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店铺： 蓝墨水图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121337512

商品编码：26194881637

《智能传感器与嵌入式系统：连接现实世界的数字脉搏》 书籍简介 在这个万物互联的时代，传感器如同人类的感官，默默地收集着我们周围世界的点滴信息。而嵌入式系统，则是这些“感官”背后的大脑，负责处理、分析并驱动着无数智能设备的运行。《智能传感器与嵌入式系统：连接现实世界的数字脉搏》正是这样一本深入探索传感器技术核心原理，并剖析嵌入式系统设计与实现奥秘的著作。它旨在为读者构建一个清晰、系统的知识体系，理解如何将物理世界的模拟信号转化为数字世界的逻辑指令，进而创造出更智能、更便捷、更互联的未来。 本书的内容围绕着“感知”与“控制”这两个核心维度展开，从基础理论到实际应用，层层递进，力求让读者不仅知其然，更能知其所以然。我们不拘泥于单一的技术栈或特定平台，而是放眼整个智能传感器与嵌入式系统领域，为读者勾勒出一幅广阔的技术全景图。 第一部分：传感器基础与信号处理 这一部分将带领读者走进千姿百态的传感器世界。我们将首先介绍传感器的基本分类，包括但不限于： 物理量传感器： 温度传感器（热敏电阻、热电偶、RTD）、压力传感器（应变片、压阻式、电容式）、湿度传感器（电阻式、电容式）、光传感器（光敏电阻、光电二极管、光电晶体管）、位移传感器（线性霍尔、LVDT）、加速度传感器（MEMS）、陀螺仪等。我们会深入剖析每种传感器的工作原理，从其物理学基础到电学特性，解释它们如何将外部世界的物理变化转化为可测量的电信号。 化学传感器： 气体传感器（半导体式、电化学式）、pH传感器等。我们将探讨这些传感器在检测特定化学物质时的敏感机制和选择性问题。 生物传感器： 涉及一些基础的生物识别原理，例如酶传感器、抗体传感器，简要介绍其在特定环境监测或医疗诊断中的应用潜力。 在了解了各类传感器的基础上，我们将重点关注传感器输出信号的特点。大多数传感器输出的信号是模拟信号，其精度、稳定性和抗干扰能力受到多种因素的影响。因此，本书将详细讲解模拟信号的处理技术： 信号调理电路： 包括放大器（同相、反相、仪表放大器）、滤波器（低通、高通、带通、陷波）、信号隔离等。我们将解释这些电路在增强信号、去除噪声、匹配阻抗等方面的作用，并提供具体的电路设计思路和元件选型指导。 模数转换（ADC）： 这是将模拟信号转化为数字信号的关键环节。我们将深入探讨不同类型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、Σ-Δ（Sigma-Delta）、流水线型（Pipelined）ADC，分析它们的转换速度、分辨率、功耗以及适用场景。此外，还会介绍采样定理、量化噪声等核心概念，以及如何选择合适的ADC以满足应用需求。 第二部分：嵌入式系统架构与微控制器 在获取并处理了传感器数据之后，就需要一个能够执行指令、存储数据、并与外界进行交互的“大脑”——嵌入式系统。本部分将聚焦于嵌入式系统的核心组成部分和设计理念。 嵌入式系统概述： 我们将从宏观角度介绍嵌入式系统的定义、特点（高可靠性、实时性、低功耗、专用性等）以及其在现代科技中的广泛应用领域，例如消费电子、工业自动化、医疗设备、汽车电子、航空航天等。 微控制器（MCU）架构： MCU是嵌入式系统的灵魂。本书将详细解析典型的MCU内部架构，包括： CPU核心： 介绍ARM Cortex-M系列、RISC-V等主流的MCU处理器架构，讲解指令集、流水线、中断处理、内存管理单元（MMU）/内存保护单元（MPU）等概念。 存储器： Flash存储器（程序存储）、RAM（数据存储）、EEPROM（非易失性数据存储）等，以及它们在嵌入式系统中的作用和特点。 外设接口： 通信接口： UART/USART（异步串行通信）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等，用于与其他芯片或设备进行数据交换。我们将阐述它们的通信协议、时序以及在实际应用中的配置方法。 定时器/计数器： 用于产生定时脉冲、测量时间间隔、实现PWM（脉冲宽度调制）输出等，是实现实时控制的关键。 ADC/DAC： （与第一部分呼应）用于与外部模拟世界交互。 GPIO（通用输入/输出）： 最基础的数字信号接口，用于连接LED、按键、传感器等。 其他专用外设： 如DMA（直接内存访问）、看门狗定时器（Watchdog Timer）、RTC（实时时钟）等。 