前言
近年来，物联网、移动互联网、大数据和云计算的迅猛发展，慢慢改变了社会的生产方式，大大提高了生产效率。工业和信息化部《物联网发展规划（2016—2020年）》总结了“十二五”规划中物联网发展所取得的成就，并提出了“十三五”面临的形势，明确了物联网的发展思路和目标，提出了物联网发展的6大任务，分别是强化产业生态布局、完善技术创新体系、推动物联网规模应用、构建完善标准体系、完善公共服务体系、提升安全保障能力；提出了4大关键技术，分别是传感器技术、体系架构共性技术、操作系统，以及物联网与移动互联网、大数据融合关键技术；提出了6大重点领域应用示范工程，分别是智能制造、智慧农业、智能家居、智能交通和车联网、智慧医疗和健康养老，以及智慧节能环保；指出要健全多层次多类型的物联网人才培养和服务体系，支持高校、科研院所加强跨学科交叉整合，加强物联网学科建设，培养物联网复合型专业人才。该发展规划为物联网发展指出了一条鲜明的道路，同时也可以看出，我国在推动物联网应用方面的坚定决心，相信物联网规模会越来越大。
本书基于STM32微处理器详细阐述嵌入式系统和物联网系统的底层开发技术，采用了案例式和任务式驱动的开发方法，旨在大力推动物联网人才的培养。
嵌入式系统和物联网系统涉及的技术很多，底层和感知层的开发需要掌握微处理器接口技术、相应传感器的应用开发技术。本书将详细分析基于STM32和各种传感器的驱动方法，理论知识点清晰，实践案例丰富。
全书采用任务式开发的学习方法，精选28个贴近社会和生活的案例，由浅入深地介绍STM32的接口技术和传感器应用开发技术，每个案例均有完整的开发过程，分别是生动的开发场景、明确的开发目标、深入浅出的原理学习、详细的系统设计过程、详细的软/硬件设计和功能实现过程，最后进行开发验证和总结拓展。每个案例均附有完整的开发代码，读者可在源代码的基础上快速地进行二次开发，能方便地将其转化为各种比赛和创新创业的案例，不仅为高等院校相关专业师生提供教学案例，也可以为工程技术人员和科研人员提供较好的参考资料。
第1部分引导读者初步了解嵌入式系统的发展概况，学习ARM微处理器的基本原理、功能，并进一步学习STM32的原理、功能及片上资源，学习STM32开发平台的构成以及开发环境的搭建，初步探索IAR for ARM的开发环境和在线调试，掌握STM32开发环境的搭建和调试。
第2部分介绍本书开发项目所依托的STM32的各种接口技术，分别有GPIO、外部中断、定时器、ADC、看门狗、串口、LCD、I2C总线和SPI总线，共有9个任务，分别是任务4到任务12，从而实现了9个项目的设计，包括：设备指示灯的设计与实现、竞赛抢答器的设计与实现、电子时钟的设计与实现、汽车电压指示器的设计与实现、环境监测点自复位的设计与实现、视频监控中三维控制键盘的设计与实现、农业大棚环境信息采集系统的设计与实现、高速动态数据存取的设计与实现，以及车载显示器的设计与实现。通过9个任务的开发来掌握STM32的接口原理、功能和开发技术，从而具备基本的开发能力。
第3部分介绍各种传感器技术，包括光照度传感器、气压海拔传感器、空气质量传感器、三轴加速度传感器、距离传感器、人体红外传感器、燃气传感器、振动传感器、霍尔传感器、光电传感器、火焰传感器、触摸传感器、继电器、轴流风机、步进电机和RGB灯，深入学习传感器的基本原理、功能和结构。结合这些传感器和STM32开发平台，完成任务14到任务29共16个项目的设计，包括：温室大棚光照度测量系统的设计与实现、探空气球测海拔的设计与实现、建筑工地扬尘监测系统的设计与实现、VR设备动作捕捉系统的设计与实现、扫地机器人避障系统的设计与实现、红外自动感应门的设计与实现、燃气监测仪的设计与实现、振动检测仪的设计与实现、电机转速检测系统的设计与实现、智能家居光栅防盗系统的设计与实现、智能建筑消防预警系统的设计与实现、洗衣机触控面板控制系统的设计与实现、微电脑时控开关的设计与实现、工业通风设备的设计与实现、工业机床控制系统的设计与实现，以及声光报警器的设计与实现。通过16个项目的设计与开发，使读者熟悉传感器的基本原理，并掌握用STM32驱动各种传感器的方法，为综合项目开发打下坚实的基础。
第4部分开发的是综合项目，分别是任务30到任务32共3个项目的设计，任务30综合应用STM32、按键、光照度传感器、蜂鸣器、RGB灯、LCD和LED完成图书馆照明调节系统软/硬件设计；任务31综合应用STM32、燃气传感器、火焰传感器、继电器、按键、蜂鸣器、LCD和LED完成集成燃气灶控制系统的软/硬件设计；任务32综合应用STM32、按键、步进电机、继电器、RGB灯、LCD和LED完成智能洗衣机控制系统的软/硬件设计。其中，每个综合项目都遵循科学的系统开发方法，用项目需求分析、项目实施和项目验证来组织系统开发。
本书特色如下：
（1）任务式开发。抛去传统的学习方法，选取生动的案例将理论与实践结合起来，通过理论学习和开发实践，使读者快速入门，由浅入深地掌握STM32微处理器接口技术和传感器应用开发技术。
（2）理论知识和案例实践相结合。将嵌入式系统的开发技术、STM32微处理器接口技术、传感器应用和生活中的实际案例结合起来，边学习理论知识边开发，快速掌握嵌入式系统和物联网开发技术。
（3）提供综合性项目开发方法。综合性项目为读者提供软/硬件系统的开发方法，有需求分析、项目架构、软/硬件设计等方法。
本书既可作为高等院校相关专业的教材、教学参考书或自学参考书，也可供相关领域的工程技术人员查阅。对于物联网系统和嵌入式系统的开发爱好者，本书也是一本深入浅出的读物。
本书在编写过程中，借鉴和参考了国内外专家、学者、技术人员的相关研究成果，我们尽可能按学术规范予以说明，但难免会有疏漏之处，在此谨向有关作者表示深深的敬意和谢意，如有疏漏，请及时通过出版社与作者联系。
本书得到了广东省自然科学基金项目（2018A030313195）、广东高校省级重大科研项目（2017GKTSCX021）、广东省科技计划项目（2017ZC0358）、广州市科技计划项目（201804010262）、广东交通职业技术学院校级重点科研项目（2017-1-001）和广东省高等职业教育品牌专业建设项目（2016GZPP044）的资助。感谢中智讯（武汉）科技有限公司在本书编写过程中提供的帮助，特别感谢电子工业出版社的编辑在本书出版过程中给予的大力支持。
由于本书涉及的知识面广，时间仓促，限于笔者的水平和经验，疏漏之处在所难免，恳请专家和读者批评指正。
作 者
2018年7月