智能硬件設計與維護是電子信息相關專業(yè)一門專業(yè)必修課程,在整個電子信息體系中占有重要地位,并且已成為其他理工專業(yè)的熱門選修課。智慧安防、智慧能源管控、智慧教室、智慧宿舍等智慧校園智能硬件落地場景,為《智能硬件設計與維護》課程提供了豐富的教學案例及維護場景。《智能硬件設計與維護》課程以智慧校園內(nèi)具體智慧化場景的智能硬件的設計方法、設計過程及維修維護技巧為課程主要內(nèi)容組織教材編寫,教學與智慧校園相輔相成,以教學促進智慧校園智慧化提升,以智慧校園真實案例豐富施教進程,并在施教過程中,促進學生動手實踐,培育大國工匠精神。課程以智慧校園能源管控系統(tǒng)中用到觸摸燈控開關、遠程控制斷路器及電流過載保護器為主要載體,適當降低難度后形成教學案例,以智慧教室和智慧宿舍內(nèi)的其它實例為觸類旁通案例,以生活中的一些小智能硬件為舉一反三案例,讓同學們反復練習,從被動設計實踐到孰能生巧,逐漸形成動手實踐能力和遷移能力,達到學科規(guī)定的相關行業(yè)企業(yè)首崗能力目標。本書概念嚴謹、邏輯推理嚴密,語言精練,可以作為計算機類專業(yè)或電子信息類相關專業(yè)的?平滩模部晒⿵氖码娮有畔⑿袠I(yè)硬件工作的科技工作者參考。
本書的主要特點有:(1)以智慧校園真實場景和案例為基礎,接地氣;(2)以純國產(chǎn)立創(chuàng)EDA軟件為設計工具,簡單易用,并且具有豐富的線上共享資源庫,支持國產(chǎn),拒絕卡脖子;(3)知識點有機結(jié)合,打通《電路基礎》、《計算機輔助設計》、《單片機原理》、《C語言編程》、《C#軟件設計》等課程,按需講解知識點、夠用即止,培養(yǎng)學生自主查找資料并應用于實際開發(fā)實踐的能力,避免了學一門課忘一門課、理論深度太深無法掌握、學不能致用等尷尬場地;(4)設計與維護有機結(jié)合,以設計促維護,實現(xiàn)智能硬件設計能力與系統(tǒng)維護能力的有機統(tǒng)一,相互相成,設計過程中學習維護技巧,維護過程促進設計細節(jié)的思考和系統(tǒng)改善策略的行成,培育大國工匠精神;(5)重實踐但不輕視理論,在實踐中穿插理論教學,在理論教學中提高實踐方法和思維能力,課程配備焊臺、風槍、萬用表等基礎工具,并為學生提供電子元器件支持,讓同學們有親自動手設計、制作、調(diào)試智能硬件的動手機會,鼓勵優(yōu)秀作品參加各類挑戰(zhàn)杯比賽。
隨著電子技術的迅猛發(fā)展,智能硬件產(chǎn)品遍布社會的各個角落,從軍用電子智能硬件、工業(yè)智能硬件到民用智能硬件,各類產(chǎn)品層出不窮,比如嬰兒智能搖籃、智能玩具,成人智能手環(huán)、遙控車、無人機,老年人智能血壓計、智能看護儀等?梢哉f只要有人的地方,就有智能硬件產(chǎn)品的存在,智能硬件在為人們的生活帶來方便的同時,也提高了人們的生活舒適度,智能硬件逐漸被大眾接納,走進了老百姓的生活中。智能硬件在智慧安防、 .慧能源管控、 智慧教室、智慧宿舍等智慧校園場景的具體應用,為智能硬件設計與維護課程提供了豐富的教學案例和實訓場景。《智能硬件設計與維護》課程以智慧校園和相關行業(yè)內(nèi)具體智慧化場景的智能硬件的設計方法、設計過程及維修維護技巧為主要內(nèi)容,以智能硬件在智慧校園、智能家居、智能建筑等領域的真實案例豐富施教進程,并在施教過程中,促進讀者動手實踐,培育大國工匠精神。課程以智慧校園能源管控系統(tǒng)中用到的觸摸燈控開關系統(tǒng)、遠程控制斷路器系統(tǒng)及讀卡計費系統(tǒng)為主要載體,適當降低難度并確保實踐教學安全性后形成教學案例,以智慧宿舍內(nèi)的相似實例為案例,舉一反三,以生活中的一些小智能硬件為觸類旁通案例,讓同學們反復設計、練習,從被動設計實踐到熟能生巧,逐漸形成動手實踐能力和遷移能力,達到學科規(guī)定的相關行業(yè)企業(yè)首崗能力目標。本書的主編由方武和曹振華兩位老師擔任,郭繼偉、李文娟、李慧姝、楊佳奇為副主編。本書的主要特點如下:(1)以智能硬件在智慧校園、智能家居、智能建筑等真實場景應用為基礎,接地氣,易實踐。(2)以純國產(chǎn)立創(chuàng)EDA軟件為設計工具,簡單易用,并且具有豐富的線上共享資源庫,支持國產(chǎn),拒絕卡脖子。(3)知識點全面且有機結(jié)合,打通電路基礎計算機輔助設計單片機原理C語言程序設計C#軟件設計等課程,按需講解知識點、夠用即止,培養(yǎng)讀者自主查找資料并應用于實際開發(fā)實踐的能力,避免了讀者陷入學一門課忘一門課、理論深度太深無法掌握、學不能致用等尷尬境地。(4)設計與維護有機結(jié)合,以設計促維護,實現(xiàn)智能硬件設計能力與系統(tǒng)維護能力的有機統(tǒng)一,相輔相成,設計過程中學習維護技巧,維護過程中促進設計細節(jié)的思考和系統(tǒng)改善策略的形成,培育大國工匠精神。(5)重實踐但不輕視理論,在實踐中穿插理論教學,在理論教學中提高實踐方法和思維能力。課程配備焊臺、風槍、萬用表等基礎工具,并為讀者提供電子元器件支持,讓同學們有親自動手設計、制作、調(diào)試智能硬件的機會,鼓勵優(yōu)秀作品參加各類挑戰(zhàn)杯比賽。(6)全流程按企業(yè)開發(fā)步驟展開,教學即是實戰(zhàn),從設計、制版、采購、貼片、維修到軟件開發(fā)、調(diào)試等,開發(fā)難度適當降低,但工藝技能點面面俱到。本教程的編寫得到了深圳市嘉立創(chuàng)電子服務有限公司楊林杰、賀定球、吳波等工程師的大力支持,嘉立創(chuàng)PCB打樣平臺為讀者定期提供免費打樣機會,減輕讀者的經(jīng)濟壓力;信息技術學院物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)盧愛紅、馮蓉珍、李文娟、楊佳奇等多位博士在視頻錄制、教學案例梳理等方面提供支持,馮蓉珍等老師在教材統(tǒng)稿方面提供了大力支持,在此一并感謝。為了方便教學,本書還配有電子課件等資料,任課老師可以發(fā)郵件至hustpeiit@163.com索取。
