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第一篇 构思篇3

第1章 CDIO概述3

1.1 什么是CDIO4

1.2 CDIO工程教育方法简介5

1.2.1 CDIO课程大纲5

1.2.2 CDIO方法标准6

1.2.3 CDIO方法特点10

1.3 CDIO在中国的发展11

1.4 CDIO发展面临的问题14

第2章 创新概述15

2.1 什么是创新15

2.2 创新模式16

2.2.1 Living Lab17

2.2.2 TRIZ20

2.2.3 Fab Lab23

2.3 创新思维方法25

2.3.1 头脑风暴法25

2.3.2 思维导图法27

2.3.3 列举法27

2.3.4 六顶思考帽法29

2.3.5 移植法29

2.3.6 设问法、QFD等创新方法30

第二篇 设计篇35

第3章 程序设计方法35

3.1 流程图35

3.1.1 流程图标准符号35

3.1.2 流程图基本结构37

3.2 N-S图38

3.3 PAD图40

第4章 EDA设计工具42

4.1 Fritzing42

4.1.1 软件简介42

4.1.2 软件用法简介51

4.1.3 Arduino电路示例61

4.1.4 Arduino样例支持与编程67

4.2 Virtual Breadboard70

4.2.1 软件简介71

4.2.2 软件用法简介77

4.3 Proteus80

4.3.1 软件简介80

4.3.2 软件用法简介84

4.3.3 Arduino示例107

4.4 EAGLE111

4.4.1 软件简介112

4.4.2 软件用法简介116

4.4.3 Arduino元件库导入128

第三篇 实现篇137

第5章 开源硬件的概述137

5.1 开源硬件的概念137

5.2 主流开源硬件简介138

5.2.1 Arduino138

5.2.2 Raspberry Pi140

5.2.3 BeagleBone140

5.2.4 Netduino141

第6章 Arduino平台143

6.1 Arduino的特点143

6.2 Arduino开发环境143

6.2.1 Arduino IDE的安装143

6.2.2 Arduino IDE的使用146

6.3 编程语言149

6.3.1 Arduino编程基础149

6.3.2 数字I/O口的操作函数149

6.3.3 模拟I/O口的操作函数150

6.3.4 高级I/O Pulseln（pin， state， timeout）151

6.3.5 时间函数152

6.3.6 中断函数154

6.3.7 串口通信函数156

6.3.8 Arduino的库函数157

第7章 Arduino数据采集159

7.1 温湿度采集159

7.1.1 原理159

7.1.2 实验代码159

7.2 水位采集161

7.2.1 原理161

7.2.2 实验代码162

7.3 光强采集162

7.3.1 原理162

7.3.2 实验代码164

7.4 气体传感器165

7.4.1 原理165

7.4.2 实验代码166

7.5 超声波传感器166

7.5.1 原理166

7.5.2 实验代码167

7.6 压力传感器169

7.6.1 原理169

7.6.2 实验代码170

7.7 风速传感器171

7.7.1 原理171

7.7.2 实验代码171

7.8 拍照模块172

7.8.1 原理172

7.8.2 实验代码173

第8章 Arduino显示控制176

8.1 LED176

8.1.1 原理176

8.1.2 电路图177

8.1.3 实验代码177

8.2 数码管178

8.2.1 原理178

8.2.2 电路图178

8.2.3 实验代码180

8.3 点阵184

8.3.1 原理184

8.3.2 点阵的使用方法184

8.3.3 实验代码185

8.4 液晶LCD187

8.4.1 原理187

8.4.2 电路图187

8.4.3 引脚扩展189

8.4.4 实验代码189

第9章 Arduino电流控制194

9.1 直流电机194

9.1.1 原理194

9.1.2 电路图195

9.1.3 实验代码195

9.2 步进电机196

9.2.1 原理196

9.2.2 电路图197

9.2.3 实验代码197

9.3 舵机198

9.3.1 原理198

9.3.2 电路图198

9.3.3 实验代码199

9.4 继电器199

9.4.1 原理199

9.4.2 电路图200

9.4.3 实验代码201

第10章 Arduino通信控制202

10.1 SPI串口通信202

10.1.1 原理202

10.1.2 电路图及使用202

10.1.3 实验代码203

10.2 红外线通信206

10.2.1 原理206

10.2.2 电路图及使用207

10.2.3 实验代码207

10.3 RFID通信209

10.3.1 原理209

10.3.2 电路图及使用210

10.3.3 实验代码210

10.4 Ethernet通信220

10.4.1 原理220

10.4.2 电路图及使用221

10.4.3 实验代码222

10.5 WiFi通信228

10.5.1 原理228

10.5.2 电路图及使用229

10.5.3 实验代码229

10.6 B1ueTooth通信232

10.6.1 原理232

10.6.2 电路图及使用233

10.6.3 实验代码234

10.7 XBee通信235

10.7.1 原理235

10.7.2 电路图及使用235

10.7.3 实验代码238

第四篇 应用篇243

第11章 游戏类开发243

11.1 Jumping Pong243

11.1.1 功能构思243

11.1.2 设计原理244

11.1.3 参考代码246

11.2 打地鼠游戏机261

11.2.1 功能构思261

11.2.2 设计原理261

11.2.3 参考代码262

第12章 控制类开发265

12.1 蓝牙控制智能车265

12.1.1 功能构思265

12.1.2 设计原理265

12.1.3 参考代码266

12.2 可抓取机械手臂270

12.2.1 功能构思270

12.2.2 设计原理270

12.2.3 参考代码271

第13章 交互类开发273

13.1 虚拟架子鼓273

13.1.1 功能构思273

13.1.2 设计原理273

13.1.3 参考代码275

13.2 触摸按键交互设计279

13.2.1 功能构思279

13.2.2 设计原理279

13.2.3 参考代码281

第14章 物联网开发283

14.1 植物生长助手283

14.1.1 功能构思283

14.1.2 设计原理284

14.1.3 参考代码285

14.2 环境信息采集系统291

14.2.1 功能构思291

14.2.2 设计原理291

14.2.3 参考代码293

14.3 家居灯光控制系统298

14.3.1 功能构思298

14.3.2 设计原理298

14.3.3 参考代码299

第15章 智慧农业设计与开发301

15.1 简介301

15.2 系统逻辑结构图302

15.3 开发板选型303

15.3.1 开发板简介303

15.3.2 参考代码304

15.4 感知层的设计307

15.4.1 流程图308

15.4.2 Arduino的GET、POST程序308

15.5 平台层的设计313

15.5.1 创建RESTFul WCF服务314

15.5.2 相关数据库设计316

15.5.3 平台数据接口开发318

15.5.4 Fiddler测试REST服务319

15.5.5 编写平台图片数据接收321

15.5.6 Arduino请求平台322

附录A Fritzing安装流程324

附录B Virtual Breadboard安装流程326