本書是物聯網技術應用專業課程改革成果教材之一,根據浙江省中等職業學校物聯網技術應用專業教學指導方案和課程標準的基本要求,結合職業院校物聯網技術應用專業相關實踐編寫而成。
本書以基于物聯網技術的“智慧校園系統”開發為主線,共8 個項目,包括C# 入門基礎、智慧校園系統—LED 顯示模塊、智慧校園系統—環境監測模塊、智慧校園系統—智慧路燈控制模塊”、智慧校園系統—入侵信息監測模塊、智慧校園系統—災情信息監測模塊、智慧校園系統—數據存儲、智慧校園管理平臺開發,可在上位機上使用C# 語言進行編程學習相關知識。
本書以項目為導向,以C# 在物聯網上位機編程中的應用為核心內容,既有實施項目的操作步驟,又有實現各模塊功能的參考源代碼,可作為各類職業院校物聯網技術應用專業的教材,也可作為物聯網編程愛好者的自學參考用書。
本書配有電子課件、源代碼,選用本書作為教材的教師可以從機械工業出版社教育服務網(www.cmpedu.com)免費注冊下載或聯系編輯(010-88379194)咨詢。
物聯網,顧名思義就是“物物相連的網絡”,被譽為“下一代的互聯網”。在信息時代的重要發展階段,物聯網正逐步改變著人們的工作和生活,物聯網技術也正在被越來越多的信息技術從業者所關注。
物聯網應用領域廣,遍及醫療、教育、金融、交通、市政等各行各業。物聯網涉及的技術多,程序設計與編寫就是其中一項基礎技能,可用于物聯網開發的編程語言也很多。然而,對于職業院校的學生來說,既有學習物聯網領域知識技能的渴求,又有對程序編寫的畏懼。學習什么語言比較合適?該怎么學比較得當?學到什么程度比較恰當?這是擺在職業院校學生和教師面前的難題。
本書作為職業院校物聯網技術應用專業學生學習“物聯網編程技術”這一核心基礎技能的教材,立足于學生的實際情況,以開發基于物聯網技術的簡易“智慧校園系統”為整體項目,選取C#作為此項目的編程語言,希望通過教學使學生達成理解C#基本語言體系,掌握編程技術在物聯網領域的應用方法,了解物聯網程序設計基本思路的主要目標。
本書以“分項目”的形式共設置了8個項目,包括C#入門基礎、智慧校園系統的LED顯示、環境監測、智慧路燈控制、入侵信息監測、災情信息監測5個功能模塊。為了使系統能夠真實投入使用,具備一定的實際應用價值,項目7介紹了與智慧校園系統有關的數據庫知識和技能,并在綜合實訓中對前述分項目所涉及的系統界面和功能進行了程序上的完善和補充。鑒于物聯網技術應用專業的學生雖然具備一定的編程知識,但是對C#這門語言較為陌生,在項目1介紹了C#的入門基礎知識,以幫助學生在認知層面架構起與源程序之間的“橋梁”,協助學生更快、更順利地進入C#的學習中。
本書在項目的編排上,遵循了“循序漸進、務求實用”的原則。編者結合多年的程序教學經驗,對本書各項目任務的相關內容有如下學習建議,希望能給予讀者幫助。
1)建議作為專業必修課開設,總學時為90~108。
2)“項目概述”“任務概述”是對項目、任務的簡要介紹和分析,該部分內容可以幫助讀者了解項目和任務,并對將要涉及的C#知識做好認知準備。
3)“任務實施”詳細描述了實現任務功能的具體操作步驟和程序代碼,讀者可以依靠本書獨立完成相關操作,實現從項目實操到C#語言的“做中學”。
4)“知識提煉”梳理了與每個任務相關的C#語言知識、程序算法知識和解決實際問題的策略,讀者需要在教師的指導下進行進一步的學習,進而建構C#程序的知識體系、掌握C#編程的技能,實現從C#語言到編程應用的“學中做”。
5)“能力拓展”描述了與每個任務相關的擴展功能,也為讀者進行自主探究提供了方法和思路,進一步達成“用C#進行物聯網編程”的內化目標。
前言PREFACE—· IV ·—物聯網編程與應用本叢書由俞佳飛任主編。本書由蘇東偉和蔡央央任主編,魯作勛、金珍雁、羅俊參加編寫。其中,蘇東偉設計了本書的整體框架和內容并進行統稿,蔡央央編寫了項目1、項目5和項目6,羅俊編寫了項目2,魯作勛和金珍雁編寫了項目3、項目4、項目7和綜合實訓。