方武,1981.7,蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術學院信息技術學院副院長,副教授,博士,企業(yè)博士后,研究生畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(武漢),專注于嵌入式系統(tǒng)、人工智能技術及機器視覺方面的技術研究。近五年主持近年來主持江蘇省科技計劃產(chǎn)學研項目1項,江蘇省高校自然科學研究面上項目 1 項,市廳級科研項目 2 項,院級課題 2 項,橫向課題 3 項。作為骨干成員參與國家自然科學基金項目 2 項,湖北省部級項目 2 項,江蘇省部級項目 1 項,蘇州市 廳級項目 2 項,橫向課題 4 項。發(fā)表相關論文 18 余篇;獲得授權發(fā)明專利 6 項,新型實用專利 6項,軟件著作權 4 項。
項目一 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)設計/005任務1-1 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)設計任
務書/006
任務1-2 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)設計知
識強化/009
任務1-3 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)原理圖
設計/023
任務1-4 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)PCB圖
設計/027
任務1-5 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)用料采
購/036
任務1-6 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)集成
/038
任務1-7 智慧能控觸摸燈控開關系統(tǒng)驗收交
付/049
任務1-8 行業(yè)拓展案例 智慧宿舍雨滴報警
系統(tǒng)設計/051
任務1-9 行業(yè)拓展案例 家庭小夜燈開關設
計/052
項目二 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)設計/054任務2-1 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)設計任務
書/055
任務2-2 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)設計知
識強化/058
任務2-3 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)原理圖
設計/073
任務2-4 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)PCB圖
設計/075
任務2-5 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)集成及
維護推理/081
任務2-6 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)程序設
計/085
任務2-7 智慧能控遠程斷路器系統(tǒng)驗收交
付/109
任務2-8 行業(yè)拓展案例 基于51單片機的
遠程電控系統(tǒng)設計/111
任務2-9 行業(yè)拓展案例 家庭智能新風控
制系統(tǒng)設計/112
項目三 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)設計/114任務3-1 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)設計任務
書/115
任務3-2 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)設計知識
強化/117
任務3-3 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)原理圖設
計/122
任務3-4 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)PCB圖設
計/124
任務3-5 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)集成及維
護推理/127
任務3-6 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)程序設計
及在線調(diào)試/129
任務3-7 智慧能控讀卡計費系統(tǒng)驗收交付
/153
任務3-8 行業(yè)拓展案例 基于51單片機的
RFID門禁系統(tǒng)設計/155
任務3-9 行業(yè)拓展案例 基于STM32單片機
RFID考勤系統(tǒng)設計/156
學期總結(jié)/157總結(jié)A 成果講評/158
總結(jié)B 期末答疑/158
附錄/160附錄A 制板工廠參觀/161
附錄B 設計平臺/162
附錄C 開源平臺/163
附錄D 常用工具之萬用表/164
附錄E SMT貼片工藝/165
附錄F C語言基本語法/167
附錄G C#語言基本語法/172
附錄H 課程標準/177
參考文獻/200