Умные вещи: Arduino, датчики и сети для связи устройств — 3-е изд.
Год издания: 2019
Автор: Иго Том
Жанр или тематика: Умные вещи
Издательство: СПб.: БХВ-Петербург
ISBN: 978-5-9775-3970-8
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: Издательский макет или текст (eBook)
Количество страниц: 608
Описание: Рассмотрен 31 проект на основе микроконтроллерной платы Arduino, в которых показано, как сделать, чтобы электронные устройства могли обмениваться между собой данными и реагировать на команды. Показано, как изменить настройки домашнего кондиционера, «позвонив ему» со своего смартфона; как создавать собственные игровые и видеоконтроллеры, взаимодействующие по сети; как использовать устройства Wi-Fi, Bluetooth, LoRa и инфракрасное излучение для получения информации от датчиков и организации взаимодействия объектов. Рассмотрена работа с четырьмя программными платформами и библиотеками с открытым исходным кодом: Arduino IDE 1.8, Processing, node.js и p5.js.
В третьем издании добавлены новые проекты, описано использование в проектах не только Arduino Uno, но и Arduino 101, Arduino MKR1000, ESP32, ESP8266 и Raspberry Pi, а также уделено внимание вопросам безопасности.
Для интересующихся современной электроникой.
Исходный код для книги можно загрузить из хранилища
gitHub по адресу
https://github.com/tigoe/MakingThingsTalk2 из папки для третьего издания. Извещения об изменениях в коде публикуются в блоге www.makingthingstalk.com.
Вы сможете реализовать + Вы научитесь
Книга идеально подходит для людей, которые стремятся воплотить на практике свои творческие идеи. Вам не надо обладать специальными техническими знаниями и навыками в области электроники.
Для начала реализации проектов необходимы только книга, идеи и недорогой набор с контроллером Arduino и некоторыми сетевыми модулями и датчиками.
Вы сможете реализовать различные проекты среди которых:
Мигалка
Ваша первая программа.
Мартышкин пинг-понг
Управление компьютерной игрой в настольный теннис с помощью игрушечной розовой мартышки.
Сетевой измеритель качества воздуха
Загрузка из Интернета и вывод на экран сведений о качестве воздуха в вашем городе.
Датчик токсичных испарений
Использование радиомодулей, датчика концентрации газов и игрушки мартышки-цымбалиста для предупреждения о токсических испарениях.
NFC и автоматизация в доме
Управление электропитанием приборов в офисе в зависимости от изменения состава сотрудников в течении дня
Вы научитесь:
» звонить со смартфона своему домашнему кондиционеру, чтобы изменить его настройки;
» создавать собственные игровые и видеоконтроллеры, взаимодействующие по сети;
» использовать устройств Wi-Fi, Bluetooth, LoRa и инфракрасное излучение для беспроводного получения информации от различных датчиков;
» работать с 4 легкими в использовании программными платформами и библиотеками программирования с открытым исходным кодом: Arduino IDE 1.8, Processing и node.js и p5.js;
» разрабатывать программы для передачи по Интернету данных о физической активности в вашем доме, офисе или дворе.
Иго Том — Arduino, датчики и сети для связи устройств — 2-е изд. (+CD) [2015, DjVu, RUS]
Оглавление
Предисловие ........................................................................................................ 11
Для кого предназначена эта книга? ........................................................................12
Что вам нужно знать?..............................................................................................13
Содержание книги ..................................................................................................14
Приобретение деталей и компонентов......................................................................15
Использование примеров кода ................................................................................16
Использование примеров схем.................................................................................16
Примечания ко второму изданию .............................................................................17
Примечания к третьему изданию .............................................................................18
Благодарности .......................................................................................................20
Глава 1. Средства...................................................................................................27
Все начинается с прикосновения.............................................................................28
Несколько слов об импульсах .................................................................................29
Компьютеры всех видов и размеров.........................................................................30
Обзаведитесь хорошими привычками.......................................................................31
Инструментарий.....................................................................................................33
Создаем первые программы для микроконтроллера...................................................67
Одноплатные компьютеры......................................................................................75
Как выбрать правильную плату? ............................................................................81
Работа с осциллографом ........................................................................................84
Прикосновением все и завершается.........................................................................86
Глава 2. Простейшая сеть ......................................................................................89
Компоненты для проектов этой главы......................................................................90
Уровни согласования..............................................................................................93
Устанавливаем соединение: нижние уровни ............................................................95
Отправка сообщений: уровень приложений ........................................................... 101
Проект 1. Управление яркостью трехцветного светодиода с клавиатуры ................. 101
Усложняем задачу............................................................................................... 105
Проект 2. Мартышкин пинг-понг (Monski Pong) ...................................................... 105
Управление потоком данных ................................................................................ 120
Проект 3. Беспроводной мартышкин пинг-понг ..................................................... 121
Проект 4. Arduino-совместимая плата своими руками ............................................ 127
Заключение ....................................................................................................... 136
Глава 3. Более сложная сеть ................................................................................139
Компоненты для проекта этой главы .................................................................... 140
Клиенты, серверы и протоколы управления связью................................................ 151
Проект 5. Сетевой кот .......................................................................................... 167
Заключение ........................................................................................................ 198
Глава 4. «Глянь, мама, здесь нет компьютера!» Микроконтроллеры в Интернете........201
Компоненты для проектов этой главы.................................................................... 202
Введение в сетевые модули.................................................................................. 203
Проект 6. Привет, Интернет!................................................................................. 206
Приложение встроенного сетевого клиента............................................................ 216
Проект 7. Сетевой измеритель качества воздуха .................................................... 216
Форматы данных.................................................................................................. 229
Принцип REST и интерфейсы API для Сети ............................................................ 233
Инструменты для программирования и диагностирования встроенных модулей ........ 239
Заключение ........................................................................................................ 247
