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内容简介

本书为传感网应用开发职业技能等级证书的书证融通教材，以智能交通灯系统、楼道灯光系统、智能防盗系统、农业大棚监测系统、基于Wi-Fi技术的智能热水器、基于RS485总线的商超环境监测系统、基于CAN总线的汽车监测系统、深井水位监测系统这八个当代物联网领域的典型应用的设计与实现为目标，聚焦物联网领域紧缺的中等技能型人才的培养。八个项目基于实用、够用、系统、有效的原则，由浅入深地将常用的传感网理论与构建方法、传感器原理及应用等知识和技能与职业能力、工作任务相对接，形成可操作性强的知识和技能体系，以真实的体验激发学生的兴趣，以“行动导向教学法”有效开展“做中学、做中教”的教学活动，培养学生的岗位职业能力，快速提升学生的物联网设计与装调技能。本书内容丰富，结构新颖，文字通俗易懂，所有项目均设有配套资源。本书适合作为中等职业院校电子信息类专业传感器与传感网技术应用课程的教材，也可作为相关领域科技工作者和工程技术人员的参考书。

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ISBN：9787121407383

开本：16(185*260)

页数：320

字数：566

本书目录

项目一  智能交通灯系统	1
引导案例	1
任务一  CC2530开发环境搭建	2
【职业能力目标】	2
【任务描述与要求】	2
【任务分析与计划】	2
【知识储备】	3
1．单片机的概念、应用领域及发展趋势	3
2．CC2530	5
3．以CC2530为核心的ZigBee模块	6
4．交通灯测试应用设计	7
5．控制程序的编辑、调试与下载	7
【任务实施】	8
【任务检查与评价】	17
【任务小结】	17
任务二  按键控制交通灯	17
【职业能力目标】	17
【任务描述与要求】	17
【任务分析与计划】	18
【知识储备】	18
1．CC2530引脚说明	18
2．CC2530的GPIO端口的配置与应用	19
3．CC2530中断系统	24
4．数字I/O端口配置	31
5．正常通行模式和限行模式的实现	31
6．按键检测与响应方式	32
【任务实施】	34
【任务检查与评价】	37
【任务小结】	37
任务三  定时器控制交通灯	37
【职业能力目标】	37
【任务描述与要求】	37
【任务分析与计划】	37
【知识储备】	38
1．定时/计数器概述	38
2．定时/计数器相关寄存器及配置	40
3．系统搭建与硬件电路分析	44
4．交通灯时序控制	44
【任务实施】	46
【任务检查与评价】	48
【任务小结】	48
任务四  串口控制交通灯	48
【职业能力目标】	48
【任务描述与要求】	49
【任务分析与计划】	49
【知识储备】	50
1．CC2530与外设间的串行通信	50
2．CC2530与主机的连接及信号转换	52
3．CC2530串口相关寄存器及串行通信配置	53
4．系统搭建及串行通信连接	58
5．串口通信初始化	58
6．数据发送与接收	59
7．主函数设计	60
【任务实施】	61
【任务检查与评价】	63
【任务小结】	63
任务五  实现智能交通灯系统	63
【职业能力目标】	63
【任务描述与要求】	63
【任务分析与计划】	64
【知识储备】	64
1．前期方案归纳分析	64
2．系统结构及功能整合	65
3．系统控制变量设计	65
4．延时函数	66
5．系统工作模式设计	66
6．GPIO端口初始化	67
7．正常通行模式的实现	67
8．主机与交通灯模块间的串行通信	68
9．按键检测与模式切换控制	69
10．多路中断的优先级设置及总中断使能	70
11．主函数设计	71
【任务实施】	72
【任务检查与评价】	73
【任务小结】	73
项目二  楼道灯光系统	74
引导案例	74
任务一  使用声音传感器控制楼道灯	75
【职业能力目标】	75
【任务描述与要求】	75
【任务分析与计划】	76
【知识储备】	76
1．传感器	76
2．声音传感器	79
3．声音传感模块	83
4．楼道灯光系统结构分析	84
5．楼道灯光系统硬件连接	84
6．楼道灯光系统程序设计与分析	85
【任务实施】	86
【任务检查与评价】	88
【任务小结】	88
任务二  使用光照传感器控制楼道灯	89
【职业能力目标】	89
【任务描述与要求】	89
【任务分析与计划】	89
【知识储备】	90
1．光照度	90
2．光照传感器	90
3．数据采集系统	94
4．温度/光照传感模块	97
5．光控楼道灯光系统结构分析	98
6．光控楼道灯光系统程序设计与分析	98
7．光控楼道灯光系统程序	100
【任务实施】	101
【任务检查与评价】	104
【任务小结】	104
任务三  使用声音、光照传感器实现楼道灯光控制	104
【职业能力目标】	104
【任务描述与要求】	105
【任务分析与计划】	105
【知识储备】	106
1．声光控楼道灯光系统结构分析	106
2．声光控楼道灯光系统程序设计与分析	106
