139
7.2 iOS 143
7.2.1 iOS概述 143
7.2.2 開發環境及開發工具 144
7.2.3 關鍵技術分析 146
思考題 154
第8章 商業計劃書 155
8.1 商業計劃書概述 156
8.2 商業計劃書編寫 157
8.3 完成計劃書後 164
思考題 165
第9章 創新創業實踐項目 166
9.1 智能旅行箱 167
9.1.1 功能介紹 167
9.1.2 器件及開發平颱 168
9.1.3 詳細設計 173
9.1.4 係統測試 183
9.2 意念四驅車 186
9.2.1 功能介紹 187
9.2.2 關鍵技術及器件 188
9.2.3 詳細設計 194
9.2.4 係統測試 199
9.3 3D養老小管傢 201
9.3.1 功能介紹 201
9.3.2 關鍵技術及平颱 204
9.3.3 詳細設計 208
9.3.4 測試結果 219
思考題 220
參考文獻 221
工程是以構建、運行及集成創新為核心的人類活動。它既不是單純的科學應用,也不是相關技術簡單的拼接。工程創新用來特指那些發生在工程中的創新活動。在一項工程中,工程創新貫穿其全過程。如果說研發是創新活動的前哨戰場,那麼工程創新是創新活動的主戰場。在大學裏,學以緻用的最好體現就是將課堂理論知識與工程實踐相結閤。而大多數創新活動處於學生自發的、非正規的、不係統的訓練摸索中。本書結閤大學生工程創新能力培養需求,整理一套適閤工科學生的“學科式”創新能力培養模式,將有興趣的學生及團隊集中,方法論加實踐實訓的培養模式,多維度提高學生工程創新能力。
《大學生工程創新》旨在帶領讀者從“如何想”和“如何做”兩個角度齣發,用“創新創意”和“技術技能”兩條腿實現完整的工程創新項目訓練。結閤當前熱門信息技術,由簡到繁,輔以案例與應用,分彆從工程創新方法、創新技能訓練、實踐項目解析三個部分詳細介紹大學生工程創新所需的創新思維及實現方法。在培養訓練創新思維,選擇有創新性且閤理可行的題目後,通過可實現的技術手段完成工程創新項目。
大學生工程創新訓練以係統的方法論為主,科技技能訓練為輔。涉及創新能力培養、創新思維訓練,硬件技術訓練,軟件技術訓練、實踐實訓五個環節。本書共9章:第1章為工程創新,重點介紹工程創新概念、創新思維方法及大學生工程創新訓練的基本環節;第2章為選題與立項,簡述選題原則與重要性,介紹信息檢索方法及如何有效利用信息,最終藉用計劃書梳理思路;第3章為産品設計,從産品設計的定義齣發,強調需求的重要性並介紹産品設計流程,通過UI設計和外觀設計兩個案例輔助解釋設計流程及方法;第4章為嵌入式微控製器,介紹嵌入式係統並引入典型嵌入式微控製器,最後介紹常用的嵌入式係統開源平颱;第5章為傳感器和執行器,介紹常用傳感器、執行器原理及應用;第6章為無綫通信技術,結閤典型應用介紹藍牙、ZigBee技術的概念、技術特點及協議規範;第7章為移動終端開發,介紹當前主流移動終端開發平颱Android、iOS係統及開發環境;第8章為商業計劃書,介紹典型商業計劃書的書寫格式及內容要求;第9章為創新創業實踐項目,從項目概述、關鍵技術介紹、詳細設計到係統測試,詳細介紹智能旅行箱、意念四驅車、3D養老小管傢3個典型項目的實現過程,輔助說明工程創新的過程及常用方法和技術手段。
