工程認(rèn)知與工程思維實踐基于Arduino實現(xiàn)
定 價：49.8 元
- 作者：周勇 王冠軍 孫統(tǒng)風(fēng) 趙佳琦
- 出版時間：2025/10/1
- ISBN：9787115682406
- 出 版 社：人民郵電出版社
- 中圖法分類：TP368.1
- 頁碼：0
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書旨在提高讀者的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計能力和動手實踐能力，進(jìn)而培養(yǎng)和提升讀者的工程素養(yǎng)。本書希望讀者在直接經(jīng)驗和科學(xué)理論的基礎(chǔ)上，通過觀察、思考、設(shè)計、制作、試驗等活動獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗，在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，在實踐中解決問題，在創(chuàng)新中獲得知識，同時結(jié)合最新的人工智能技術(shù)，創(chuàng)作出前沿的工程認(rèn)知作品，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。
本書共8章，包括計算機(jī)工程認(rèn)知基礎(chǔ)、Arduino編程入門、Arduino工程入門、基于Arduino的工程思維與項目設(shè)計方法、工程認(rèn)知項目制作實例、基于Arduino與3D打印技術(shù)的機(jī)器人制作、機(jī)器人創(chuàng)新制作實例、工程倫理與工程認(rèn)知實踐新趨勢。
本書可作為計算機(jī)類、電子信息類、自動化類及相關(guān)專業(yè)“工程認(rèn)知”或相關(guān)課程的教材，也可作為Arduino初學(xué)者的參考書。
（1）Arduino理論與工程項目實踐緊密結(jié)合，各類實踐資源豐富。
（2）融入人工智能，融入跨學(xué)科知識實現(xiàn)各類實踐。
（3）融入課程思政元素，多維度全面綜合育人。
周勇：博士，中國礦業(yè)大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，院長，礦山數(shù)字化教育部工程研究中心主任，江蘇省“333人才工程”和“六大人才高峰”培養(yǎng)對象。從事機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)與工程等方面的理論與應(yīng)用研究。近年來，出版專著1部；在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇；授權(quán)發(fā)明專利40余件。作為項目負(fù)責(zé)人，先后主持國家自然科學(xué)基金面上項目，江蘇省自然科學(xué)基金，國家博士后科學(xué)基金和企業(yè)委托等項目20余項。主持建設(shè)國家一流課程、江蘇省高校在線開放課程、江蘇省教改重點項目、江蘇省研究生教改項目和中國高等教育學(xué)會規(guī)劃課題等教學(xué)研究項目10余項，主編江蘇省十三五重點教材1部。獲得教育部高等學(xué)�？萍歼M(jìn)步一等獎、遼寧省科技進(jìn)步一等獎、中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)二等和三等獎等5項。為科技部重點專項、國家自然科學(xué)基金和教育部學(xué)位評審中心評審專家；國家安監(jiān)總局煤礦安全生產(chǎn)“十四五”規(guī)劃編制工作專家組成員。擔(dān)任中國計算機(jī)學(xué)會杰出會員，智能機(jī)器人專委會委員，人工智能與模式識別專委會委員，計算機(jī)應(yīng)用專委會委員；中國人工智能學(xué)會知識工程與分布智能專業(yè)委員會委員，機(jī)器學(xué)習(xí)專業(yè)委員會委員；中國煤炭工業(yè)協(xié)會信息化分會理事；江蘇省計算機(jī)學(xué)會副理事長；江蘇省人工智能學(xué)會常務(wù)理事，智能系統(tǒng)與應(yīng)用專業(yè)委員會主任；煤炭高等教育“十三五”、“十四五”規(guī)劃教材計算機(jī)學(xué)科教材編審委員會副主任。
第 1章 計算機(jī)工程認(rèn)知基礎(chǔ)
1.1 計算機(jī)工程認(rèn)知與工程思維綜述 1
1.1.1 工程認(rèn)知的概念 1
1.1.2 計算機(jī)工程認(rèn)知概述 2
1.1.3 工程思維的內(nèi)涵及工程思維能力的本質(zhì) 4
1.2 工程實踐平臺 5
1.3 Arduino 7
1.3.1 Arduino概述 7
1.3.2 安裝Arduino IDE 9
1.3.3 Arduino開發(fā)板使用流程 12
1.3.4 程序基本結(jié)構(gòu) 12
1.4 本章小結(jié) 13
第 2章 Arduino編程入門
2.1 編程語言 14
2.1.1 關(guān)鍵字 14
2.1.2 運算符 15
2.1.3 注釋符 17
2.2 數(shù)據(jù)類型、標(biāo)識符、變量和常量 17
2.2.1 數(shù)據(jù)類型 17
2.2.2 標(biāo)識符 18
2.2.3 變量 18
2.2.4 常量 18
2.3 運算符詳解 19
2.3.1 數(shù)學(xué)運算符 19
2.3.2 邏輯運算符 21