【任务实施】	110
【任务检查与评价】	112
【任务小结】	112
项目 三 智能防盗系统	113
引导案例	113
任务一  红外传感器	114
【职业能力目标】	114
【任务描述与要求】	114
【任务分析与计划】	114
【知识储备】	115
1．红外传感器	115
2．红外传感模块	116
【任务实施】	118
【任务检查与评价】	121
【任务小结】	121
任务二  霍尔传感器	121
【职业能力目标】	121
【任务描述与要求】	122
【任务分析与计划】	122
【知识储备】	123
1．霍尔效应	123
2．霍尔元件的测量误差及补偿方法	124
3．霍尔集成电路	124
4．霍尔传感模块	125
【任务实施】	127
【任务检查与评价】	130
【任务小结】	131
任务三  红外传感器与霍尔传感器的综合应用	131
【职业能力目标】	131
【任务描述与要求】	131
【任务分析与计划】	132
【知识储备】	132
1．电信号的形式与转换	132
2．智能防盗系统结构分析	133
3．传感器作用分析及GPIO端口分配	134
【任务计划与决策】	134
【任务实施】	136
【任务检查与评价】	142
【任务小结】	143
项目 四 农业大棚监测系统	144
引导案例	144
任务一  光照度数据采集	145
【职业能力目标】	145
【任务描述与要求】	146
【任务分析与计划】	146
【知识储备】	146
1．光照传感器	146
2．ZigBee和BasicRF协议	147
3．“串口调试小助手”软件	148
【任务实施】	148
【任务检查与评价】	151
【任务小结】	151
任务二  有害气体数据采集	151
【职业能力目标】	151
【任务描述与要求】	151
【任务分析与计划】	152
【知识储备】	152
1．气体传感器	152
2．比较器	153
【任务实施】	154
【任务检查与评价】	156
【任务小结】	156
任务三  实现农业大棚监测系统	156
【职业能力目标】	156
【任务描述与要求】	157
【任务分析与计划】	157
【知识储备】	158
【任务实施】	158
【任务检查与评价】	160
【任务小结】	160
项目五  基于Wi-Fi技术的智能热水器	161
引导案例	161
任务一  Wi-Fi模块设置	162
【职业能力目标】	162
【任务描述与要求】	162
【任务分析与计划】	162
【知识储备】	163
1．短距离无线通信技术	163
2．Wi-Fi技术及ESP8266	163
3．蓝牙	164
4．ZigBee	164
5．AT指令	164
【任务实施】	165
【任务检查与评价】	177
【任务小结】	177
任务二  实现智能热水器	177
【职业能力目标】	177
【任务描述与要求】	177
【任务分析与计划】	178
【知识储备】	178
1．Android	178
2．Android Studio	180
【任务实施】	180
【任务检查与评价】	200
【任务小结】	200
项目六  基于RS485总线的商超环境监测系统	201
引导案例	201
任务一  RS485总线环境搭建	202
【职业能力目标】	202
【任务描述与要求】	202
【任务分析与计划】	202
【知识储备】	203
1．RS485总线的概念和工作原理	203
2．RS485接口和MAX485芯片功能	205
3．RS485总线故障检测方法	205
4．温度传感器工作原理	206
5．湿度传感器工作原理	209
【任务实施】	211
【任务检查与评价】	212
【任务小结】	212
任务二  RS485总线节点烧写和配置	213
【职业能力目标】	213
【任务描述与要求】	213
【任务分析与计划】	213
【知识储备】	214
1．RS485总线节点烧写方法	214
2．RS485总线节点配置方法	220
【任务实施】	221
【任务检查与评价】	221
【任务小结】	222
任务三  RS485总线数据抓包和解析	222
【职业能力目标】	222
【任务描述与要求】	222
【任务分析与计划】	222
【知识储备】	223
1．Modbus协议概述	223
2．Modbus寄存器与功能码	223
3．Modbus串行消息帧格式	224
4．部分RTU模式公共功能码报文解析	225
【任务实施】	226
【任务检查与评价】	231
【任务小结】	231
项目七  基于CAN总线的汽车监测系统	232
引导案例	232
任务一  CAN总线环境搭建	233
【职业能力目标】	233
【任务描述与要求】	234
【任务分析与计划】	234
【知识储备】	234
1．CAN总线的概念和工作原理	234
2．CAN接口	236
3．CAN总线常见故障	238
4．CAN总线故障检测工具	239
5．使用示波器进行CAN总线故障检测	239
6．使用万用表进行CAN总线故障检测	241
7．压电传感器	242
8．基于CAN总线的汽车监测系统结构分析	246
【任务实施】	247
【任务检查与评价】	252
【任务小结】	252
 