《大學生工程創新》涉及內容貫穿整個工程創新訓練環節,起到輔助、指導及引導作用。可供計算機、通信、物聯網等相關信息類學科本科生選用,也可作為科技競賽指導書使用。授課教師可根據本校的教學計劃,靈活調整授課時間。本書建議授課學時為32學時:第1~3章,建議各安排2學時,掌握創新方法,明確選題並完成設計,完成項目準備工作;第4~7章,建議各安排4學時,瞭解關鍵技術並配閤實訓練習;第8章,建議安排2學時,瞭解商業計劃書撰寫的方式方法;第9章,建議安排8學時,介紹典型案例並結閤實訓練習。
本書由王誌良負責製定大綱並指導全書寫作、統稿和組織工作。於泓參與本書第1、2、5、6、8章的編寫工作及全書文字審校;諶業鵬、王梧蓉、喬柱參與瞭第3章的編寫工作;史少波、何小鵬參與瞭第4章的編寫工作;蘇偉參與瞭第5章的編寫工作;韋雯瑩參與瞭第6章的編寫工作;劉嘉銘、李鑫參與瞭第7章的編寫工作;馬瑞雄、硃丹陽、張建達參與瞭第9章的編寫工作。
作為“全國高校物聯網及相關專業教學指導小組”和“物聯網工程專業教育研究專傢組”成員,同時任多項大學生科技創新競賽專傢評委及指導教師,王誌良教授從其組織的教學教研及學生科技創新活動中吸取經驗並總結形成大學生工程創新的教育理念,貫穿於本書的編寫中,形成本書特色。
《大學生工程創新》的齣版得到瞭機械工業齣版社的大力支持,在此錶示誠摯的感謝。本書已列入北京科技大學校級“十二五”規劃教材,書籍的編寫與齣版得到瞭北京科技大學教材建設經費的資助,在此錶示感謝。同時感謝北京科技大學2014年度校教育教學改革與研究麵上項目、北京科技大學2016年度本科教育教學改革與研究重點項目給予的支持和資助。
在編寫過程中,本書引用瞭互聯網上的最新資訊和相關領域的最新報道等,在此一並嚮原作者和刊發機構緻謝。由於時間倉促等原因對引用未能一一注明,對此深錶歉意。
由於時間倉促,加上編者水平有限,書中難免會有疏漏之處,懇請各位讀者批評指正,在此編者錶示衷心的感謝!
編者
2016年12月
《大學生工程創新》這本書,我是在一次偶然的機會下聽朋友推薦的。當時我正處於對未來職業道路感到迷茫的階段,總覺得除瞭埋頭苦讀課本知識,似乎還有些更重要的東西是我缺失的。收到書的時候,它的封麵設計就給我一種耳目一新的感覺,不是那種傳統的枯燥學術風格,而是帶著一種活力和探索的意味。翻開第一頁,我被作者的序言所吸引,他用瞭一種非常接地氣的方式,講述瞭工程創新並非遙不可及的理論,而是滲透在生活中的方方麵麵,並且強調瞭大學生在這一過程中的獨特優勢和責任。我尤其喜歡其中一個觀點,認為“失敗是通往成功的必經之路,更是寶貴的學習機會”,這讓我之前對嘗試新事物時可能遇到的挫摺感有瞭全新的認識。我還在書中看到瞭許多關於如何激發創意、如何進行團隊協作、以及如何將想法轉化為實際項目的案例分析,這些都讓我覺得受益匪淺。雖然我還沒完全讀完,但這本書已經在我心中播下瞭種子,讓我開始重新審視自己的學習方式和未來的可能性。它不像一本純粹的技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,在旁耐心引導,鼓勵我勇敢地邁齣探索的步伐。
評分《大學生工程創新》這本書,我隻能說,它來得正是時候。在我大三的這個關鍵節點,麵臨著畢業設計和未來的職業選擇,我迫切需要一些能夠指引方嚮、激發動力的內容。這本書,恰恰扮演瞭這個角色。它沒有給我空泛的理論,而是以一種非常“乾貨”的方式,為我揭示瞭工程創新的實際操作流程和成功要素。我反復閱讀瞭書中關於“原型製作與測試”的章節,作者詳細講解瞭如何從一個初步的想法,一步步地將其具象化,並通過小規模的測試來驗證其可行性。這個過程聽起來不復雜,但其中蘊含的細節和技巧卻是至關重要的。我也對書中關於“知識産權保護”和“商業化路徑”的探討留下瞭深刻的印象,這讓我意識到,一個好的工程創新項目,不僅僅是技術上的突破,更需要考慮其長遠的生命力和市場價值。這本書讓我從一個被動接受知識的學生,逐漸轉變為一個主動思考、積極實踐的創新者。它就像一本“秘密手冊”,解鎖瞭我對工程創新潛力的認知,也給瞭我更多的信心去麵對未來的挑戰。
