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本書在介紹物聯網的組成、典型架構和應用的基礎上，采用實例代碼講述python編程基礎和應用實例，包括用micropython進行物聯網單片機的開發、用python開發物聯網網關的方法、python django框架開發物聯網web后臺和前端知識及物聯網常用通信方案2G、lora、zigbee和物聯網通信協議MQTT、COAP等，*重要的內容是通過一個完整的大型物聯網項目實例講解python開發物聯網的細節。

本書內容寫作安排：
第1章物聯網邂逅Python
本章大致介紹物聯網的組成、架構、發展現狀及當前市面上典型的物聯網應用方案，闡述Python這門編程語言的特性和優點，講述用Python語言開發物聯網終端設備、網關設備、Web后臺程序的具體方法及優勢。
第2章開啟Python之旅
本章從零開始講解如何使用Python語言進行編程，通過大量的實例代碼帶領Python初學者掌握基本的Python編程技巧。
第3章Python數據結構
Python除了擁有比較通用的字符串、列表等數據結構外，還有元組、字典、集合等特有的數據結構。熟練掌握和運用Python的各種數據結構是編寫高質量Python程序的基礎。
第4章Python高級特性
Python作為一門高級編程語言，擁有眾多自身特有的高級特性，如生成器、迭代器、裝飾器等。同時，Python也可面向對象編程，只有掌握Python高級特性的使用方法，才能抓住Python編程的精髓。
第5章物聯網核心組件
本章介紹物聯網的核心組成部分及關鍵技術點，首先介紹WIFI、移動網絡、Zigbee通信、BLE、LoRa、NB-IoT等網絡通信方案，以及HTTP、Websocket、XMPP、CoAP、MQTT等網絡通信協議；其次介紹常用的硬件設備種類，包括處理器、傳感器、通信模塊等；最后介紹幾種市面上常用的物聯網云平臺，如中國移動的OneNet平臺、AWS IoT平臺、IBM的Waston IoT平臺。
第6章MicroPython開發物聯網終端
終端是物聯網連接真實世界的第一層，是物聯網產品中數量最為龐大的部件。本章重點講解目前非常火爆的MicroPython，可用于開發單片機程序，單片機是物聯網終端設備的核心，除了介紹MicroPython的基本使用外，還會用MicroPython構建一個液晶屏顯示程序實例。
第7章構建物聯網網關
網關是連接終端設備和后臺的樞紐，同時還負責局域網的組建和維護、本地數據存儲、通信規則制定、業務邏輯管理等。在實際項目中，網關通常是一個運行Linux操作系統并搭載物聯網通信模塊及其他外設的嵌入式設備。本章將介紹網關上嵌入式Linux的相關知識及Python環境的構建方法，為后續講解網關Python的開發提供基本的軟、硬件環境。
第8章網關數據編碼與處理
網關作為物聯網應用中的通信樞紐，在通信過程中有多種格式的數據需要處理。其方式包括轉發、編解碼、解析等。本章講述網關如何通過Python語言處理各種格式的數據，包括CSV、JSON、XML、二進制數據、Base64格式的數據。
第9章網關多進程與多線程
物聯網網關往往需要管理大量的終端設備，還要承擔通信、運算、IO操作等多種任務。本章介紹Python編程時實現多任務的方式及多進程、多線程、協程、異步IO等多種Python程序模型，并對它們做出對比，針對CPU密集型和IO密集型不同應用場景下方案的選擇，使網關程序性能更優。
第10章網關數據持久化
網關是運算中心與通信樞紐，也是局域網數據存儲中心。數據持久化是一個系統穩定運行的必要條件。所有數據存放在內存中時，一旦設備發生軟、硬件故障，將發生數據丟失。為了避免這種情況，某些關鍵數據需要固化到磁盤上。本章介紹兩種數據固化到磁盤上的兩種方式普通文件和數據庫，并介紹Python程序對這兩種數據存儲方式的實際運用。
第11章Python擴展
Python在物聯網行業的應用與其他行業的應用有很大不同：物聯網涉及硬件操作且物聯網設備的CPU處理能力通常非常有限。因此，在某些特殊場景，需要使用C語言編寫操作硬件的程序從而提供Python調用接口以實現Python對硬件的操作，而且在某些效率要求非常高的場景，使用運行效率更高的C語言編寫程序，再編譯成Python擴展庫，可提高程序執行效率。本章主要講解使用C語言擴展Python的方法。
第12章網關網絡編程
網關負責局域網的組建和維護，同時需要與后臺通信以完成數據、指令的傳輸。本章首先介紹使用Python進行基本的Socket編程，接著以實戰項目為例，分別講解基于requests模塊的文件傳輸及基于MQTT協議實現的hbmqtt編程。
第13章物聯網后臺Web開發
本章介紹基于Python的 Django Web框架基礎知識，包括視圖與URL配置、模板、模型、表單、靜態文件處理、用戶注冊與登錄，主要介紹Django框架Web編程的基礎知識儲備，以便能夠理解實戰項目中的Web程序。
第14章物聯網Python項目實戰
本章介紹一個基于物聯網的智能種植項目，從項目架構、功能及項目所包含的終端設備、網關、后臺程序等方面全面展示開發過程。該項目在GitHub提供了完整的源碼，讀者通過該實戰項目能夠了解一個完整物聯網項目的全貌，掌握物聯網Python開發的細節。目錄

東北大學電子信息專業，曾就職于疊拓、GE、長虹從事多個領域的軟件開發工作，擅長嵌入式Linux和Python開發，目前在中移物聯網負責物聯網操作系統的設計和研發。熱愛開源、分享和技術寫作，CSDN博客專家，著有《Micropython加速物聯網開發》、《python Django web實戰》、《樹莓派體驗》等專欄。

