智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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趙騫，張永波 編

圖書標籤:

• 智能傢居
• 物聯網
• 嵌入式係統
• 單片機
• 傳感器
• 無綫通信
• Python
• C語言
• 職業教育
• 教材

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111568117

版次：1

商品編碼：12223224

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 職業教育“十三五”規劃教材——物聯網應用技術專業智能傢居方嚮

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：202

字數：315000

正文語種：中文

內容簡介

　　《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》主要介紹瞭在Linux係統中利用QtCreator工具進行嵌入式智能傢居係統的開發。設置瞭智能傢居係統的界麵設計、基本功能的實現和高級功能的實現三部分內容。
　　《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》使用“任務驅動”的方法，結閤中職學生特點，引入大量實例在教材中，使學生在完成任務的過程中掌握基本的編程方法。同時，藉助“企想”公司推齣的“智能傢居操作颱”將設計效果進行實時展示，使學生對智能傢居係統的認識更加直觀。

內頁插圖

目錄

前言
項目1 設計智能傢居軟件係統的界麵 1
任務1 創建第一個Qt圖形化項目 2
任務描述 2 ／ 知識準備 2 ／ 任務實施 3
任務2 設計智能傢居係統軟件背景界麵 5
任務描述 5 ／ 知識準備 6 ／ 任務實施 9
任務3 設計環境數據檢測界麵 11
任務描述 11 ／ 知識準備 12 ／ 任務實施 13
任務4 設計圖片按鈕控製界麵 14
任務描述 14 ／ 知識準備 15 ／ 任務實施 16
任務5 設計空調控製界麵 18
任務描述 18 ／ 知識準備 18 ／ 任務實施 20
任務6 設計工作模式界麵 21
任務描述 21 ／ 知識準備 21 ／ 任務實施 23
任務7 設計單控模式界麵 23
任務描述 23 ／ 知識準備 23 ／ 任務實施 26
任務8 設計聯動模式界麵 27
任務描述 27 ／ 知識準備 27 ／ 任務實施 28
任務9 設計自定義模式界麵 29
任務描述 29 ／ 知識準備 29 ／ 任務實施 30
任務10 利用信號和槽機製實現設備狀態的切換 31
任務描述 31 ／ 知識準備 32 ／ 任務實施 34
項目總結 40
項目2 實現智能傢居軟件係統的基本功能 41
任務1 引入庫和必要的文件 42
任務描述 42 ／ 知識準備 42 ／ 任務實施 44
任務2 設置闆號 46
任務描述 46 ／ 知識準備 47 ／ 任務實施 49
任務3 獲取環境監測數據 51
CONTENTS 目錄
—· V ·—
任務描述 51 ／ 知識準備 51 ／ 任務實施 55
任務4 獲取環境溫度最大值與最小值 56
任務描述 56 ／ 知識準備 57 ／ 任務實施 61
任務5 使用圖片按鈕控製設備 62
任務描述 62 ／ 知識準備 62 ／ 任務實施 64
任務6 實現聯動模式功能 69
任務描述 69 ／ 知識準備 70 ／ 任務實施 70
任務7 實現自定義模式功能 76
任務描述 76 ／ 知識準備 76 ／ 任務實施 80
項目總結 83
項目3 實現智能傢居軟件係統的高級功能 85
任務1 實現窗口切換功能 86
任務描述 86 ／ 知識準備 86 ／ 任務實施 93
任務2 實現進度條加載功能 95
任務描述 95 ／ 知識準備 95 ／ 任務實施 10 3
任務3 實現用戶注冊和登錄功能 104
任務描述 104 ／ 知識準備 105 ／ 任務實施 111
任務4 實現用戶列錶功能 115
任務描述 115 ／ 知識準備 116 ／ 任務實施 126
任務5 實現用戶密碼修改和刪除功能 129
任務描述 129 ／ 知識準備 130 ／ 任務實施 146
任務6 實現自定義模式中保存和讀取功能 150
任務描述 150 ／ 知識準備 150 ／ 任務實施 156
任務7 實現LED燈的閃爍和跑馬燈效果 158
任務描述 158 ／ 知識準備 158 ／ 任務實施 174
任務8 實現時鍾功能 176
任務描述 176 ／ 知識準備 177 ／ 任務實施 188
任務9 移植嵌入式網關 189
任務描述 189 ／ 知識準備 190 ／ 任務實施 194
項目總結 202

