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本教材以實際案例為載體，將物聯(lián)網(wǎng)智能終端所涉及的核心技術(shù)分解成六個項目（物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)平臺系統(tǒng)及架構(gòu)認(rèn)知、嵌入式程序開發(fā)環(huán)境搭建、文件I/O程序設(shè)計、多任務(wù)程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計以及傳感器應(yīng)用開發(fā)），由淺入深進(jìn)行講解。

本教材為項目任務(wù)式，每個任務(wù)后設(shè)計了相應(yīng)的任務(wù)實施單。在教學(xué)中，教師可以按照具體任務(wù)安排課時，以保證每次課堂學(xué)習(xí)任務(wù)清晰、內(nèi)容豐富，還可根據(jù)所設(shè)置的教學(xué)反饋單了解學(xué)生的掌握程度，便于跟蹤教學(xué)。本書采用教學(xué)做一體化的授課模式，體現(xiàn)了高職院校高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特色。

本教材是1 X物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)與設(shè)計職業(yè)技能等級證書（中級）配套教材，也可作為高職高專和應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的教材，亦可供相關(guān)工程技術(shù)人員作為自學(xué)教材或參考書。

為深入貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》和《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃》文件精神，穩(wěn)步推進(jìn)學(xué)歷證書 若干職業(yè)技能等級證書工作，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院與廣州粵嵌通信科技股份有限公司充分利用各自資源優(yōu)勢，深化產(chǎn)教融合，以1 X物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)與設(shè)計職業(yè)技能等級證書為載體，以國際化視野打造物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)新模式。

在智能終端產(chǎn)業(yè)人才需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)各院校專業(yè)建設(shè)情況，1 X物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)與設(shè)計職業(yè)技能等級證書推出初、中、高三級系列書證融通教材。本教材為中級技能培養(yǎng)指導(dǎo)教材之一，重點介紹物聯(lián)網(wǎng)智能終端應(yīng)用程序的開發(fā)技術(shù)，內(nèi)容包括：物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)平臺系統(tǒng)及架構(gòu)認(rèn)知、嵌入式程序開發(fā)環(huán)境搭建、文件I/O程序設(shè)計、多任務(wù)程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計以及傳感器應(yīng)用開發(fā)六個部分，知識點涵蓋了重性能、輕界面類型物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)所需的各項重要技術(shù)。

本教材在內(nèi)容組織上，基于平臺 模塊的課程體系思想，結(jié)合實際應(yīng)用需要，以真實項目為教學(xué)載體，將理論和實踐深度融合。本教材采用項目任務(wù)式，每個學(xué)習(xí)項目針對一項重要知識技能分成多個任務(wù)實施，力求學(xué)習(xí)者能由淺入深，全面系統(tǒng)地掌握知識技能。通過任務(wù)引入設(shè)置任務(wù)目標(biāo)，然后對任務(wù)進(jìn)行描述，進(jìn)而重點介紹在任務(wù)實施過程中涉及的理論知識，后通過項目實踐加深理解。通過對本教材的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以達(dá)到助理研發(fā)工程師的技能水平。

本教材取材實用、通俗易懂、實用性強(qiáng)，易于教學(xué)，重在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能。本書適合作為高職高專和應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員作為自學(xué)教材或參考書。

本書由重慶電子工程職業(yè)學(xué)院蔡運(yùn)富擔(dān)任主編，廣州粵嵌通信科技股份有限公司鐘錦輝擔(dān)任副主編。其中蔡運(yùn)富編寫了項目2、3、6，鐘錦輝編寫了項目1，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院邱雷編寫了項目4、5。廣州粵嵌通信科技股份有限公司鄧人銘對全稿進(jìn)行了審閱。重慶電子工程職業(yè)學(xué)院的王用鑫、李志貴、霍福翠等人為教材的編寫提供了資料。

因編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，懇請讀者批評指正。



編者　　

2021年6月

項目1　物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)平臺系統(tǒng)及架構(gòu)認(rèn)知　 1

