前言
PREFACE

物聯網、智能硬件和大數據技術給社會帶來了巨大的沖擊，個性化、定制化和智能化的硬件設備成為未來的發展趨勢?！爸袊圃?025”計劃、德國的“工業4.0”及美國的“工業互聯網”都是將人、數據和機器連接起來，其本質是工業的深度信息化，為未來智能社會的發展提供制造技術基礎。

在“大眾創業，萬眾創新”的時代背景下，人才的培養方法和模式也應該滿足當前的時代需求。作者依據當今信息社會的發展趨勢，結合Arduino開源硬件的發展及智能硬件的發展要求，采取激勵創新的工程教育方法，培養可以適應未來工業4.0發展的人才。因此，試圖探索基于創新工程教育的基本方法，并將其提煉為適合我國國情、具有自身特色的創新實踐教材。本書對實際教學中應用智能硬件的創新工程教學經驗進行總結，包括具體的創新方法和開發案例，希望對教育教學及工業界有所幫助，起到拋磚引玉的作用。

本書的內容和素材主要來源于作者所在學校近幾年承擔的教育部和北京市的教育、教學改革項目和成果，也是北京郵電大學信息工程專業的同學們創新產品的設計成果。書中系統地介紹了如何利用Arduino開發平臺進行產品開發，包括相關的設計、實現與產品應用，主要內容包括Arduino設計基礎及項目開發案例，涉及智能控制類開發案例、生活便捷類開發案例、物聯網類開發案例、人機交互類開發案例及其他創意類開發案例。

在編排方式上，全書側重針對創新產品的項目設計過程進行描述，分別從需求、分析、設計與實現等角度論述了硬件電路、軟件設計、傳感器和功能模塊等，并剖析了產品的功能、使用、電氣連接和程序代碼等。

本書主要由李永華編著。此外，李和禹、陳河泉、陳向梅、張秋彤、李昕燁、張國利也參與了部分內容的編寫。同時，感謝林家儒教授的鼎力支持和悉心指導，感謝鄭鋮、譚揚、黃旭新、顧鐵玥、高凡石、陳佳豐等研究生的大力協助，感謝北京郵電大學信息工程專業所有同學，感謝父母妻兒在精神上給予的支持與鼓勵，才使此書得以問世！

本書獲得了北京市教育科學“十二五”規劃重點課題（優先關注）——北京市職業教育產教融合專業建設模式研究（ADA15159）資助。本書的編寫也得到了教育部電子信息類專業教學指導委員會、信息工程專業國家第一類特色專業建設項目、信息工程專業國家第二類特色專業建設項目、教育部CDIO工程教育模式研究與實踐項目、教育部本科教學工程項目、信息工程專業北京市特色專業建設、北京市教育教學改革項目、北京郵電大學教育教學改革項目（2017JY04）的支持。在此一并表示感謝！

本書可作為高校電子信息類專業“開源硬件設計”“電子系統設計”“創新創業”等課程的教材，也可作為創客及智能硬件愛好者的參考用書，還可作為從事物聯網、創新開發和設計專業人員的技術參考書。為便于讀者高效學習，及時掌握Arduino開發方法，本書配套提供項目設計的硬件電路圖和程序代碼，可供讀者舉一反三，二次開發。歡迎廣大讀者加入開源硬件學習QQ群605892846，以便獲取本書配套資源，進行學習交流。

由于作者水平有限，書中不妥及錯誤之處在所難免，衷心地希望各位讀者多提寶貴意見及具體的修改措施，以便再版更正。

李永華

于北京郵電大學