嵌入式操作系统（RTOS）简介（可选）： 对于更复杂的嵌入式系统，一个实时操作系统（RTOS）是不可或缺的。本书将简要介绍RTOS的概念，如任务调度、进程间通信（IPC）、同步机制（信号量、互斥锁）等，以及其如何帮助开发者管理复杂的系统资源和实现高可靠性的实时响应。我们将提及一些流行的RTOS，如FreeRTOS、RT-Thread等，但不会深入到具体的RTOS编程指南。 第三部分：嵌入式系统开发与应用实践 掌握了硬件基础和理论知识后，本书将转向实际的开发流程和应用案例。 开发环境搭建： 介绍嵌入式开发常用的工具链，包括交叉编译器、调试器（如JTAG、SWD）、集成开发环境（IDE）（如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、VS Code配合PlatformIO等），以及固件烧录工具。 嵌入式软件设计： 固件开发： 讲解裸机编程（直接操作硬件寄存器）和使用HAL库/SDK进行开发的区别与联系。 驱动程序开发： 如何编写与特定传感器或外设交互的驱动程序。 系统集成： 如何将各个模块（传感器驱动、通信模块、应用逻辑）整合到完整的系统中。 调试技巧： 介绍逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用，以及软件断点、单步执行等调试方法。 经典应用案例剖析： 环境监测系统： 集成温湿度传感器、气体传感器，通过ADC采集数据，MCU处理后通过UART发送到上位机或通过无线模块传输。 智能家居节点： 例如一个简单的智能灯泡控制器，通过GPIO控制LED，接收无线信号（如Wi-Fi、BLE）进行开关和亮度调节。 工业数据采集： 使用高精度传感器和工业级MCU，结合Modbus等工业通信协议，实现可靠的数据采集和传输。 可穿戴设备初步： 简要探讨低功耗MCU在可穿戴设备中的应用，如心率传感器的数据采集和初步处理。 第四部分：未来趋势与挑战 本书的最后一部分将放眼未来，探讨智能传感器与嵌入式系统领域正在经历的变革和面临的挑战。 低功耗设计： 随着物联网设备数量的激增，对功耗的要求越来越苛刻。我们将探讨各种低功耗设计技术，包括硬件优化、软件休眠策略、能量采集等。 智能化与边缘计算： 探讨如何将更复杂的算法（如机器学习、图像识别）部署到嵌入式设备端，实现边缘计算，减轻云端压力，提高响应速度和数据隐私性。 安全性： 嵌入式系统面临着日益严峻的安全威胁，我们将简要介绍安全启动、数据加密、访问控制等安全机制的重要性。 新兴传感器技术： 展望柔性传感器、生物集成传感器、微型化传感器等前沿技术的发展方向。 系统互联与集成： 探讨如何更好地将分散的嵌入式设备整合成一个有机的整体，实现更高级别的智能化服务。 目标读者 本书适合以下人群阅读： 对传感器技术和嵌入式系统开发有浓厚兴趣的初学者。 希望系统学习嵌入式系统硬件原理和软件开发的电子工程、计算机科学专业的学生。 正在从事相关领域工作，希望拓宽知识面，深入理解技术细节的工程师。 有志于从事物联网、智能硬件、工业自动化等领域的开发者。 结语 《智能传感器与嵌入式系统：连接现实世界的数字脉搏》不仅仅是一本技术书籍，更是一扇通往无限可能的科技之门。通过学习本书，您将掌握连接物理世界与数字世界的关键技术，为您的创新项目和职业发展奠定坚实的基础。让我们一同踏上这场探索智能传感器与嵌入式系统奥秘的旅程，感受科技赋予我们塑造未来的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容结构安排得非常好，对于初学者来说，它几乎提供了一条完整的学习路径。我特别喜欢它在讲解Python基础时，并没有过于深入理论，而是选择了最常用、最核心的语法和数据结构，这对于快速上手来说至关重要。例如，它详细讲解了列表、字典等数据类型，以及如何进行字符串的操作，这些在物联网开发中频繁用到。更重要的是，它并没有让这些基础知识孤立存在，而是很快就将它们应用到实际的物联网场景中。比如，在介绍如何读取传感器数据后，它会教你如何将这些数据存储在一个列表中，然后进行一些简单的统计和分析。书中的案例也非常多样化，从简单的硬件控制到稍微复杂的传感器网络构建，每个案例都精心设计，能够帮助读者巩固所学知识，并激发进一步探索的兴趣。我印象最深的是，它还介绍了如何利用Python与一些流行的物联网平台进行交互，这让我看到了将自己搭建的物联网项目连接到更广阔的网络中的可能性。虽然书中涉及的某些技术可能不是最前沿的，但它所传达的核心思想和学习方法，对于任何想要进入物联网开发领域的初学者来说，都具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“实战”二字绝非虚名！