2.3.3 位運算符 21
2.3.4 運算順序 22
2.4 程序控制語句 22
2.4.1 條件語句 22
2.4.2 循環(huán)語句 23
2.4.3 循環(huán)控制語句 24
2.4.4 goto語句 25
2.5 Arduino基本程序結(jié)構(gòu) 25
2.5.1 基本結(jié)構(gòu) 25
2.5.2 setup()函數(shù) 25
2.5.3 loop()函數(shù) 26
2.6 函數(shù) 26
2.6.1 內(nèi)置函數(shù) 26
2.6.2 自定義函數(shù) 35
2.7 庫 36
2.7.1 安裝庫 36
2.7.2 庫的引入 37
2.7.3 使用標(biāo)準(zhǔn)庫 37
2.7.4 自定義庫 38
2.8 本章小結(jié) 39
第3章 Arduino工程入門
3.1 走進(jìn)Arduino工程設(shè)計 41
3.2 Arduino工程設(shè)計案例 42
3.2.1 LED閃爍實驗 42
3.2.2 搖桿模塊實驗與繼電器模塊實驗 44
3.2.3 水泵實驗與火焰?zhèn)鞲衅鲗嶒?48
3.2.4 PWM燈光亮度調(diào)節(jié)與步進(jìn)電機(jī)實驗 52
3.3 本章小結(jié) 54
第4章 基于Arduino的工程思維與項目設(shè)計方法
4.1 Fritzing 56
4.1.1 Fritzing簡介 56
4.1.2 Fritzing的使用 57
4.2 工程文檔書寫 59
4.2.1 什么是工程文檔 60
4.2.2 工程文檔的分類 60
4.2.3 如何編寫工程文檔 60
4.2.4 編寫工程文檔使用的軟件 61
4.2.5 Markdown語法簡介 61
4.3 團(tuán)隊合作與多團(tuán)隊協(xié)同開發(fā) 65
4.4 工程思維與項目設(shè)計方法 67
4.4.1 工程思維在Arduino工程實踐中的體現(xiàn) 67
4.4.2 項目設(shè)計方法在Arduino工程實踐中的實施 68
4.5 本章小結(jié) 70
第5章 工程認(rèn)知項目制作實例
5.1 物聯(lián)網(wǎng)背景下基于Arduino的娛樂
項目：機(jī)警戰(zhàn)士項目的設(shè)計與實現(xiàn) 71
5.1.1 實例背景 71
5.1.2 系統(tǒng)整體設(shè)計 72
5.1.3 電路及程序?qū)崿F(xiàn) 77
5.1.4 功能測試與驗證 80
5.2 智能溫濕度報警器 81
5.2.1 實例背景 81
5.2.2 系統(tǒng)整體設(shè)計 82
5.2.3 電路及程序?qū)崿F(xiàn) 84
5.2.4 功能測試與驗證 88
5.3 基于Arduino的雷達(dá)系統(tǒng) 89
5.3.1 實例背景 89
5.3.2 系統(tǒng)整體設(shè)計 90
5.3.3 雷達(dá)數(shù)據(jù)可視化 105
5.3.4 功能測試與驗證 106
5.3.5 更多的思考 110
5.4 本章小結(jié) 110
第6章 基于Arduino與3D打印技術(shù)的機(jī)器人制作
6.1 3D打印技術(shù)簡介 112
6.1.1 3D打印機(jī) 113
6.1.2 3D打印機(jī)軟件系統(tǒng)介紹 113
6.1.3 3D打印工具 114
6.2 結(jié)合Arduino與3D打印技術(shù)的智能小車制作 116
6.2.1 基于Arduino與3D打印的智能植物小車總體設(shè)計 116
6.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述 117
6.2.3 系統(tǒng)硬件模塊概述 117
6.2.4 3D打印智能植物小車部件 118
6.2.5 小車整體硬件組裝與測試 119
6.2.6 小車軟件設(shè)計與編程 125
6.2.7 完整小車系統(tǒng)調(diào)試 128
6.3 本章小結(jié) 130
第7章 機(jī)器人創(chuàng)新制作實例
7.1 礦山感知四足智能車制作 132
7.1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計 132
7.1.2 車體部分 134
7.1.3 通信部分 135
7.1.4 硬件設(shè)計 136
7.1.5 外圍器件 138
7.1.6 軟件設(shè)計 143
7.1.7 小結(jié) 145
7.2 基于Arduino與樹莓派的自動駕駛
小車 146
7.2.1 實例背景 146
7.2.2 系統(tǒng)整體設(shè)計 146
7.2.3 功能測試和驗證 169
7.2.4 小結(jié) 172
第8章 工程倫理與工程認(rèn)知實踐新趨勢
8.1 工程倫理 174
8.1.1 引言 174
8.1.2 工程倫理的定義 174
8.1.3 工程倫理的重要性 174
8.1.4 工程倫理的實踐 175
8.1.5 小結(jié) 175
8.2 工程認(rèn)知與人工智能 175
8.2.1 引言 175
8.2.2 人工智能簡史 176
8.2.3 人工智能在工程領(lǐng)域的應(yīng)用 177
8.2.4 人工智能在工程領(lǐng)域中面臨的挑戰(zhàn) 180
8.3 工程認(rèn)知實踐 181
附錄 主要工程認(rèn)知類競賽介紹 183
參考文獻(xiàn) 184
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