物联网关键技术-课程心得

目录

前言

相关内容介绍

通过Arduino学习课程内容

案例分享以及心得

ESP8266概述

总结

其它的案例链接


前言

        作为一名大二的学生,本学期也是学习了物联网关键技术相关的内容,在优快云发布这篇文章,主要是想分享一下在课程上学习到的内容,以及一些心得。

相关内容介绍

       

物联网关键技术是指支撑物联网发展的一些核心技术,主要包括以下几个方面:

  • RFID技术:RFID技术是物联网“让物说话”的关键技术。物联网中的RFID标签存储标准化的、可互操作的信息,并通过无线数据通信网络自动采集到中心信息系统中,实现物品的识别
  • 传感器技术:传感器技术是物联网的关键技术之一,它主要用于感知、采集、处理和传输物体的环境和状态数据。目前广泛应用的传感器有温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光学传感器等
  • 无线网络技术:无线网络技术是实现物联网的基础。物联网中的设备可以使用多种通信方式与云端服务器进行通信,常用的有Wi-Fi、蓝牙、射频识别(RFID)、ZigBee等
  • 人工智能技术:人工智能技术是对物体的“语音”内容进行分析,从而实现计算机自动处理的技术。人工智能涉及到机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等领域
  • 云计算技术:云计算技术是物联网的发展离不开的支撑技术。物联网终端的计算和存储能力有限,云计算平台可以作为物联网的大脑,实现海量数据的存储和计算

通过Arduino学习课程内容

        由于课程的时长比较短,所以老师采用了Arduino来教学,通过学习Arduino,我认识到了物联网的重要性。如今,物联网已经渗透到各个领域,无论是家庭生活还是工业制造,都可以通过物联网连接不同的设备和系统,实现智能化管理和控制。而物联网的核心就是将传感器、通信、数据分析等技术相结合,实现设备间的互联互通。而Arduino作为物联网关键技术之一,为我们提供了一个简单而强大的平台来制作物联网设备和交互系统。

        其次,通过Arduino学习,我了解到了Arduino的优势和应用。Arduino具有开放源代码、易用、价格低廉等优势,使得它成为了物联网开发的首选平台之一。通过Arduino,我们可以快速上手并实现各种功能,比如温湿度传感器、光线控制、远程监控等。而且,通过Arduino的各种扩展模块和编程能力,我们可以将其应用于各种领域,如家庭自动化、智能农业、智能医疗等。

        对于Arduino确实是可以快速上手,我们只需要了解里面相关函数库的内容,具体怎么用,有什么用处,通过调用库里面的函数,来实现我们的功能。

案例分享以及心得

        本学期也是做了很多案例,比如通过Arduino让ESP8266联网,再通过联网的ESP8266来让实现功能。

ESP8266概述

        ESP8266是一款低成本的Wi-Fi模块,广泛应用于物联网和嵌入式系统开发。它由乐鑫科技公司(Espressif Systems)推出,借助其强大的功能和灵活的接口,成为物联网项目中的重要组件。 ESP8266集成了Wi-Fi功能,可以连接到无线网络,并通过TCP/IP协议与其他设备进行通信。它支持多种Wi-Fi加密模式和网络协议,包括STA(Station)模式和AP(Access Point)模式。在STA模式下,它可以作为Wi-Fi客户端连接到无线网络,实现与互联网的通信。而在AP模式下,它可以作为热点,允许其他设备连接到它,从而组建一个局域网。

        ESP8266还具备了丰富的I/O口,包括通用输入输出(GPIO)、模拟输入输出(ADC/DAC)和PWM(脉宽调制)等接口,使得它可以连接到各种传感器、执行器和外设设备。此外,它也支持串口通信、SPI接口和I2C总线,与其他设备进行数据交互。

        为了方便开发者使用,ESP8266提供了多种编程方式。最常见的是使用AT指令集进行编程,通过串口与模块进行交互。此外,乐鑫科技还开发了ESP8266非官方开发环境(ESP8266 Arduino Core),使得开发者可以使用Arduino IDE进行编程。这极大地降低了学习和使用ESP8266的门槛。

        由于其低价和强大的功能,ESP8266在物联网项目和嵌入式系统中广泛应用。它可以用于远程监控、智能家居、智能农业、智慧城市等领域。同时,ESP8266还可以与其他微控制器(如Arduino)配合使用,为项目提供Wi-Fi连接和远程控制的能力。

 那么以上的一些就是关于ESP8266的相关介绍,其实百度大部分都能查到,这边只是一个简单介绍一下。

接下来给大家分享一下通过Arduino让ESP8266联网,实现点亮板子上的LED

代码:

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>

#ifndef STASSID
#define STASSID "your-ssid"
#define STAPSK "your-password"
#endif

ESP8266WebServer ZXH_LED(80);

const int led = 4;

void setup(void) {
  pinMode(led, OUTPUT);//管脚输出
  digitalWrite(led, 0);//LED低电平
  Serial.begin(115200);//设定串口初始化
  WiFi.mode(WIFI_STA);//8266WiFi工作模式是sta,station
  WiFi.begin("yz66", "12345678");//连接热点
  Serial.println("");//串口输出

  // Wait for connection等待连接 //开始连接WiFi,一直反复连接
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  //连接WiFi成功,跳出循环
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(WiFi.SSID()); //通过串口监视器输出连接的wifi名称
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());//通过WiFi.localip()获取IP地址
  
