Python玩转物联⽹--《物联⽹Python开发实战》新书发布购买链接:
项⽬源码:
概述
物联⽹项⽬通常包含传感器、单⽚机、⽹关设备、通信模块、⽹络协议、后台程序、Web端等多个部件,需要多种编程语⾔以及研发技能的⽀持。
在产品原型验证的初期,尤其对于⼩团队来说,整合众多的研发⼒量并⾮易事。本书通过⼀个完整的实战项⽬展⽰物联⽹从设备到云端开发的全貌。该项⽬(智能种植系统)涵盖了远程灯控、安防告警、环境监测、智能滴灌、设备管理等多个功能模块。项⽬所有代码在GitHub 开源并配套了硬件开发板。
本项⽬基本使⽤Python⼀种语⾔实现了传感器、STM32单⽚机、嵌⼊式ARM-Linux⽹关、云端程序的开发。有了Python丰富的第三⽅库和模块的⽀撑,即便是⽋缺硬件和嵌⼊式知识的开发者也可玩转物联⽹,快速实现物联⽹产品。
主要内容:
物联⽹核⼼组件
Python编程基础及⾼级特性
MicroPython开发单⽚机
构建嵌⼊式Linux⽹关
多种传感器的接⼊
MySQL与SQLite数据库的使⽤
LoRa和GSM物联⽹通信模块
MQTT通信协议的应⽤
Django Web框架快速实现云端程序
⼤纲:
第1章——物联⽹邂逅Python
本章⼤致介绍物联⽹的组成、架构、发展现状及当前市⾯上典型的物联⽹应⽤⽅案,阐述Python这门
编程语⾔的特性和优点,讲述⽤Python语⾔开发物联⽹终端设备、⽹关设备、Web后台程序的具体⽅法及优势。
第2章——开启Python之旅
本章从零开始讲解如何使⽤Python语⾔进⾏编程,通过⼤量的实例代码带领Python初学者掌握基本的Python编程技巧。
第3章——Python数据结构
Python除了拥有⽐较通⽤的字符串、列表等数据结构外,还有元组、字典、集合等特有的数据结构。熟练掌握和运⽤Python的各种数据结构是编写⾼质量Python程序的基础。
第4章——Python⾼级特性
Python作为⼀门⾼级编程语⾔,拥有众多⾃⾝特有的⾼级特性,如⽣成器、迭代器、装饰器等。同时,Python也可⾯向对象编程,只有掌握Python⾼级特性的使⽤⽅法,才能抓住Python编程的精髓。
第5章——物联⽹核⼼组件
本章介绍物联⽹的核⼼组成部分及关键技术点,⾸先介绍WIFI、移动⽹络、Zigbee通信、BLE、LoRa、NB-IoT等⽹络通信⽅案,以及HTTP、Websocket、XMPP、CoAP、MQTT等⽹络通信协议;其次介绍常⽤的硬件设备种类,包括处理器、传感器、通信模块等;最后介绍⼏种市⾯上常⽤的物联⽹云平台,如中国移动的OneNet平台、AWS IoT平台、IBM的Waston IoT平台。
第6章——MicroPython开发物联⽹终端
django项目实例终端是物联⽹连接真实世界的第⼀层,是物联⽹产品中数量最为庞⼤的部件。本章重点讲解⽬前⾮常⽕爆的MicroPython,可⽤于开发单⽚机程序,单⽚机是物联⽹终端设备的核⼼,除了介绍MicroPython的基本使⽤外,还会⽤MicroPython构建⼀个液晶屏显⽰程序实例。
第7章——构建物联⽹⽹关
⽹关是连接终端设备和后台的枢纽,同时还负责局域⽹的组建和维护、本地数据存储、通信规则制定、业务逻辑管理等。在实际项⽬中,⽹关通常是⼀个运⾏Linux操作系统并搭载物联⽹通信模块及其他外设的嵌⼊式设备。本章将介绍⽹关上嵌⼊式Linux的相关知识及Python环境的构建⽅法,为后续讲解⽹关Python的开发提供基本的软、硬件环境。
第8章——⽹关数据编码与处理
⽹关作为物联⽹应⽤中的通信枢纽,在通信过程中有多种格式的数据需要处理。其⽅式包括转发、编解码、解析等。本章讲述⽹关如何通过Python语⾔处理各种格式的数据,包括CSV、JSON、XML、⼆进制数据、Base64格式的数据。
第9章——⽹关多进程与多线程
物联⽹⽹关往往需要管理⼤量的终端设备,还要承担通信、运算、IO操作等多种任务。本章介绍Python编程时实现多任务的⽅式及多进程、多线程、协程、异步IO等多种Python程序模型,并对它们做出对⽐,针对CPU密集型和IO密集型不同应⽤场景下⽅案的选择,使⽹关程序性能更优。
第10章——⽹关数据持久化
⽹关是运算中⼼与通信枢纽,也是局域⽹数据存储中⼼。数据持久化是⼀个系统稳定运⾏的必要条件。所有数据存放在内存中时,⼀旦设备发⽣软、硬件故障,将发⽣数据丢失。为了避免这种情况,某些关键数据需要固化到磁盘上。本章介绍两种数据固化到磁盘上的两种⽅式——普通⽂件和数据库,并介绍Python程序对这两种数据存储⽅式的实际运⽤。
第11章——Python扩展
Python在物联⽹⾏业的应⽤与其他⾏业的应⽤有很⼤不同:物联⽹涉及硬件操作且物联⽹设备的CPU
处理能⼒通常⾮常有限。因此,在某些特殊场景,需要使⽤C语⾔编写操作硬件的程序从⽽提供Python调⽤接⼝以实现Python对硬件的操作,⽽且在某些效率要求⾮常⾼的场景,使⽤运⾏效率更⾼的C语⾔编写程序,再编译成Python扩展库,可提⾼程序执⾏效率。本章主要讲解使⽤C语⾔扩展Python的⽅法。
第12章——⽹关⽹络编程
⽹关负责局域⽹的组建和维护,同时需要与后台通信以完成数据、指令的传输。本章⾸先介绍使⽤Python进⾏基本的Socket编程,接着以实战项⽬为例,分别讲解基于requests模块的⽂件传输及基于MQTT协议实现的hbmqtt编程。
第13章——物联⽹后台Web开发
本章介绍基于Python的 Django Web框架基础知识,包括视图与URL配置、模板、模型、表单、静态⽂件处理、⽤户注册与登录,主要介绍Django框架Web编程的基础知识储备,以便能够理解实战项⽬中的Web程序。
第14章——物联⽹Python项⽬实战
本章介绍⼀个基于物联⽹的智能种植项⽬,从项⽬架构、功能及项⽬所包含的终端设备、⽹关、后台
程序等⽅⾯全⾯展⽰开发过程。该项⽬在GitHub提供了完整的源码,读者通过该实战项⽬能够了解⼀个完整物联⽹项⽬的全貌,掌握物联⽹Python开发的细节。
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