本書在介紹物聯(lián)網(wǎng)的組成、典型架構(gòu)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，采用實(shí)例代碼講述 Python 編程基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)例，包括用 Micropython 進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)的開發(fā)、用 Python 開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的方法、Python django 框架開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)Web 后臺(tái)和前端知識(shí)及物聯(lián)網(wǎng)常用通信方案 2G、Lora、Zigbee和物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議 MQTT、COAP 等，最重要的內(nèi)容是通過一個(gè)完整的大型物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)例講解 Python 開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的細(xì)節(jié)。并提供了項(xiàng)目源代碼以及硬件開發(fā)板。

目錄

第1章 物聯(lián)網(wǎng)邂逅Python
1.1 物聯(lián)網(wǎng)組成架構(gòu)
1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 終端設(shè)備
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
1.2.3 通信手段
1.2.4 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
1.2.5 應(yīng)用協(xié)議
1.2.6 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
1.3 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用
1.3.1 共享單車
1.3.2 智能家居
1.3.3 智慧農(nóng)業(yè)
1.4 使用Python的理由
1.4.1 Python特性
1.4.2 Python無處不在
1.4.3 開發(fā)速度有時(shí)更重要
1.5 美麗的相遇
1.5.1 Python與終端
1.5.2 Python與網(wǎng)關(guān)
1.5.3 Python與云平臺(tái)
1.5.4 物聯(lián)網(wǎng)Python全棧開發(fā)
第2章 開啟Python之旅
2.1 Python版本的選擇
2.2 搭建開發(fā)環(huán)境
2.2.1 安裝VMware
2.2.2 在VMware上安裝Ubuntu
2.2.3 安裝VMware Tools工具
2.2.4 虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置
2.2.5 Samba共享設(shè)置
2.2.6 修改Python版本
2.3 開始編寫Python程序
2.3.1 交互式解釋器
2.3.2 源代碼執(zhí)行
2.3.3 注釋
2.3.4 代碼塊和縮進(jìn)
2.3.5 繼續(xù)和分隔
2.3.6 輸入和輸出
2.4 變量和數(shù)據(jù)類型
2.4.1 變量賦值
2.4.2 常量
2.4.3 數(shù)據(jù)類型
2.5 條件和循環(huán)
2.5.1 if語(yǔ)句
2.5.2 while循環(huán)
2.5.3 for in循環(huán)
2.5.4 跳出循環(huán)
2.5.5 pass語(yǔ)句
2.6 函數(shù)
2.6.1 定義函數(shù)
2.6.2 函數(shù)調(diào)用
2.6.3 函數(shù)的參數(shù)
2.6.4 內(nèi)置函數(shù)
2.7 變量進(jìn)階
2.7.1 全局變量與局部變量
2.7.2 global關(guān)鍵字
2.7.3 nonlocal關(guān)鍵字
2.7.4 變量作用域
2.8 模塊與包
2.8.1 使用模塊
2.8.2 包
2.9 異常處理
第3章 Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.1 字符串
3.1.1 索引和切片
3.1.2 字符串運(yùn)算符
3.1.3 字符串格式化
3.1.4 字符編碼
3.2 列表
3.2.1 訪問列表
3.2.2 更改列表
3.2.3 列表操作符
3.2.4 列表常用函數(shù)
3.3 元組
3.3.1 訪問元組
3.3.2 元組操作符
3.3.3 元組內(nèi)置函數(shù)
3.4 字典
3.4.1 訪問字典
3.4.2 修改字典