任务二  CAN总线节点烧写和配置	252
【职业能力目标】	252
【任务描述与要求】	252
【任务分析与计划】	252
【知识储备】	253
1．串口通信的基础知识	253
2．CAN控制器和收发器	253
3．CAN总线节点烧写方法	255
【任务实施】	256
【任务检查与评价】	260
【任务小结】	260
任务三  CAN总线数据抓包与解析	260
【职业能力目标】	260
【任务描述与要求】	261
【任务分析与计划】	261
【知识储备】	261
1．CAN通信帧	261
2．数据帧	261
3．遥控帧	263
4．错误帧	264
5．过载帧	264
6．帧间隔	264
7．CAN总线节点数据传输设置方法	265
【任务实施】	266
【任务检查与评价】	268
【任务小结】	268
项目八  深井水位监测系统	269
引导案例	269
任务一  NB-IoT模块初始化	270
【职业能力目标】	270
【任务描述与要求】	270
【任务分析与计划】	271
【知识储备】	271
1．LoRa技术	272
2．NB-IoT技术	273
3．LoRa与NB-IoT的对比	278
4．lierda NB86-G模组	279
5．AT指令简介	281
6．本任务使用的NB-IoT模块简介	282
【任务实施】	283
【任务检查与评价】	286
【任务小结】	286
任务二  超声波传感器的应用	287
【职业能力目标】	287
【任务描述与要求】	287
【任务分析与计划】	287
【知识储备】	288
1．超声波传感器	288
2．本任务使用的超声波传感模块及相关电路	292
3．NB-IoT模块的烧写	294
【任务实施】	294
【任务检查与评价】	298
【任务小结】	299
任务三  将系统采集数据接入云平台	299
【职业能力目标】	299
【任务描述与要求】	299
【任务分析与计划】	299
【知识储备】	300
1．深井水位监测系统网络架构	300
2．深井水位检测终端的设计	301
3．云平台项目创建和设备添加	301
【任务实施】	302
【任务检查与评价】	306
【任务小结】	306

展开

前言

物联网以“物物相关”为目标，是当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动产业转型升级，引领新兴产业发展，引发社会生产和经济发展方式的深度变革。通信网络、传感器、执行器等在物联网生态系统中占有举足轻重的地位。
本书具有以下特色。
1．以书证融通为出发点，对接行业发展
本书结合“职业教育综合改革方案”等国家战略，落实“1+X”证书制度，参考国家专业教学标准，围绕书证融通模块化课程体系，对接行业发展的新知识、新技术、新工艺、新方法，聚焦传感网应用开发的岗位需求，将新型传感网技术与传感器技术课程的内容相结合，通过典型工作领域、工作任务、职业能力展现完整的传感网及传感器的技能和知识体系，促进学生高效学习。
2．以职业能力为本位，对接岗位需求
本书强调以能力作为教学的基础，而不是以学历或学术知识体系为基础，将行业要求的基本能力作为教材内容的最小组织单元，培养岗位所需职业能力。
3．以行动导向为主线，对接工作过程
本书根据职业院校学生的生活实践和认知规律，精选了八个能全面涵盖典型传感网和传感器技术的应用场景，按照“任务描述与要求、任务分析与规划、知识储备、任务实施、任务检查与评价、任务小结”的思路，开展“教、学、做”一体的职业能力培养，使学生通过动手实践形成职业技能、习得专业知识。
4．以典型项目为主体，驱动课程教学实施
本书采用项目化的方式，将岗位典型工作任务与行业企业真实应用相结合，学生在学习过程中可了解相关岗位的典型工作任务。
5．以立体化资源为辅助，驱动教学效果提升
本书以“信息技术+”助力新一代信息技术专业发展，满足职业院校学生多样化的学习需求，配备了丰富的微课视频、PPT、教案、工具包等资源，读者可扫描前言最后的二维码浏览。
6．以校企合作为原则，驱动应用型人才培养
本书由郑州市电子信息工程学校、郑州市信息技术学校、河南省经济管理学校、海南省银行学校等多所学校联合北京新大陆时代教育科技有限公司共同开发，充分发挥校企合作优势，利用企业对于岗位需求及专业技能的认知，结合院校教材开发与教学实施的经验，保证了本书的适应性与可行性。
本书参考学时为108学时。
本书由北京新大陆时代教育科技有限公司提供真实项目案例、分析岗位典型工作任务等，李喜英负责统稿并编写项目一、项目八，李公昕编写项目二，张全红编写项目三，冯皓编写项目四，李征编写项目五，杨爽编写项目六，梁爽编写项目七，赵赞甲、万曦、袁凯峰、周桐、覃琳、李裕等负责信息化资源的制作，张全红、琚兰兰、郭丽君、李煜、王灿田、彭坤容、蔡敏、韦颖颖参与教材的编写及资源的制作。
受本书篇幅所限，每个任务的“任务拓展”和“延伸阅读”模块也放到了二维码中。
由于编者能力和水平有限，加之时间仓促，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

展开

作者简介

李喜英，高级讲师，任教于郑州市电子信息工程学校，长期从事职业教育一线教学、教研工作。主持及参与的课题研究曾分别荣获郑州市教育科研成果一、二、三等奖，以及2019年世界职业教育大会交流成果优秀奖。

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