前言/序言

智能傢居作為物聯網技術的一個重要分支，使用計算機技術、網絡布綫技術、網絡通信技術等把傢庭中各設備（如環境監測、照明、安防係統、傢電）連接起來，進行統一的管理和控製。智能傢居技術的齣現使人們的生活變得更加便捷，同時還能提高傢庭生活的安全性。
近年來，我國政府在政策上不斷加大對智能傢居相關企業的扶持和引導；另外，伴隨世界各地對節能環保的重視，我國對與環保相結閤的産業予以瞭政策上的支持。對於建築行業而言，提齣瞭綠色建築、節能減排的目標。這對於智能傢居市場起到瞭很好的推動作用，預示著智能傢居行業在我國具有相當大的發展潛力。相應地，人纔市場對智能傢居技術的軟、硬件開發人員的需求量也將越來越大。
本書是中等職業技術學校物聯網應用技術專業建設成果之一。依據項目流程，首先通過項目1設計智能傢居軟件係統的界麵，進行係統軟件界麵的設計，掌握在Linux操作係統中利用Qt Creator工具進行Qt GUI項目的創建、常用控件的使用、信號和槽機製的學習的方法。再通過項目2實現智能傢居軟件係統的基本功能，完成設備基本功能（如環境檢測數據）的獲取，LED燈、蜂鳴器、窗簾等電器的控製，聯動模式和自定義模式功能的實現，同時掌握Qt程序設計的基本語法。最後，通過項目3實現智能傢居軟件係統的高級功能，完成如窗口切換、用戶管理、時鍾顯示等功能，並進行6410網關的嵌入式移植。通過完成這些任務，進一步掌握Qt中的語法和常用係統類的用法。
本書教學建議如下：
序 號項 目 名 稱理 論 學 時實 訓 學 時總 學 時1 設計智能傢居軟件係統的界麵10 20 302 實現智能傢居軟件係統的基本功能7 28 353 實現智能傢居軟件係統的高級功能9 27 36閤 計26 75 101本書由淄博信息工程學校的趙騫和張永波任主編，參加編寫的還有莒縣職業技術教育中心的林凡東、淄博信息工程學校的薑凱、莒縣職業中等專業學校的趙冶和梁傳聖以及上海企想信息技術有限公司的陳艷、馮陽明、李來存和馬遇伯。
本書由日照市農業學校牽頭組織編寫，上海企想信息技術有限公司提供技術支持，在此一並錶示感謝。
由於編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
編 者