3.4.3 字典鍵的特性
3.4.4 字典函數(shù)
3.5 集合
3.5.1 忽略重復(fù)元素
3.5.2 無序
3.5.3 常用操作
第4章 Python高級(jí)特性
4.1 生成器
4.1.1 列表推導(dǎo)式
4.1.2 生成器表達(dá)式
4.1.3 生成器函數(shù)
4.2 迭代器
4.3 函數(shù)式編程
4.3.1 高階函數(shù)
4.3.2 內(nèi)置高階函數(shù)
4.3.3 閉包
4.3.4 裝飾器
4.3.5 匿名函數(shù)
4.3.6 偏函數(shù)
4.4 面向?qū)ο缶幊?br /> 4.4.1 類與對(duì)象
4.4.2 訪問限制
4.4.3 繼承
4.4.4 多重繼承
4.4.5 多態(tài)
4.4.6 運(yùn)算符重載
第5章 物聯(lián)網(wǎng)核心組件
5.1 網(wǎng)絡(luò)通信方案
5.1.1 WIFI網(wǎng)絡(luò)
5.1.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
5.1.3 Zigbee
5.1.4 BLE
5.1.5 LoRa
5.1.6 NB-IoT
5.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
5.2.1 HTTP
5.2.2 WebSocket
5.2.3 XMPP
5.2.4 CoAP
5.2.5 MQTT
5.3 硬件
5.4 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
5.4.1 OneNet
5.4.2 AWS IoT
5.4.3 Waston IoT
第6章 MicroPython開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)終端
6.1 MicroPython簡(jiǎn)介
6.1.1 MicroPython項(xiàng)目
6.1.2 MicroPython特點(diǎn)
6.1.3 MicroPython源碼
6.2 MicroPython開發(fā)板
6.2.1 官方開發(fā)板PYBoard
6.2.2 國(guó)內(nèi)開發(fā)板TPYBoard
6.2.3 OpenMV
6.2.4 LoPy
6.3 第一個(gè)MicroPython程序
6.4 交互式解釋器
6.5 按鍵中斷與回調(diào)
6.6 定時(shí)器的使用
6.7 串口測(cè)試
6.8 SPI接口驅(qū)動(dòng)液晶屏
6.8.1 硬件連接
6.8.2 LCD屏驅(qū)動(dòng)
6.8.3 字庫(kù)說明
6.8.4 主程序
6.9 源碼編譯與固件升級(jí)
6.9.1 準(zhǔn)備編譯環(huán)境
6.9.2 源碼下載與編譯
6.9.3 固件燒寫
6.10 MicroPython多線程
6.10.1 MicroPython線程簡(jiǎn)介
6.10.2 MicroPython線程使用
6.10.3 多線程中的鎖
6.11 安全模式及恢復(fù)出廠設(shè)置
6.11.1 安全模式
6.11.2 恢復(fù)出廠設(shè)置
第7章 構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
7.1 網(wǎng)關(guān)概述
7.1.1 網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成
7.1.2 常用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
7.2 自主構(gòu)建網(wǎng)關(guān)
7.2.1 交叉編譯
7.2.2 編譯引導(dǎo)程序
7.2.3 內(nèi)核配置與編譯
7.2.4 制作文件系統(tǒng)
7.2.5 分區(qū)與下載
7.2.6 系統(tǒng)啟動(dòng)流程簡(jiǎn)介
7.2.7 移植Python3
7.3 樹莓派作網(wǎng)關(guān)
7.3.1 初次啟動(dòng)樹莓派
7.3.2 串口登錄樹莓派
7.3.3 SSH訪問樹莓派
7.3.4 升級(jí)Python版本
7.3.5 必備工具安裝
7.3.6 板載WIFI配置
7.3.7 串口通信
第8章 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)編碼與處理
8.1 讀寫CSV文件
8.1.1 讀取CSV文件
8.1.2 寫入CSV文件
8.2 JSON解析
8.2.1 JSON數(shù)據(jù)格式
8.2.2 編碼
8.2.3 解碼
8.3 XML操作
8.3.1 XML簡(jiǎn)介
8.3.2 解析XML
8.3.3 創(chuàng)建與修改
8.4 二進(jìn)制數(shù)據(jù)的讀寫
8.5 Base64編解碼
8.6 正則表達(dá)式
8.6.1 正則表達(dá)式簡(jiǎn)介
8.6.2 re模塊
8.6.3 貪婪匹配
第9章 網(wǎng)關(guān)多進(jìn)程與多線程
9.1 多進(jìn)程
9.1.1 multiprocessing模塊