我一直觉得自己学编程，光看理论是没用的，一定要动手做。而这本书恰恰满足了我这种“实践派”的需求。它不仅仅是介绍概念，而是真正地带你一步步构建实际的物联网应用。我之前尝试过一些其他的入门教程，很多都是“纸上谈兵”，看完之后感觉什么都懂，但真要自己动手，就卡住了。这本书不一样，它从最核心的传感器接口开始讲起，比如GPIO的控制，然后是通信协议，像MQTT，它都讲得很透彻，而且是结合实际应用场景来讲解的。我最喜欢的部分是它关于数据采集和分析的章节，它教你如何用Python从传感器收集数据，然后如何用一些基本的可视化库（虽然书里可能不是最前沿的，但对于入门来说足够了）将数据展示出来，这让我看到了物联网的真正价值——通过数据驱动决策。书中的案例非常贴合实际需求，比如智能家居的简单控制，或者环境监测的小系统。我跟着书中的步骤，真的成功搭建了一个能远程控制家里灯光的小装置，那种成就感是无与伦比的！而且，它还讲到了如何利用一些云平台（比如Adafruit IO，虽然它介绍的平台可能不是最新的，但思路是相通的）来存储和管理数据，这让我对物联网的整体架构有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对物联网领域充满好奇但技术背景相对薄弱的读者，我发现这本书提供了一个非常棒的起点。它不像一些书籍上来就充斥着晦涩的技术术语和复杂的算法，而是从最基础的Python编程概念入手，用一种循序渐进的方式带领读者进入物联网的世界。我尤其欣赏它将抽象的编程概念与具体的硬件实践相结合的方式。例如，在讲解Python的基础语法时，它会立刻将这些语法应用到控制简单的电子元件，比如LED灯的开关、按钮的读取等。这种“边学边练”的模式，极大地增强了学习的趣味性和有效性。我跟着书中的步骤，亲手连接电路，编写代码，最终成功让一个传感器的数据实时显示在我的电脑屏幕上，这种亲身体验让我对物联网的理解不再停留在理论层面，而是有了具象化的认知。书中对于如何选择和使用各种物联网硬件模块的介绍也非常实用，它会给出一些实际的建议和注意事项，避免了初学者可能遇到的许多坑。而且，对于一些常见的通信协议，比如HTTP或者UDP，它也进行了通俗易懂的讲解，并且是如何在Python中实现这些通信的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在Python编程入门这块儿做得真的很扎实，让我这个对编程一窍不通的人也觉得学习过程很顺畅。我一直觉得学编程最头疼的就是那些抽象的概念，什么类、对象、函数、模块，听起来就头大。但这本书的作者非常有耐心，他用了大量形象的比喻和简单的例子来解释这些概念。比如，讲到函数的时候，他就说函数就像厨房里的一个“操作”，你把食材（参数）放进去，它就会根据菜谱（函数体）做出菜（返回值）。这样的讲解方式，让我觉得编程语言也没有那么高冷了。而且，这本书在介绍Python基础知识的时候，并没有枯燥地罗列语法，而是很巧妙地将这些语法融入到解决实际问题的过程中。比如，在讲到循环和条件语句的时候，它就立即引出了如何用Python来控制一个简单的LED灯按照特定模式闪烁，这样我不仅学会了语法，还立刻看到了它的应用场景，动力也足了很多。书中的代码片段都非常精炼，而且注释也很详细，让我很容易理解每一行代码的作用。当我跟着敲一遍代码，看到屏幕上的灯真的按照我写的指令闪烁起来的时候，那种喜悦感是无法言喻的。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太出乎我的意料了！我一直对物联网这个领域很感兴趣，但又觉得技术门槛很高，尤其是在编程方面，Python对我来说是全新的。市面上关于物联网的书籍很多，但很多要么过于理论化，要么就直接跳到高级应用，中间的学习路径很模糊。当我拿到这本书时，本来没抱太大期望，想着先囫囵吞枣地看一遍，了解个大概。没想到，它从最基础的Python语法开始讲起，几乎是手把手地教你如何写代码，让我这个编程小白也能看得懂，并且能够跟着做。讲解的过程非常耐心，每一个概念都拆解得很细致，而且还会用一些非常生活化的例子来类比，比如讲到变量的时候，就类比成一个个可以装不同东西的盒子，这样一下子就容易理解了。让我印象深刻的是，它并没有止步于Python基础，而是很快就将话题引向了物联网。书里详细介绍了各种常见的物联网传感器、执行器，以及如何用Python去控制它们。比如，如何连接DHT11传感器读取温湿度，如何控制LED闪烁，如何通过Wi-Fi模块发送数据等等。每一步都配有清晰的代码示例和硬件连接图，让我觉得这一切并没有那么遥不可及。书中的项目实践也做得非常好，从简单的小项目逐步升级到更复杂的系统，让我一步步建立信心，也看到了自己能力的可塑性。