智能傢居係統開發 引言 隨著科技的飛速發展，人們對居住環境的舒適度、便捷度和安全性提齣瞭更高的要求。智能傢居，作為物聯網技術在日常生活中的重要應用，正以前所未有的速度滲透到我們的生活中，改變著我們的居住方式和生活品質。本書旨在為讀者係統性地介紹智能傢居係統的設計、開發、集成與應用，幫助有意投身於此領域的開發者、工程師以及相關專業學生，掌握核心技術，理解行業趨勢，並具備獨立開發和部署智能傢居解決方案的能力。 第一章：智能傢居概述 本章將深入剖析智能傢居的定義、發展曆程、核心價值以及當前市場現狀。我們將從宏觀角度齣發，探討智能傢居如何通過技術創新提升生活體驗，解決實際痛點。 1.1 智能傢居的定義與內涵 何為智能傢居？不僅僅是自動化，更是互聯互通、感知決策、主動服務。 智能傢居的五大維度：舒適性、便捷性、安全性、節能性、娛樂性。 智能傢居係統的主體構成：感知層、網絡層、應用層、服務層。 1.2 智能傢居的發展曆程與趨勢 從早期單品智能到如今的係統化、生態化。 關鍵技術驅動力：物聯網、人工智能、大數據、雲計算、5G通信。 未來發展方嚮：個性化定製、場景化聯動、主動式服務、無感交互。 1.3 智能傢居的核心價值與市場前景 為用戶帶來的價值：提升生活品質，節約能源，保障安全，豐富娛樂。 市場規模的增長潛力，不同細分領域的機遇。 行業麵臨的挑戰：標準不統一、成本、用戶接受度、隱私安全。 1.4 智能傢居的關鍵技術與組成模塊 傳感器技術：溫濕度、光照、人體感應、門窗磁、煙霧、燃氣等。 通信協議：Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa, Matter等。 控製技術：嵌入式係統、微控製器（MCU）、FPGA。 數據處理與分析：邊緣計算、雲計算、大數據分析。 用戶交互：手機App、語音助手、智能麵闆、手勢識彆。 第二章：智能傢居的關鍵技術解析 本章將聚焦智能傢居領域的核心技術，詳細闡述其原理、應用和發展前景，為後續的係統開發打下堅實的基礎。 2.1 物聯網（IoT）在智能傢居中的應用 萬物互聯的基礎：設備連接、數據采集、遠程控製。 IoT平颱的作用：設備管理、數據存儲、應用開發。 不同IoT通信協議的優缺點及適用場景。 2.2 人工智能（AI）賦能智能傢居 AI在用戶行為分析、場景識彆、語音交互中的作用。 機器學習與深度學習在智能推薦、故障預測等方麵的應用。 自然語言處理（NLP）在語音助手和智能客服中的實現。 2.3 雲計算與邊緣計算 雲計算：海量數據存儲、統一管理、復雜計算能力。 邊緣計算：低延遲、本地化處理、提高響應速度、降低帶寬壓力。 兩者協同工作，實現更高效、更智能的傢居係統。 2.4 傳感器技術詳解 不同類型傳感器的原理、精度、功耗及其在智能傢居中的具體應用。 傳感器的選型與集成注意事項。 傳感器網絡構建與數據融閤。 2.5 通信技術與網絡構建 無綫通信技術（Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee）的詳細對比與選擇。 有綫通信技術（Ethernet, RS485）的應用。 不同網絡拓撲結構的設計與優化。 5G通信對智能傢居的潛在影響。 第三章：智能傢居係統架構設計 本章將深入探討智能傢居係統的整體架構，包括分層設計、模塊劃分以及不同層次之間的交互機製，為讀者提供係統設計的方法論。 3.1 智能傢居係統分層架構 感知層： 負責采集環境信息和用戶指令，包含各類傳感器和輸入設備。 網絡層： 負責設備之間的通信和數據傳輸，涵蓋無綫和有綫通信技術。 平颱層（中間件）： 負責設備管理、數據處理、消息轉發、協議轉換等核心功能。 應用層： 為用戶提供服務，包括設備控製、場景模式、信息展示、數據分析等。 服務層： 提供增值服務，如遠程監控、安防報警、能源管理、個性化推薦等。 3.2 係統模塊劃分與功能設計 設備管理模塊： 設備的注冊、發現、狀態監控、固件升級。 通信模塊： 消息的編碼、解碼、路由、重傳。 數據處理模塊： 數據清洗、聚閤、存儲、分析。 場景聯動模塊： 基於規則或AI的自動化場景觸發與執行。 用戶交互模塊： 提供圖形化界麵、語音交互接口。 安全與隱私模塊： 身份認證、數據加密、訪問控製。 3.3 平颱選擇與技術棧 自主開發平颱 vs. 第三方IoT平颱（如阿裏雲IoT、騰訊雲IoT、AWS IoT等）。 常用開發語言與框架（如Python, Java, Node.js, C/C++, MQTT, CoAP）。 數據庫選擇（SQL, NoSQL）與數據模型設計。 3.4 係統集成與互操作性 如何實現不同品牌、不同協議設備的互聯互通。 標準協議（如Matter）的重要性與應用。 API設計與集成策略。 第四章：智能傢居設備開發與集成 本章將詳細介紹如何開發和集成智能傢居設備，包括硬件選型、嵌入式開發、固件編程以及與平颱的對接。 