Preface
前言

“放飛夢想、智創(chuàng)未來”，隨著數(shù)字科技、開源硬件、3D打印的快速發(fā)展，一場創(chuàng)客運動悄然興起，吸引了很多工業(yè)設計、硬件制造、互聯(lián)網(wǎng)及軟件編程等方面的愛好者參與其中。隨著智能硬件產業(yè)的爆發(fā)式增長，可以預計創(chuàng)客運動將對各個科技領域的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)發(fā)揮更大的作用。可以說，當前是一個創(chuàng)客時代，將引領科技走進一個新的方向，個體制造時代即將到來；當前又是一個創(chuàng)新的時代，全民創(chuàng)造將實現(xiàn)。

那么，創(chuàng)客究竟是什么呢？具體來說，創(chuàng)客是指利用開源硬件和互聯(lián)網(wǎng)將各種創(chuàng)意變?yōu)閷嶋H產品的人。目前幾種比較流行的創(chuàng)客實踐有：以生活趣味性為重心的創(chuàng)客實踐、以結構為重心的創(chuàng)客實踐、以技術為重心的創(chuàng)客實踐等。本書著眼于以技術為重心的機器人創(chuàng)客實踐，基于典型的開源硬件及編程。通過對本書進行學習，讀者能夠掌握機器人創(chuàng)客實現(xiàn)的完整過程，從而進行機器人的實際開發(fā)，獲得所需的應用技能。

全書共17章，從機器人創(chuàng)客實現(xiàn)視角，依次進行講解，具體內容如下。

第1章介紹了創(chuàng)客的發(fā)展、機器人創(chuàng)客和機器人創(chuàng)客DIY部件。

第2章介紹了在機器人設計、開發(fā)及調試過程中常用的開發(fā)環(huán)境。

第3章介紹了進行Arduino開發(fā)需要用到的開發(fā)板和開發(fā)環(huán)境。

第4章介紹了Arduino IDE中編寫程序涉及的Arduino基本函數(shù)，包括I/O控制、時間函數(shù)、中斷函數(shù)、通信函數(shù)、數(shù)學函數(shù)、讀寫EPROM函數(shù)，以及典型的SPI和I²C總線的操作。

第5章介紹了機器人常用的電機、舵機、直流減速電機和步進電機。

第6章介紹了一些典型傳感器在Arduino中的使用方法。這些傳感器包括超聲波測距傳感器、紅外光電傳感器、溫度傳感器、手勢識別傳感器、姿態(tài)檢測傳感器等，涉及在Arduino中的工作原理、接線方法、編程實現(xiàn)和實現(xiàn)結果。

第7章介紹了Arduino的常用無線通信的3種方法，涉及它們的技術特點，并給出了具體案例及實現(xiàn)方法。

第8章介紹了Arduino的綜合應用案例，涉及完成的功能、硬件部分的選擇、組裝方法、軟件操作。

第9章介紹了樹莓派的各種版本、接口、軟件獲取等內容，以利于在使用時進行選擇。

第10章介紹了樹莓派軟件的基本操作，涉及網(wǎng)絡連接、遠程控制、中文化配置、GPIO庫安裝等內容。

第11章介紹了樹莓派的應用程序編程，涉及Python語言編程的相關內容。

第12章介紹了樹莓派典型傳感器的使用方法，涉及模擬量輸入傳感器、數(shù)字量輸入傳感器、I²C接口輸入、A/D轉換器、開關量輸入，以及攝像頭等內容。

第13章介紹了樹莓派機器人的電機、舵機、直流減速電機和步進電機的使用，涉及使用繼電器控制大功率設備，并給出了具體案例及實現(xiàn)方法。

第14章介紹了樹莓派實現(xiàn)機器人視覺的相關內容，涉及樹莓派的機器人視覺庫SimpleCV，以及使用SimpleCV在視覺的一些應用，包括數(shù)硬幣、人臉檢測、動態(tài)圖像采集、運動檢測等，均給出了應用案例及實現(xiàn)方法。

第15章介紹了基于樹莓派的語音處理的相關內容，涉及主流播放器、USB話筒、天氣預報、聊天機器人等內容，每一部分均給出了應用案例及實現(xiàn)方法。

第16章介紹了樹莓派的綜合應用，對涉及的設計方法和典型部分進行了詳細說明。

第17章介紹了Arduino與樹莓派的結合使用方法，涉及通過樹莓派對Arduino編程、樹莓派控制Arduino的輸出、樹莓派讀取Arduino的輸入、兼容Arduino硬件提供樹莓派接口的AlaMode接口板等，均給出了應用案例和實現(xiàn)方法。

總體來說，本書具有下列特點。

（1）前瞻性：站在時代前沿，響應時代號召，題材緊跟時代發(fā)展步伐。

（2）典型性：介紹了Arduino和樹莓派兩種應用最廣泛的典型平臺及聯(lián)合應用。

（3）開源性：通過對這兩種典型開源平臺的學習與思考，讓讀者感受開源的力量。

（4）系統(tǒng)性：從簡單到復雜、從本地到遠程、從底層到高層，系統(tǒng)展示了機器人創(chuàng)客的知識體系。

（5）完整性：從控制器、傳感器、驅動器、通訊等機器人的完整組成部件，到編程環(huán)境、庫的使用和增加、典型應用的完整過程，每一章既具有獨立性，整體又具備完整性。

（6）應用性：每一部分的知識點均配以應用案例，可以使讀者輕松領會機器人創(chuàng)客開發(fā)的精髓，快速提高開發(fā)技能。

由于時間倉促、作者水平有限，書中疏漏和錯誤之處在所難免，希望廣大專家、讀者提出寶貴意見，以便修訂時加以改正。