評分說實話,在拿到《大學生工程創新》這本書之前,我對“工程創新”這個詞的理解非常模糊,總覺得那是屬於那些在實驗室裏日夜顛倒的科學傢們的事情,和我一個普通大學生似乎關係不大。然而,這本書徹底顛覆瞭我的刻闆印象。作者用一種非常生動、易懂的語言,將復雜的工程創新概念拆解開來,讓我看到瞭它其實離我們生活如此之近。書中列舉瞭大量來自不同行業的創新案例,有些是大傢耳熟能詳的,有些則是鮮為人知但同樣充滿智慧的。我特彆喜歡其中關於“用戶需求驅動創新”的章節,它教會我如何從用戶的角度齣發,去發現痛點,去思考如何用工程的手段去解決問題。這不僅僅是技術層麵的創新,更是思維方式的轉變。我還對書中關於“迭代與反饋”的討論印象深刻,作者強調瞭在項目推進過程中,不斷收集用戶反饋並進行調整的重要性,這是一種非常務實和高效的工作方式。讀完這本書,我不再畏懼“創新”這個詞,反而覺得它充滿瞭魅力,讓我躍躍欲試,想要去嘗試用自己的知識和想法去創造些什麼。
評分不得不說,《大學生工程創新》這本書的價值,遠超我最初的預期。在我看來,它不僅僅是一本關於工程技術的書籍,更是一本關於思維方式和個人成長的心靈導師。作者在書中反復強調瞭“好奇心”和“探索精神”對於工程創新的重要性,這讓我反思瞭自己過去學習中可能存在的惰性。書中大量的案例分析,都圍繞著一個核心主題:如何發現問題、如何分析問題、以及如何用創造性的方法去解決問題。我尤其欣賞作者在書中對於“失敗的容忍度”的討論,他認為每一次的失敗都是一次寶貴的經驗積纍,關鍵在於我們如何從中學習並不斷進步。這讓我改變瞭對挫摺的恐懼,開始將其視為成長的契機。我還對書中關於“團隊協作與溝通”的建議深感共鳴,作者用生動的語言描繪瞭不同性格、不同背景的成員如何在共同目標下協作,以及有效的溝通技巧是如何避免誤解、提升效率的。這本書讓我明白,工程創新並非孤軍奮戰,而是一場充滿智慧和協作的旅程。它讓我對自己的未來充滿瞭憧憬,也更加堅定瞭我要在工程領域不斷探索和創新的決心。
評分這本書的齣現,簡直是我最近學習生涯中的一道曙光。我一直以來都覺得,大學的學習很大程度上是基於“已知”去理解和掌握,而《大學生工程創新》這本書則是一股清流,它探討的更多是“未知”的可能性,以及如何去擁抱和創造“未知”。我印象最深刻的是書中關於“跨界思維”的論述,作者並沒有局限於單一的工程學科,而是強調瞭不同領域知識融閤的重要性。比如,他舉例說明瞭如何將藝術設計理念融入到機械工程項目中,或者如何利用生物學原理來優化軟件算法。這種跳齣固有框架的視角,讓我腦洞大開,也讓我意識到,未來的工程問題往往需要多學科的協同解決。書中還提供瞭許多實用的工具和方法論,比如一些啓發式提問技巧,用來打破思維定勢,以及不同類型的頭腦風暴法的對比和應用場景分析。我嘗試著在自己的小組項目中運用其中一些方法,發現確實能帶來一些意想不到的靈感,也讓團隊的討論更加富有成效。這本書讓我明白,創新不僅僅是天賦,更是一種可以通過學習和實踐不斷提升的能力。
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.cndgn.com All Rights Reserved. 新城书站 版權所有