Глава 5. Связь в режиме реального (почти) времени............................................... 249
Компоненты для проектов этой главы.................................................................... 250
Интерактивные системы и цепи обратной связи ..................................................... 251
Протокол TCP: сокеты и сеансы............................................................................ 252
Проект 8. Управление воспроизведением видео на основе сокетов TCP ................... 254
Клиент пульта управления ................................................................................... 257
Проект 9. Управление воспроизведением видео на основе протокола WebSocket ..... 272
Сервер и клиент браузера.................................................................................... 274
Клиент пульта управления WebSocket................................................................... 281
Заключение ........................................................................................................ 284
Глава 6. Беспроводная связь ................................................................................ 287
Компоненты для проектов этой главы................................................................... 288
Почему не вся связь беспроводная? ..................................................................... 290
Два типа беспроводной связи: инфракрасная и радио ............................................ 292
Проект 10. Инфракрасное управление цифровой фотокамерой............................... 295
Принцип работы радио ....................................................................................... 300
Радиосети .......................................................................................................... 304
Выбор и приобретение радиоустройств................................................................. 306
Проект 11. Дуплексная радиосвязь....................................................................... 310
Проект 12. Управление фотокамерой с помощью Bluetooth LE................................. 319
Заключение ....................................................................................................... 334
Глава 7. Бессеансовые сети и двоичные протоколы................................................ 337
Компоненты для проектов этой главы.................................................................... 338
Сеансы или сообщения?........................................................................................ 341
Широковещательные сообщения или направленные? ............................................ 342
Проект 13. Сетевые светильники........................................................................... 347
XBee: еще один протокол на основе сообщений...................................................... 362
Проект 14. Предупреждение о наличии в мастерской токсичных испарений ............. 367
Заключение ........................................................................................................ 384
Глава 8. Как узнать местонахождение (почти) чего угодно?.................................... 387
Компоненты для проектов этой главы.................................................................... 388
Сетевое местонахождение и физическое ............................................................... 391
Определение расстояния ..................................................................................... 396
Проект 15. Инфракрасный дальномер.................................................................... 397
Проект 16. Ультразвуковой дальномер .................................................................. 400
Проект 17. Определение уровня принимаемого сигнала ......................................... 404
Определение местонахождения методом трилатерации............................................409
Проект 18. Геолокационные службы и протокол NMEA............................................ 410
Определение направления и положения в пространстве..........................................420
Проект 19. Определение направления с помощью цифрового компаса .................... 423
Проект 20. Определение положения в пространстве .............................................. 426
Заключение ....................................................................................................... 435
Глава 9. Идентификация ......................................................................................437
Компоненты для проектов этой главы.................................................................... 438
Физическая идентификация................................................................................... 441
Проект 21. Распознавание цветов с помощью веб-камеры ...................................... 444
Проект 22. Обнаружение лиц с помощью веб-камеры ............................................. 449
Проект 23. Распознавание двумерных штрихкодов с помощью веб-камеры .............. 453
Радиочастотная идентификация (RFID) и ближняя бесконтактная связь (NFC)........... 456
Проект 24. Чтение меток RFID ............................................................................... 460
Проект 25. Чтение и запись сообщений NDEF........................................................... 464
Проект 26. NFC и бытовая автоматизация ............................................................... 467
Безопасность устройств сетевой связи.................................................................... 477
Проект 27. Двухфакторная идентификация с использованием NFC............................ 478
Сетевая идентификация ....................................................................................... 497
Проект 28. Геолокация по IP-адресу....................................................................... 499
Заключение ......................................................................................................... 504
Глава 10. Сети мобильной телефонной связи и физический мир................................507
Компоненты для проектов этой главы..................................................................... 508
Одна большая сеть................................................................................................ 510
Проект 29. Возвращение сетевого кота................................................................... 514
Проект 30. Звоним термостату................................................................................ 537
Интерфейсы на основе текстовых сообщений ......................................................... 544
Микроконтроллеры в мобильных телефонных сетях ............................................... 548
Приложения для операционных систем мобильных телефонов................................. 558
Проект 31. Мобильный регистратор личных биометрических данных ....................... 566
Заключение ......................................................................................................... 584
Приложение. Где брать компоненты и прочее? .......................................................587
Компоненты......................................................................................................... 588
Поставщики аппаратных компонентов ................................................................... 592
Программное обеспечение ................................................................................... 597
Предметный указатель .........................................................................................601
Об авторе
Том Иго (Tom Igoe) преподает по программе интерактивных телекоммуникаций в школе искусств Тиша (Tisch School of Arts) Нью-Йоркского университета. В своей преподавательской деятельности и исследованиях Том ищет способы, которые могли бы позволить с помощью цифровых технологий организовать эффективное взаимодействие человека и электронных устройств. Автор известных книг, а также статей для журнала MAKE. Является одним из основателей открытого проекта Arduino. Мечтает когда-нибудь посетить архипелаг Шпицберген и Антарктиду. Автор мировых бестселлеров “Arduino, датчики и сети для связи устройств, 2-е изд.” , “Умные вещи: Arduino, датчики и сети для устройств, 3-е изд.” (оригинальное название: Making Things Talk: Using Sensors, Networks, and Arduino to see, hear, and feel your world)
