物联网+嵌入式系统开发与实践

本书以嵌入式系统开发特点为主线，融入物联网应用，面向物联网、计算机科学与技术、电工电子、智能科学与技术等相关专业，从硬件平台、嵌入式操作系统、物联网平台、程序开发设计等多种角度，介绍嵌入式系统开发的关键要素和具体实现方法。为使读者能够快速进入开发阶段，在本书的实践篇提供了10个由浅入深的项目开发案例。案例开发的嵌入式系统平台主要以Infineon科技公司的PSoC6双核微处理器结合物联网接入模块为载体，辅以物联网安全解决方案；程序设计采用C语言，基于RTOS编写多任务程序代码。这些案例可以为读者提供有效的参考设计。案例开发采用的嵌入式系统开发环境均为开源软件，没有版权问题。
本书可以作为本科层次高年级及研究生层次学习嵌入式系统、物联网相关课程的教材，也可以作为嵌入式系统工程师、物联网相关软硬件设计工程师的参考用书。

基础篇
第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统要素
1.1.1 嵌入式微处理器
1.1.2 嵌入式操作系统
1.2 嵌入式系统开发特点
1.2.1 简单的嵌入式系统开发
1.2.2 基于实时操作系统的嵌入式系统开发
1.2.3 基于片上系统的嵌入式系统开发
1.2.4 嵌入式系统面临人工智能领域的挑战
习题
第2章 PSoC6双核微处理器
2.1 PSoC6 双核微处理器概述
2.2 PSoC6双CPU系统架构
2.2.1 通用双CPU概念
2.2.2 PSoC6 MCU双CPU架构
2.2.3 PSoC6地址映射
2.2.4 PSoC6双CPU的寄存器
2.2.5 操作模式与特权级别
2.2.6 指令集概述
2.3 PSoC6双核微处理器的时钟系统
2.3.1 系统时钟概述
2.3.2 时钟树
2.4 PSoC6双核微处理器的异常/中断管理系统
2.4.1 PSoC6 MCU的中断配置
2.4.2 PSoC6 MCU的异常向量表
2.4.3 PSoC6 MCU的异常
2.4.4 PSoC6 MCU的中断源
2.4.5 PSoC6 MCU的中断处理过程
2.5 PSoC6双核微处理器硬件设计
2.5.1 GPIO控制
2.5.2 音频子系统
2.5.3 模拟器件CapSence设计
2.5.4 12位SAR模拟-数字转换器
2.5.5 使用串口输出调试信息
2.6 基于PSoC6双核微处理器开展项目开发
2.6.1 支持的开发环境
2.6.2 设计注意事项
习题
第3章 RTOS基础
3.1 RTOS概述
3.1.1 FreeRTOS的特点
3.1.2 任务
3.1.3 任务调度
3.1.4 系统时钟节拍和时间管理
3.2 FreeRTOS的任务管理
3.2.1 创建任务
3.2.2 删除一个任务
3.2.3 main函数和任务的启动
3.2.4 空闲任务及其钩子函数
3.2.5 任务的通信机制
3.3 FreeRTOS的内存管理
3.4 基于RTOS进行嵌入式软件开发的要素
习题
第4章 物联网与嵌入式系统
4.1 物联网概述
4.2 使用PSoC6 BLE接入物联网
4.1.1 BLE开发基础
4.1.2 BLE软件开发流程
4.1.3 BLE的低功耗设计
4.3 使用WiFi/BT模组接入物联网
习题
实践篇
第5章 基于PDM-PCM的音频数据采集与存储
5.1 概述
5.2 基于PDM-PCM的音频数据采集与处理的设计和实现
5.3 执行音频数据采集与存储
5.4 实现音频数据采集与播放
第6章 将设备连接到WiFi-AP
6.1 概述
6.2 使用BLE将设备连接到WiFi-AP的设计与实现
6.3 使用BLE将设备连接到WiFi-AP
第7章 基于MQTT的物联网安全连接、信息发布和订阅
7.1 概述
7.2 创建AWS IoT实例
7.3 基于MQTT的信息发布与订阅的设计与实现
7.4 执行信息发布与订阅功能
第8章 基于BLE和CapSense的多任务调光控制
8.1 概述
8.2 基于BLE和CapSense的多任务调光控制设计与实现
8.3 执行调光控制
第9章 基于FreeRTOS的低功耗CapSense设计
9.1 概述
9.2 基于FreeRTOS的低功耗CapSense设计与实现
9.3 执行触摸位置检测并打印
第10章 基于FreeRTOS的嵌入式机器学习
10.1 概述
10.2 使用ML Configurator进行PC端模型验证
10.3 嵌入式机器学习的设计与实现
10.4 基于PSoC6 MCU的嵌入式机器学习模型验证
第11章 基于ID2协议连接阿里云平台
11.1 概述
11.2 使用OPTIGATM Trust M2 ID2构建AliOS-Things环境
11.3 在阿里云平台创建物联网设备
11.4 整合OPTIGATM Trust M与PSoC
第12章 基于Trust M2芯片的AES加密实验
12.1 概述
12.2 实现AES加密
第13章 基于Trust M2的RSA加密实验
13.1 概述
13.2 实现RSA加密
第14章 基于BLE和阿里云平台的智能门禁系统
14.1 概述
14.2 门禁系统的硬件设计及模块清单
14.3 基于AliOS Things的多任务门禁控制
14.4 智能门禁系统的无线通信控制及App设计
14.5 基于BLE和阿里云平台的门禁系统实现
参考文献