第1章物聯網邂逅Python
11物聯網組成架構
12物聯網發展現狀
121終端設備
122物聯網操作系統
123通信手段
124網絡建設
125應用協議
126物聯網云平臺
13物聯網典型應用
131共享單車
132智能家居
133智慧農業
14使用Python的理由
141Python特性
142Python無處不在
143開發速度有時更重要
15美麗的相遇
151Python與終端
152Python與網關
153Python與云平臺
154物聯網Python全棧開發
第2章開啟Python之旅
21Python版本的選擇
22搭建開發環境
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虛擬機的網絡配置
225Samba共享設置
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源代碼執行
233注釋
234代碼塊和縮進
235繼續和分隔
236輸入和輸出
24變量和數據類型
241變量賦值
242常量
243數據類型
25條件和循環
251if語句
252while循環
253forin循環
254跳出循環
255pass語句
26函數
261定義函數
262函數調用
263函數的參數
264內置函數
27變量進階
271全局變量與局部變量
272global關鍵字
273nonlocal關鍵字
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數據結構
31字符串
311索引和切片
312字符串運算符
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
33元組
331訪問元組
332元組操作符
333元組內置函數
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
35集合
351忽略重復元素
352無序
353常用操作
第4章Python高級特性
41生成器
411列表推導式
412生成器表達式
413生成器函數
42迭代器
43函數式編程
431高階函數
432內置高階函數
433閉包
434裝飾器
435匿名函數
436偏函數
44面向對象編程
441類與對象
442訪問限制
443繼承
444多重繼承
445多態
446運算符重載
第5章物聯網核心組件
51網絡通信方案
511WIFI網絡
512移動網絡
513Zigbee
514BLE
515LoRa
516NB-IoT
52網絡通信協議
521HTTP
522WebSocket
523XMPP
524CoAP
525MQTT
53硬件
54物聯網云平臺
541OneNet
542AWS IoT
543Waston IoT
第6章MicroPython開發物聯網終端
61MicroPython簡介
611MicroPython項目
612MicroPython特點
613MicroPython源碼
62MicroPython開發板
621官方開發板PYBoard
622國內開發板TPYBoard
623OpenMV
624LoPy
63第一個MicroPython程序
64交互式解釋器
65按鍵中斷與回調
66定時器的使用
67串口測試
68SPI接口驅動液晶屏
681硬件連接
682LCD屏驅動
683字庫說明
684主程序
69源碼編譯與固件升級
691準備編譯環境
692源碼下載與編譯
693固件燒寫
610MicroPython多線程
6101MicroPython線程簡介
6102MicroPython線程使用
6103多線程中的鎖
611安全模式及恢復出廠設置
6111安全模式
6112恢復出廠設置
第7章構建物聯網網關
71網關概述
711網關的構成
712常用物聯網網關
72自主構建網關
721交叉編譯
722編譯引導程序
723內核配置與編譯
724制作文件系統
725分區與下載
726系統啟動流程簡介
727移植Python3
73樹莓派作網關
731初次啟動樹莓派
732串口登錄樹莓派
733SSH訪問樹莓派
734升級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章網關數據編碼與處理
81讀寫CSV文件
811讀取CSV文件
812寫入CSV文件
82JSON解析
821JSON數據格式
822編碼
823解碼
83XML操作
831XML簡介
832解析XML
833創建與修改
84二進制數據的讀寫
85Base64編解碼
86正則表達式
861正則表達式簡介
862re模塊
863貪婪匹配
第9章網關多進程與多線程
91多進程
911multiprocessing模塊
912進程同步
913進程間通信
92多線程
921threading模塊
922線程同步
923線程間通信
93多線程和多進程的思考
931多核CPU利用率實驗
932GIL全局鎖
933切換的開銷
934多線程與多進程的選擇
94異步IO
941協程
942協程與多線程對比
943asyncio
第10章網關數據持久化
101文件操作
1011讀寫文本數據
1012操作文件和目錄
1013讀寫壓縮文件
1014內存映射
1015臨時文件與目錄
1016序列化Python對象
102SQLite數據庫
1021SQLite簡介
1022命令行操作SQLite
1023創建數據庫
1024創建表
1025SQL語句
1026SQLite的Python編程
第11章Python擴展
111Python擴展的原因
112連接硬件的紐帶
113C語言擴展Python
1131簡單的C語言Python擴展
1132傳遞整型參數
1133傳遞字符串參數
第12章網關網絡編程
121網關網絡通信方案
122Socket編程
123requests
1231上傳文件
1232下載文件
124hbmqtt
1241安裝
1242hbmqtt命令操作
1243hbmqtt API編程
125LoRa網絡通信
1251LoRa模塊初始化
1252數據監聽與接收
1253數據緩存
第13章物聯網后臺Web開發
131Django簡介
132創建一個網站
1321Django安裝
1322創建項目
1323運行與訪問
133網站首頁
1331源碼文件結構
1332視圖與URL配置
134Django模板
1341Django模板系統
1342模板繼承
135Django模型
1351安裝MySQL數據庫
1352創建模型
1353必要的配置
136用戶注冊
137賬號登錄
第14章物聯網Python項目實戰
141項目簡介
142終端設備程序開發
1421采集空氣溫濕度
1422獲取環境光強度
1423雨量檢測
1424水位檢測
1425土壤濕度檢測
1426水泵的控制
1427入侵檢測
1428燈光控制
1429電量檢測
14210LoRa通信
14211JSON消息
143網關程序開發
1431終端通信
1432數據庫管理
1433文件備份
1434服務器通信
14352G模塊的使用
145服務器端程序開發
1451與網關通信
1452環境數據可視化
1453滴灌控制
1454燈光控制
1455報警顯示與設置
1456設備管理
1457備份文件管理