4.1 嵌入式係統基礎 微控製器（MCU）的選擇與應用（如ESP32, STM32）。 嵌入式Linux係統在智能傢居中的應用。 RTOS（實時操作係統）在設備控製中的作用。 4.2 傳感器與執行器接口開發 I2C, SPI, UART等通信接口的使用。 模擬信號與數字信號的轉換。 驅動程序的編寫與調試。 4.3 設備固件開發 設備端軟件的設計原則：低功耗、高可靠性、安全性。 網絡連接的實現：Wi-Fi, Bluetooth配網。 MQTT/CoAP協議在設備端的實現。 OTA（Over-The-Air）固件升級機製。 4.4 設備與IoT平颱的對接 設備注冊與認證流程。 數據上報與指令下發的實現。 設備影子（Device Shadow）機製的應用。 4.5 智能設備選型與改造 市麵上主流智能設備的分析。 如何評估和選擇適閤的智能設備。 非智能設備改造為智能設備的方案（如智能插座、智能開關）。 第五章：智能傢居應用開發與用戶體驗 本章將重點關注智能傢居應用的開發，包括移動端App、Web端管理平颱的設計，以及如何通過優秀的用戶體驗提升用戶滿意度。 5.1 移動端App開發 iOS和Android平颱原生開發或跨平颱開發。 UI/UX設計原則：簡潔、直觀、易用。 常用UI組件庫和開發框架。 與後端平颱的API交互。 5.2 Web端管理平颱開發 企業級或傢庭集中管理後颱的設計。 設備監控、用戶管理、場景配置、數據報錶功能。 響應式Web設計，適應不同屏幕尺寸。 5.3 語音交互與智能助手集成 如何集成第三方語音助手（如Alexa, Google Assistant, 小愛同學）。 自定義語音指令的設計與實現。 語音交互的用戶體驗優化。 5.4 場景模式設計與實現 預設場景（迴傢、離傢、睡眠、觀影）的設計。 用戶自定義場景的創建與管理。 基於AI的智能場景推薦。 5.5 數據可視化與用戶反饋 能源消耗、環境數據等信息的圖錶展示。 用戶行為分析，為個性化服務提供依據。 收集用戶反饋，持續優化産品。 第六章：智能傢居安全與隱私保護 安全性與隱私是智能傢居發展的生命綫。本章將深入探討智能傢居係統的安全威脅、防護策略以及隱私保護的必要性。 6.1 智能傢居麵臨的安全威脅 設備被劫持、數據泄露、隱私侵犯。 網絡攻擊：DDoS攻擊、中間人攻擊。 物理安全漏洞。 6.2 安全設計原則與防護策略 身份認證與授權： 用戶認證、設備認證、最小權限原則。 數據加密： 通信加密（TLS/SSL）、數據存儲加密。 訪問控製： 角色管理、權限細分。 安全審計與監控： 日誌記錄、異常檢測。 固件安全： 代碼審計、漏洞掃描、安全更新。 6.3 隱私保護的法律法規與最佳實踐 GDPR、CCPA等相關法律法規解讀。 用戶數據收集、使用、存儲的閤規性。 透明度原則與用戶知情權。 差分隱私、匿名化等技術在隱私保護中的應用。 6.4 安全漏洞的檢測與響應 滲透測試與漏洞掃描。 應急響應計劃的製定與演練。 構建安全的生態係統。 第七章：智能傢居解決方案實踐 本章將通過具體的案例分析，展示如何將前述理論知識應用於實際的智能傢居解決方案設計與開發。 7.1 智慧社區解決方案 物業管理、社區安防、能源監控、智能停車等。 多係統集成與協同工作。 7.2 智慧養老解決方案 老人監護、健康監測、緊急呼叫、生活輔助。 人性化設計與情感關懷。 7.3 智能酒店解決方案 客房自動化、訪客管理、能耗優化、個性化服務。 提升住客體驗與運營效率。 7.4 智能辦公空間解決方案 環境控製、會議管理、訪客接待、能源管理。 提高工作效率與舒適度。 7.5 DIY智能傢居項目實踐 小型智能傢居係統的設計與搭建，例如： 基於ESP32的智能燈光控製係統。 使用樹莓派搭建傢庭智能中控。 通過傳感器實現室內環境監測與自動化調節。 第八章：智能傢居行業發展與未來展望 本章將對智能傢居行業的未來發展趨勢進行預測，並對開發者提齣建議，幫助讀者把握行業脈搏，持續學習與創新。 8.1 行業標準與生態建設 Matter等開放標準的重要性。 構建開放、閤作的智能傢居生態。 8.2 新興技術在智能傢居中的應用 AIoT（人工智能與物聯網融閤）的深入發展。 數字孿生技術在智能傢居中的潛力。 可穿戴設備與智能傢居的聯動。 8.3 智能化程度的提升與個性化服務 從“被動響應”到“主動服務”的轉變。 深度學習與用戶畫像，提供韆人韆麵的智能體驗。 8.4 綠色智能傢居與可持續發展 能源管理與節能減排。 環保材料與可持續的生産製造。 8.5 智能傢居從業者的發展路徑與學習建議 技術更新迭代快，持續學習的重要性。 跨學科知識的重要性（硬件、軟件、網絡、AI、UX）。 關注行業動態，參與社區交流。 結語 智能傢居技術的進步，正在深刻地改變著我們的生活方式。本書力求為讀者提供一個全麵、深入的學習平颱，從基礎理論到實踐應用，幫助您構建紮實的專業知識體係，應對未來的挑戰與機遇。願本書成為您投身智能傢居開發領域，創造更智能、更美好生活的有力助手。

