创客机器人实战 基于Arduino和树莓派

  

   机器人创客是创客重要和活跃的分支，是一种启发式、发掘式、创新式、灵活式的创新实践。本书着眼于机器人创客领域，选择当前主流和典型的机器人创客平台：Arduino和树莓派（一个容易上手，另一个支持复杂应用），循序渐进地讲解了机器人创客DIY部件、创客推荐软件、Arduino开发板和开发环境、Arduino编程、Arduino电机控制、Arduino传感器、Arduino无线通信、Arduino综合应用、树莓派硬件接口、树莓派远程控制和软件操作、Python编程、树莓派传感器、树莓派控制器、树莓派机器视觉、树莓派语音处理、树莓派综合应用、Arduino与树莓派综合应用等内容。在讲解每一个知识点时，都遵循了理论联系实际的方式，配以实战演练，有效剖析了机器人创客的完整实现流程，突出了系统性及完整性。《创客机器人实战：基于Arduino和树莓派》适用于具有一定编程基础和Linux开发经验，想进一步提高机器人创客开发能力的读者，可作为大中专院校机器人类专业教材，也可作为机器人培训教材，还可作为机器人开发爱好者的学习手册。

何福贵，博士后、北京市高创名师、北京市教学名师、北京市专业创新团队带头人。2010年至今指导学生参加全国职业技能竞赛获得一等奖4项、二等奖5项，曾出版著作十余本，撰写发表论文几十篇，涉及EI检索论文3篇、靠前会议论文5篇、核心期刊4篇，以及教育改革十余篇等。

   前言

基础篇

第一章概述

1.1创客的发展

1.2机器人创客

1.2.1中国机器人创客联盟

1.2.2DFRobot——创客机器人的造物梦工厂

1.2.3奥松机器人

1.2.4秀创客——创客教育网

1.3机器人创客DIY部件

1.3.1典型控制器

1.3.2典型传感器

1.3.3典型驱动器

1.3.4典型通信模块

1.3.5机器人视觉和语音模块

1.3.6Adafruit——开源电子硬件制造商

1.4机器人简介

1.5本章小结

第二章创客必备软件

2.1ArduinoIDE

2.2Processing

2.3AutodeskCircuits

2.4Fritzing

2.5Scratch

2.6ScratchforArduino

2.7APPInventor

2.8123DDesign

2.9Kodu

2.10Stencyl

2.11机器人调试助手

2.12Python语言

2.13本章小结

Arduino篇

第三章Arduino介绍

3.1Arduino开发板

3.1.1ArduinoUNO

3.1.2ArduinoLeonardo

3.1.3ArduinoMega2560

3.1.4英特尔Galileo开发板和英特尔Edison开发板

3.1.5ArduinoDue

3.2Arduino扩展板

3.3Arduino开发环境

3.3.1ArduinoIDE介绍

3.3.2ArduBlockArduino的图形开发环境

3.3.3Arduino使用外部库

3.4Processing介绍

3.5Arduino和Processing的交互

3.6本章小结

第四章Arduino基本函数

4.1数字I/O口的操作函数

4.1.1pinMode(pin,mode)

4.1.2digitalWrite(pin,value)

4.1.3digitalRead(pin)

4.2模拟I/O口的操作函数

4.2.1analogReference(type)

4.2.2analogRead(pin)

4.2.3analogWrite(pin,value)

4.3高级I/O

4.3.1shiftOut(dataPin,clockPin,bitOrder,val)

4.3.2pulseIn(pin,state,timeout)

4.4中断函数

4.5延时函数

4.6串口通信函数

4.7数学函数

4.8EEPROM函数

4.9ArduinoSPI

4.10ArduinoI2C

4.11本章小结

第五章Arduino典型电机控制

5.1舵机控制

5.1.1舵机简介

5.1.2舵机控制函数库

5.1.3实例：实现摇头电扇

5.2直流减速电机

5.2.1直流电机简介

5.2.2H桥驱动电路

5.2.3PWM信号控制调速

5.2.4常用直流电机驱动芯片

5.2.5实例：实现圆圈运动

5.2.6实例：实现螺旋运动

5.3步进电机

5.3.1步进电机简介

5.3.2常用步进电机驱动芯片

5.3.3实例：实现步进正反转运动

5.4本章小结

第六章Arduino典型传感器使用

6.1超声波测距传感器

6.1.1工作原理

6.1.2超声波测距传感器

6.1.3编程实现

6.1.4实例：超声波避障

6.2红外光电传感器

6.2.1工作原理

6.2.2编程实现

6.2.3实例：红外循迹和避障

6.3温度传感器

6.3.1模拟温度传感器

6.3.2数字温度传感器

6.3.3实例：使用DHT库读取温湿度

6.4光敏传感器

6.5魔术光杯

6.6手势识别传感器

6.7颜色传感器

6.7.1颜色传感器介绍

6.7.2颜色识别过程

6.8九轴姿态检测传感器

6.9本章小结

第七章Arduino无线通信

7.1蓝牙传输

7.1.1蓝牙技术简介

7.1.2蓝牙模块的使用

7.1.3实例：Android手机与Arduino开发板蓝牙通信

7.2无线数传

7.2.1无线数传模块nRF24L01

7.2.2实例：nRF24L01模块点对点通信

7.3WiFi无线模块

7.3.1WiFi技术简介

7.3.2串口WiFi模块

7.3.3实例：串口WiFi模块和计算机之间通信

7.4本章小结

第八章ArduinoWiFi视频智能小车循迹避障机器人

8.1概述

8.2硬件部分的选择

8.3组装

8.4软件部分的实现

8.5本章小结

第九章树莓派介绍

9.1树莓派版本

9.2树莓派接口

9.3树莓派软件源

9.4本章小结

第十章树莓派基础软件操作

10.1操作系统的安装

10.2无线网络连接

10.3远程控制

10.3.1远程控制台控制

10.3.2远程图形化控制

10.4中文配置及输入法安装

10.5使用Scratch

10.6树莓派配置

10.7安装GPIO库

10.8本章小结

第十一章Python编程

11.1Python简介

11.2安装Python

11.3Python程序编辑和运行

11.4Python变量和数据类型

11.5Python基本语法

11.6Python基本控制结构

11.7Python函数

11.8Python异常处理

11.9Python自定义类

11.10Python操作文件

11.11Python多线程

11.12PythonGUI编程

11.13本章小结

第十二章树莓派典型传感器使用

12.1超声波传感器测量距离

12.2DHT11数字温湿度传感器测量温湿度

12.3红外避障传感器

12.4模拟量——ADC测量光线

12.5使用开关模块

12.6使用USB接口摄像头

12.7CSI接口摄像头

12.7.1通过CSI摄像头模块拍照

12.7.2通过CSI摄像头模块拍摄视频

12.83D手势识别传感器——I2C接口

12.9本章小结

第十三章树莓派典型控制器使用

13.1直流减速电机控制

13.2舵机控制

13.2.1PWM控制

13.2.2Servoblaster控制

13.3步进电机

13.4LED交通信号灯模块

13.5使用继电器控制大功率设备

13.6本章小结

第十四章树莓派机器视觉

14.1安装SimpleCV

14.2SimpleCV使用USB摄像头

14.3在SimpleCV中使用PiCamera

14.4数硬币

14.5人脸检测

14.6动态图像采集

14.7运动检测

14.8本章小结

第十五章树莓派语音处理

15.1树莓派播放语音

15.1.1树莓派播放声音的硬件

15.1.2Omxplayer播放器

15.1.3Rhythmbox播放器

15.1.4Volumio、RuneAudio和OSMC播放系统

15.2使用USB话筒

……