由于物聯網編程涉及的領域多、技術更新快,本書僅就上位機部分的程序編寫進行了闡述。盡管編者組織人員對書中所涉及的程序源代碼進行了二次上機調試,但由于編者水平有限,書中難免存在疏漏與不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
編 者
前言
項目 1 C#入門基礎
【項目概述】
任務1 C#引入 // 2
任務描述 // 2
任務實施 // 2
知識提煉 // 13
能力拓展 // 18
任務2 C#面向對象特性 // 19
任務描述 // 19
任務實施 // 19
知識提煉 // 23
能力拓展 // 27
項目 2 智慧校園系統——LED顯示
模塊
【項目概述】
任務1 串口通信的使用 // 30
任務描述 // 30
任務實施 // 30
知識提煉 // 36
能力拓展 // 41
任務2 LED顯示屏的使用 // 41
任務描述 // 41
任務實施 // 42
知識提煉 // 45
能力拓展 // 48
項目 3 智慧校園系統——環境監測
模塊
【項目概述】
任務1 實時采集溫度、濕度和光照度數
據 // 54
任務描述 // 54
任務實施 // 54
知識提煉 // 56
能力拓展 // 58
任務2 在LED顯示屏中顯示環境數據 // 60
任務描述 // 60
任務實施 // 60
知識提煉 // 63
能力拓展 // 68
項目 4 智慧校園系統——智慧路燈
控制模塊
【項目概述】
任務1 使用ZigBee技術控制路燈開關 // 72
任務描述 // 72
任務實施 // 72
知識提煉 // 74
能力拓展 // 75
任務2 實現人體紅外傳感器和路燈聯動 // 77
任務描述 // 77
任務實施 // 77
知識提煉 // 80
能力拓展 // 90
項目 5 智慧校園系統——入侵信息
監測模塊
【項目概述】
任務1 采集紅外對射入侵傳感器數據 // 94
任務描述 // 94
任務實施 // 94
知識提煉 // 97
能力拓展 // 97
任務2 控制網絡攝像機 // 99
任務描述 // 99
任務實施 // 99
知識提煉 // 103
能力拓展 // 103
任務3 控制報警燈 // 105
任務描述 // 105
任務實施 // 105
知識提煉 // 108
能力拓展 // 109
項目 6 智慧校園系統——災情信息
監測模塊
【項目概述】
任務1 采集火焰傳感器數據 // 114
任務描述 // 114
任務實施 // 114
知識提煉 // 117
能力拓展 // 120
任務2 采集煙霧傳感器數據 // 121
任務描述 // 121
任務實施 // 122
知識提煉 // 124
能力拓展 // 125
任務3 實時推送災情信息 // 127
任務描述 // 127
任務實施 // 128
知識提煉 // 131
能力拓展 // 132
項目 7 智慧校園系統——數據存儲
【項目概述】
任務1 制作環境數據表 // 136
任務描述 // 136
任務實施 // 136
知識提煉 // 140
能力拓展 // 141
任務2 存儲校園環境數據 // 142
任務描述 // 142
任務實施 // 142
知識提煉 // 145
能力拓展 // 148
任務3 存取校園安防數據 // 148
任務描述 // 148
任務實施 // 149
知識提煉 // 153
任務4 按日期查詢校園安防數據 // 156
任務描述 // 156
任務實施 // 156
知識提煉 // 159
綜合實訓 智慧校園管理平臺開發
【項目概述】
任務1 制作管理平臺的主界面 // 162
任務描述 // 162
任務實施 // 162
任務2 制作“校園環境”界面 // 164
任務描述 // 164
任務實施 // 164
任務3 實現“校園環境”數據采集及數據分
析功能 // 169
任務描述 // 169
任務實施 // 169
任務4 實現“校園安防”功能模塊 // 179
任務描述 // 179
任務實施 // 180
任務5 實現“校園安防”模塊中顯示歷史圖
片的功能 // 187
任務描述 // 187
任務實施 // 187