9.1.2 進(jìn)程同步
9.1.3 進(jìn)程間通信
9.2 多線程
9.2.1 threading模塊
9.2.2 線程同步
9.2.3 線程間通信
9.3 多線程和多進(jìn)程的思考
9.3.1 多核CPU利用率實(shí)驗(yàn)
9.3.2 GIL全局鎖
9.3.3 切換的開銷
9.3.4 多線程與多進(jìn)程的選擇
9.4 異步IO
9.4.1 協(xié)程
9.4.2 協(xié)程與多線程對(duì)比
9.4.3 asyncio
第10章 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)持久化
10.1 文件操作
10.1.1 讀寫文本數(shù)據(jù)
10.1.2 操作文件和目錄
10.1.3 讀寫壓縮文件
10.1.4 內(nèi)存映射
10.1.5 臨時(shí)文件與目錄
10.1.6 序列化Python對(duì)象
10.2 SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)
10.2.1 SQLite簡(jiǎn)介
10.2.2 命令行操作SQLite
10.2.3 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)
10.2.4 創(chuàng)建表
10.2.5 SQL語(yǔ)句
10.2.6 SQLite的Python編程
第11章 Python擴(kuò)展
11.1 Python擴(kuò)展的原因
11.2 連接硬件的紐帶
11.3 C語(yǔ)言擴(kuò)展Python
11.3.1 簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言Python擴(kuò)展
11.3.2 傳遞整型參數(shù)
11.3.3 傳遞字符串參數(shù)
第12章 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)編程
12.1 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信方案
12.2 Socket編程
12.3 requests
12.3.1 上傳文件
12.3.2 下載文件
12.4 hbmqtt
12.4.1 安裝
12.4.2 hbmqtt命令操作
12.4.3 hbmqtt API編程
12.5 LoRa網(wǎng)絡(luò)通信
12.5.1 LoRa模塊初始化
12.5.2 數(shù)據(jù)監(jiān)聽與接收
12.5.3 數(shù)據(jù)緩存
第13章 物聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)Web開發(fā)
13.1 Django簡(jiǎn)介
13.2 創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)站
13.2.1 Django安裝
13.2.2 創(chuàng)建項(xiàng)目
13.2.3 運(yùn)行與訪問
13.3 網(wǎng)站首頁(yè)
13.3.1 源碼文件結(jié)構(gòu)
13.3.2 視圖與URL配置
13.4 Django模板
13.4.1 Django模板系統(tǒng)
13.4.2 模板繼承
13.5 Django模型
13.5.1 安裝MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)
13.5.2 創(chuàng)建模型
13.5.3 必要的配置
13.6 用戶注冊(cè)
13.7 賬號(hào)登錄
第14章 物聯(lián)網(wǎng)Python項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
14.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
14.2 終端設(shè)備程序開發(fā)
14.2.1 采集空氣溫濕度
14.2.2 獲取環(huán)境光強(qiáng)度
14.2.3 雨量檢測(cè)
14.2.4 水位檢測(cè)
14.2.5 土壤濕度檢測(cè)
14.2.6 水泵的控制
14.2.7 入侵檢測(cè)
14.2.8 燈光控制
14.2.9 電量檢測(cè)
14.2.10 LoRa通信
14.2.11 JSON消息
14.3 網(wǎng)關(guān)程序開發(fā)
14.3.1 終端通信
14.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理
14.3.3 文件備份
14.3.4 服務(wù)器通信
14.3.5 2G模塊的使用
14.4 服務(wù)器端程序開發(fā)
14.4.1 與網(wǎng)關(guān)通信
14.4.2 環(huán)境數(shù)據(jù)可視化
14.4.3 滴灌控制
14.4.4 燈光控制
14.4.5 報(bào)警顯示與設(shè)置
14.4.6 設(shè)備管理
14.4.7 備份文件管理