任務(wù)1.1　認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)智能終端開發(fā)平臺　 1

1.1.1　開發(fā)平臺概述　 3

1.1.2　開發(fā)平臺主要模塊　 4

1.1.3　開發(fā)平臺項目應(yīng)用場景　 9

任務(wù)1.2　認(rèn)識智能終端主控板　 12

1.2.1　主控板概述　 12

1.2.2　主控板接口定義　 15

1.2.3　測試主控板　 20

任務(wù)1.3　認(rèn)識外圍節(jié)點模塊　 22

1.3.1　節(jié)點板外觀　 22

1.3.2　節(jié)點板硬件資源　 23

1.3.3　節(jié)點板硬件電路接口　 24



項目2　嵌入式程序開發(fā)環(huán)境搭建　 32

任務(wù)2.1　部署虛擬計算機(jī)　 32

2.1.1　創(chuàng)建虛擬計算機(jī)　 33

2.1.2　安裝Ubuntu操作系統(tǒng)　 35

2.1.3　操作系統(tǒng)間文件共享　 39

任務(wù)2.2　Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)認(rèn)知　 41

2.2.1　Shell指令語法格式　 41

2.2.2　Linux系統(tǒng)的文件與目錄管理指令　 42

2.2.3　Linux系統(tǒng)管理指令　 45

2.2.4　在Linux系統(tǒng)中對文件進(jìn)行基本操作　 48

任務(wù)2.3　嵌入式程序開發(fā)工具安裝　 51

2.3.1　嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)流程　 51

2.3.2　搭建交叉編譯環(huán)境　 52

2.3.3　安裝文本編輯器vim　 53

2.3.4　安裝TFTP服務(wù)　 54

2.3.5　程序?qū)嵗鼿ello world！　 54



項目3　文件I/O程序設(shè)計　 56

任務(wù)3.1　文件I/O操作　 56

3.1.1　一切皆文件　 57

3.1.2　標(biāo)準(zhǔn)I/O　 58

3.1.3　智能終端用戶配置文件的I/O操作實例　 67

任務(wù)3.2　設(shè)備文件的訪問與控制　 70

3.2.1　設(shè)備文件概述　 70

3.2.2　設(shè)備文件的工作原理　 71

3.2.3　設(shè)備文件的訪問與控制　 72

3.2.4　設(shè)備文件應(yīng)用實例　 77

任務(wù)3.3　觸摸屏的應(yīng)用編程　 80

3.3.1　觸摸屏的簡介　 80

3.3.2　觸摸屏訪問接口　 82

3.3.3　觸摸屏應(yīng)用實例　 85



項目4　多任務(wù)程序設(shè)計　 87

任務(wù)4.1　智能終端多線程應(yīng)用　 87

4.1.1　多任務(wù)概述　 87

4.1.2　線程的創(chuàng)建及管理　 89

4.1.3　線程的同步與互斥　 92

4.1.4　多線程應(yīng)用實例　 97

任務(wù)4.2　智能終端多進(jìn)程應(yīng)用　 101

4.2.1　進(jìn)程概述　 101

4.2.2 進(jìn)程的創(chuàng)建及管理　 103

4.2.3　多進(jìn)程應(yīng)用實例　 106

任務(wù)4.3　智能終端進(jìn)程間通信　 109

4.3.1　進(jìn)程間通信基礎(chǔ)　 109

4.3.2　管道通信技術(shù)　 111

4.3.3　進(jìn)程間的通信應(yīng)用實例　 120



項目5　網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計　 124

任務(wù)5.1　認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)通信　 124

5.1.1 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)　 125

5.1.2　TCP/IP分層模型　 126

5.1.3　TCP通信過程　 130

任務(wù)5.2　套接字（socket）編程　 134

5.2.1 套接字（socket）概述　 134

5.2.2 套接字（socket）編程基礎(chǔ)　 136

任務(wù)5.3　TCP/UDP套接字編程　 140

5.3.1 TCP客戶服務(wù)器程序設(shè)計　 140

5.3.2　UDP客戶服務(wù)器程序設(shè)計　 146

5.3.3 廣播與組播　 150

5.3.4 TCP/UDP編程應(yīng)用實例　 156

任務(wù)5.4　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析　 160

5.4.1 tcpdump工具的使用　 161

5.4.2 wireshark工具的使用　 163

5.4.3　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析實例　 165



項目6　傳感器應(yīng)用開發(fā)　 168

任務(wù)6.1　傳感器數(shù)據(jù)采集　 168

6.1.1　ADC板載傳感器設(shè)備的訪問　 169

6.1.2　GPIO控制應(yīng)用　 171

6.1.3　傳感器數(shù)據(jù)采集應(yīng)用實例　 172

任務(wù)6.2　傳感器數(shù)據(jù)顯示　 179

6.2.1　液晶顯示屏基礎(chǔ)　 179

6.2.2　在液晶顯示屏上畫圖　 186

6.2.3　傳感器數(shù)據(jù)顯示應(yīng)用實例　 188

任務(wù)6.3　音頻設(shè)備應(yīng)用開發(fā)　 191

6.3.1　音頻設(shè)備基礎(chǔ)　 191

6.3.2　標(biāo)準(zhǔn)音頻接口ALSA庫　 194

6.3.3　音頻設(shè)備應(yīng)用實例　 198

任務(wù)6.4　視頻設(shè)備應(yīng)用開發(fā)　 203

6.4.1　視頻設(shè)備基礎(chǔ)　 203

6.4.2　多媒體開發(fā)庫SDL　 204

6.4.3　視頻設(shè)備應(yīng)用實例　 208



參考文獻(xiàn)　 214