Arduino创客之路——智能感知技术基础_刘伟善_9787302503545

本书系统地介绍了基于Arduino平台的智能感知技术的原理及实现过程。全书共分七章，*章是智能感知的基础知识，介绍了几种常见的感知技术；第二章是Arduino语法基础，主要通过生动有趣的实验实例，介绍Arduino开源软件基础知识；第三章Arduino智控编程，以实例为基础，详细介绍了基于Arduino的智能感知系统组建过程以及学习Arduino的编程方法；第四章传感控制，通过多个案例介绍搭建传感控制作品的制作方法；第五章为感知物联，主要介绍传感控制智能感知作品与蓝牙、手机App、WiFi、物联网、语音合成、SIM900、以太网等模块的连接技术，了解开源硬件智能控制作品的一般设计流程。第六章为智能生活，以实例为基础，主要介绍智能产品的构建过程及方法，让生活工具具有互联网的功能，改善生活，成为新的创新作品。第七章智能服务机器人，学习运用智能服务垃圾分类机器人的舵机、电机、颜色识别、红外循迹等技术，制作垃圾分类机器人。本书内容丰富，理论联系实际，操作性强，适合作为中小学选修开源硬件项目设计的课程或创客入门工具书，可作为大中专院校电子信息、电气工程、计算机等专业以及相关课程的教材或参考书，也可作为从事智能感知技术的工程技术人员的参考书。

言
随着互联网的兴起，时代呼唤创客，中国创客教育的黄金时代已悄然到来。什么是创客？创客一词来源于英文单词Maker，泛指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人。创客一词出现于2015年的《政府工作报告》，李克强总理在《政府工作报告》中专门提到大众创业，万众创新，这意味着我们的教育环境将形成一种新的生态学习方式。在创客教育中，学习者同时也是创造者，学习过程也是创造的过程，而学习结果就是将想法变为现实的成果，这与现代教育理念不谋而合。创客意识被纳入了学生发展核心素养，这对引导学生开展深入探究与实践，激活学生的创造性思维与创新意识，提升学科核心素养起到了积极的作用。
随着信息技术的飞速发展，层出不穷的新技术、新软件、新服务向人们涌来，造成新课程不新的滞后现象。面对学生喜欢电脑，但不喜欢信息技术课的问题，我总在想：教什么？拿什么课程内容来吸引学生？教什么的问题，直接影响学生学习的兴趣。例如，编程，学生只能停留在模仿阶段，不会独立编写，缺乏创新能力，新奇感过后就失去学下去的动力。于是，这几年来我一直在思考如何培养学生的创新能力。通过学习新兴的创客与创客教育概念，我认为它可以成为高中技术课程创新意识与实践能力培养的一个有力载体。2015年，我申报广东省教育科研规划课题《基于项目学习的高中创客教育实践研究》并获得立项。经历两年多的刻苦钻研，我开发了一门名为《Arduino创客之路智能感知技术基础》的课程，试图在课程建设方面有所突破。
创客教育如何做，创客课程如何开展，国内除个别学校有探索外，尚无可参考的成熟模式。近几年，通过互联网查找相关资料，我研发出一种消防水带检测装置，解决了消防水带无法检测的难题，并获得了国家专利。后来又获得了消防应急灯的国家专利。沿着自己探索的创客之路，我发现公开的国家专利技术方案是培养学生创意的最好教育资源。因此，在编写本书时，每一节增设想创就创教学环节，引入相关专利技术方案摘要，激发学生创新思维，提高创新意识。
本书是一本开源硬件项目设计课程，作为教学课程，全书共分为七章。
第一章智能感知。概述智能感知和感知技术的发展现状，结合经典的智能产品分析智能感知产品的构成和智能产品的实现过程，并罗列常见的传感器及射频识别技术的产品RFID。第二章Arduino语法基础。介绍Arduino的基本语法，从一些生动有趣的电子实验项目实例出发，在实验过程中学习Arduino基础语法，把枯燥无味的语法变为有趣的活动课堂，让学生尽快掌握Arduino语言基础知识。第三章Arduino智控编程。通过一些生动有趣的智能控制案例，沿着程序的顺序、选择、循环等基本控制结构之路，学习如何使用Arduino语言编写智能感知控制程序并解决控制问题，掌握Arduino的基本语句、程序的基本控制结构以及智能控制程序设计的基本思想与方法，培养学生的计算思维及编程能力。第四章传感控制。通过多个范例介绍搭建传感控制产品的方法和流程；详细介绍基于开源硬件项目设计的一般流程；利用开源设计工具、编程语言实现外部数据的输入、处理，利用输出数据驱动执行装置的运行。这些内容有益于激发学生创新的兴趣，培养学生动手实践的能力。第五章感知物联。通过开源硬件Arduino开发板分别与蓝牙、微信、网页、手机、App、WiFi、语音合成、SIM900、物联网、以太网等模块互联，开发智能感知应用项目；掌握智能感知的物与物联、人与物联的技术；了解开源硬件智能控制产品网络通信的一般设计流程。第六章智能生活。以学生校园生活实际应用案例为基础，让生活工具装上互联网的功能，改善生活，成为新的创造；并引导学生综合运用前面所学的智控编程、传感控制、感知物联的知识来解决实际问题。第七章智能服务机器人。结合智能服务垃圾分类机器人制作实例，学习运用智能服务垃圾分类机器人的舵机、电机、颜色识别、红外循迹等技术，设计较为开放的任务，给学生充分的想象与创新空间。
使用本书时，建议通读目录，精读章首导言。章首导言叙述了该章的学习目的、学习目标和学习内容，让你对该章有一个总体认识，也让你在学完该章后进行自我评价时有个参照标准。在学习的过程中，你会发现书中有一些黑体字的栏目，如知识链接课堂任务探究活动程序设计成果分享思维拓展想创就创等，它们会帮助你更好地理解课文的内容，指导你开展学习活动。例如，知识链接是为完成学习目标而设置的相关知识内容；课堂任务是明确学习任务；探究活动是让你在学习活动中培养团体合作意识和创新意识，提高研究能力；成果分享是一项众创众智的举措，让你自觉践行开源的理念与知识分享的创客精神；思维拓展是告诉你在课本知识之外还可以做什么，构建创造性思维，引导创新。
本书的编写过程，得到了许多专家的关注。他们提出了很多宝贵的意见和建议，我深表谢意。孔祥兴老师给我提供了一节手机App控制LED灯的课程实例，在此一并表示感谢。
请跨入开源项目智能感知控制设计这座神秘的殿堂吧！在高层次、高品位的探究活动、思维拓展、想创就创的实践中，你不仅能获取知识和智慧，而且能从中体验Arduino程序设计和智能感知创造作品所蕴含的文化内涵，感悟传感控制和感知物联的奇妙，吸取人类精神文明的养分，激励你奋发向上，在求索和创新中让生命大放异彩！
由于编者水平有限，书中还有许多需要进一步完善的地方，恳请读者批评指正。

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