评分☆☆☆☆☆

作為一名職業教育的講師，我在尋找能夠真正滿足學生實際需求、緊跟行業發展趨勢的教材時，總是煞費苦心。《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》這本書的名字，讓我看到瞭它在教學方麵的巨大潛力。我特彆希望這本書能夠提供一套完整、科學的教學體係，能夠幫助職業院校的學生掌握智能傢居係統的開發與應用技能。書中是否能夠詳細介紹智能傢居係統的整體架構設計，包括前端感知層、中間網絡層、後端平颱層以及應用服務層，並對每一層的功能和技術進行深入闡述？同時，我關注書中是否能融入最新的物聯網技術，如人工智能在智能傢居中的應用、大數據分析、邊緣計算等，讓學生接觸到行業的前沿知識。我還需要書中具備足夠多的實踐案例和項目設計，能夠讓學生在課堂上或課後進行實操，培養他們的動手能力和解決實際問題的能力。如果這本書能夠成為我們教學的有力支撐，那將是對我巨大的幫助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛踏入智能傢居技術領域的初學者，在學習過程中常常感到迷茫，不知道從何處著手。看到《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》這本教材，我希望能從中獲得紮實的基礎知識。我對書中關於物聯網技術在智能傢居中的基礎理論部分非常感興趣，例如傳感器的工作原理、嵌入式係統的開發、數據采集與傳輸等。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，解釋那些抽象的技術概念，並配以清晰的圖示和代碼示例。另外，我也期望書中能夠介紹一些常見的智能傢居硬件模塊和開發闆，以及如何使用它們來構建簡單的智能傢居原型。對於初學者來說，動手實踐至關重要，如果書中能提供一些循序漸進的實驗項目，幫助我們一步步掌握技能，那就太棒瞭。我希望這本書能成為我入門智能傢居開發的“敲門磚”，讓我能夠信心滿滿地邁齣第一步。

评分☆☆☆☆☆

從一個數碼愛好者，到希望能夠自己動手搭建智能傢居係統的“發燒友”，我一直在尋找能夠引導我走嚮更深層次開發的資源。《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》這本教材，聽起來就充滿瞭實用性。我非常希望能在這本書中找到關於不同智能傢居通信協議的詳細技術講解，例如如何理解和配置MQTT、CoAP等物聯網通信協議，以及如何在不同協議之間進行互聯互通。我還對智能傢居安全方麵的內容特彆感興趣，例如如何對數據進行加密，如何防範網絡攻擊，以及如何構建一個安全的智能傢居網絡環境。此外，如果書中能夠提供一些關於如何開發智能傢居APP的指導，包括UI/UX設計原則，以及與後端服務器進行數據交互的API調用方式，那對我來說將是無價之寶。我渴望這本書能夠成為我從“用戶”到“開發者”的橋梁，讓我能真正實現DIY智能傢居的夢想。

评分☆☆☆☆☆

作為一名長期在智能傢居行業摸爬滾打的工程師，我一直渴望找到一本真正能夠係統梳理行業脈絡、同時又能兼顧實踐操作的教材。當看到《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》這本書時，我的期待值可以說是拉滿瞭。我希望能在這本書中找到對現有智能傢居産品和解決方案的深度剖析，不僅僅是市麵上常見的那些“喊一句就能亮燈”的簡單應用，而是能深入到背後的技術架構、通信協議、數據安全等方麵。我尤其關心書中是否能詳細介紹不同品牌、不同協議（如Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth Mesh等）的優缺點對比，以及它們在實際係統集成中可能遇到的挑戰和解決方案。另外，我非常期待書中能夠提供一些關於如何進行智能傢居係統選型、設計、調試的案例分析，最好能涵蓋從單品連接到全屋智能場景的構建過程，這樣對於我們這些一綫開發者來說，無疑是寶貴的實操指導。希望這本書能像一本武林秘籍，為我們揭示智能傢居領域更深層次的奧秘。

评分☆☆☆☆☆

我一直對智能傢居的未來充滿好奇，並嘗試過一些市麵上的智能傢居産品，但總覺得它們在智能化和人性化方麵還有很大的提升空間。《智能傢居係統開發/職業教育“十三五”規劃教材·物聯網應用技術專業智能傢居方嚮》這本書，讓我看到瞭深入瞭解智能傢居“幕後”世界的可能性。我希望能從中瞭解到，如何將各種設備進行有效的聯動，實現真正意義上的“智能”。書中是否能探討更高級的智能場景設計，比如基於用戶習慣的自適應調節，或者跨設備、跨平颱的無縫體驗？我也很想知道，在構建復雜的智能傢居係統時，如何確保係統的穩定性和可靠性，以及如何處理可能齣現的故障和安全隱患。對於用戶體驗的優化，例如語音交互的自然度、App界麵的友好性等方麵，書中是否也有相關的開發思路和方法論？我希望這本書能為我打開一扇窗，讓我看到智能傢居更廣闊的發展前景和創新的可能性。