//--------"启动网络服务功能-------- //
  ZXH_LED.begin();//服务器开始工作
  ZXH_LED.on("/",HTTP_GET,handleRoot);//连接成功,执行handleroot方法内容,斜杠为根目录或主页
  ZXH_LED.on("/LED",HTTP_POST,handleLED);//设置处理LED控制请求的函数'handleLED'
  ZXH_LED.on("/GLED",HTTP_POST,guanLED);//设置处理LED控制请求的函数'guanLED'
  ZXH_LED.onNotFound(handleNotFound);//设置处理404情况的函数'handleNotFound'
  Serial.println("HTTP server started ");
}

// 处理LED控制请求的函数'handleLED'
//-----------------------------------------------
void handleLED(){                                       
digitalWrite(led,0);  //LED的点亮
ZXH_LED.sendHeader("Location","/"); //跳转回页面根目录
ZXH_LED.send(303);  //发送Http相应代码303跳转
}
// 处理LED控制请求的函数'guanLED'
//-----------------------------------------------
void guanLED(){
digitalWrite(led,1);  //LED的熄灭
ZXH_LED.sendHeader("Location","/"); //跳转回页面根目录
ZXH_LED.send(303);  //发送Http相应代码303跳转
}

//处理网站根目录“/”的访问请求  两个按钮
//----------------------------------
void handleRoot() { 
  ZXH_LED.send(200, "text/html", "<div style=\"text-align:center\"> <form action=\"/LED\" method=\"POST\"> <input type=\"submit\" value=\"K-LED\" style=\"font-size:30px;width:300px;height:150px;\"> </form></div>" 
  "<div style=\"text-align:center\"> <form action=\"/GLED\" method=\"POST\"><input type=\"submit\" value=\"G-LED\" style=\"font-size:30px;width:300px;height:150px;\"> </form></div>");
}


//访问失败
//------------------------------------
void handleNotFound() {
  digitalWrite(led, 1);
  ZXH_LED.send(404, "text/plain", "meiyou yong"); //访问失败 显示meiyou yong
  digitalWrite(led, 0);
}


void loop(void) {
  ZXH_LED.handleClient(); //开始执行服务器客户端方法 检查http服务器访问
  MDNS.update();
}

代码截图

        

这个案列主要是让ESP8266联网之后,我们打开通过 Arduino创建的一个小网站,网站里面有两个按钮,点击就能控制LED灯,由于这边课程结束了,实物板子收回去了,不能给大家演示一下,有实物的可以通过以上例子来修改实现别的功能,也是可以的。

总结

        通过本学期的Arduino学习,我对物联网的重要性和潜力有了更深刻的认识,同时也认识到了Arduino作为物联网关键技术的优势和应用。在今后的学习和工作中,我将继续探索和应用物联网技术,为构建智能化、便捷化的生活和工作环境做出贡献。

其它的案例链接

        那么最后在这给大家分享一下我和我的好兄弟韦忠航一起做的一个ESP82866的小型智能家具

https://bbs.youkuaiyun.com/topics/615579482?spm=1001.2014.3001.6377

直接打开链接就能阅读相关内容啦。

### 物联网技术与应用课程标准与大纲概述 物联网(IoT, Internet of Things)技术与应用课程是一门结合硬件、软件网络技术的综合性学科,旨在培养学生的物联网系统设计、开发与管理能力。以下是该课程的标准、大纲及教学要求的详细说明: #### 1. 课程目标 课程目标是使学生掌握物联网的基本原理技术,理解其在实际场景中的应用,并具备设计实现物联网系统的初步能力。具体包括: - 掌握物联网的基础概念、架构及其关键技术[^1]。 - 熟悉传感器、嵌入式系统、无线通信协议等核心组件的工作原理。 - 学习数据分析、云计算及边缘计算在物联网中的作用。 - 能够设计并实现简单的物联网应用场景。 #### 2. 核心内容模块 以下为物联网技术与应用课程的主要内容模块: ##### (1) 物联网基础 介绍物联网的基本概念、发展历程及行业应用案例。重点讲解物联网的三层架构:感知层、网络层应用层[^2]。 ##### (2) 感知层技术 深入学习传感器技术、RFID射频识别、二维码及其他数据采集方法。学生需要了解各种传感器的工作原理及其选型依据[^3]。 ##### (3) 网络层技术 涵盖无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等)以及有线通信技术(以太网)。同时探讨物联网中的网络安全问题及解决方案[^4]。 ##### (4) 数据处理与分析 教授如何利用大数据技术机器学习算法对物联网产生的海量数据进行有效处理分析。强调云端存储、实时流处理的重要性[^5]。 ##### (5) 应用开发实践 通过项目驱动的方式,让学生动手完成一个完整的物联网应用开发流程,从需求分析到最终部署。例如智能家居系统或智能农业监控平台的设计与实现[^6]。 #### 3. 教学要求 为了达到预期的学习效果,提出以下几点教学要求: - **理论与实践相结合**:除了课堂讲授外,应安排充足的实验课时,让学生亲自动手操作相关设备。 - **跨学科融合**:鼓励学生将计算机科学、电子工程等领域知识融会贯通,形成全面的知识体系。 - **创新能力培养**:引导学生思考新型物联网应用场景,并尝试提出创新性解决方案。 ```python # 示例代码:使用Python模拟简单的温度传感器数据采集 import random def simulate_temperature(): return round(random.uniform(20, 30), 1) temperature = simulate_temperature() print(f"当前环境温度为: {temperature}°C") ``` #### 4. 评估方式 采用多元化的评价机制,综合考量学生的理论知识掌握程度、动手能力团队协作精神。具体形式可以包括但不限于: - 平时成绩:基于课堂表现、作业提交情况等。 - 实验报告:记录每次实验的操作过程及心得体会。 - 期末项目:独立或小组完成一个综合性物联网项目,并进行答辩。
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