本书是中等职业学校物联网技术应用专业教材，与《物联网组网技术及应用》教材配套使用。本书体现了“工作任务引领、教学做一体化”的教学理念，根据传感网应用开发职业技能等级标准（初级）的要求编写，以实际工作任务为主线，旨在提高中职学生对传感网技术应用课程的学习兴趣。本书内容主要包括认识单片机和传感器技术、智慧园区安防监测系统、智慧交通道路环境监测系统、智慧城市智能路灯照明控制系统、智慧农业大棚环境监测系统五个项目，在实际应用场景中融入单片机和传感器技术的知识与技能。
本书可作为中等职业学校物联网技术应用专业核心课程教材，也可作为相关岗位职业培训教材。
为方便教学，本书配有电子课件、练习测试题答案、模拟试卷及答案等，凡选用本书作为授课教材的教师，均可登录机械工业出版社教育服务网免费下载。

前言
项目1　认识单片机和传感器
技术 1
项目描述 1
项目要求 1
学习目标 2
任务1.1　认识传感器 2
任务目标 2
知识准备 2
1.1.1　传感器的起源与发展 2
1.1.2　传感器的概念及分类 6
1.1.3　常见传感器及应用 9
实践操作 13
练习测试题 13
任务1.2　认识单片机 14
任务目标 14
知识准备 14
1.2.1　单片机概述 14
1.2.2　单片机的分类及特点 17
实践操作 19
练习测试题 20
任务1.3　典型单片机和传感器技术
应用调研 20
任务目标 20
知识准备 20
1.3.1　电子秤 20
1.3.2　太阳能路灯照明系统 21
1.3.3　数字温度计 22
1.3.4　无人机 22
实践操作 23
练习测试题 24
拓展阅读 24
项目总结 25
项目2　智慧园区安防监测
系统 26
项目描述 26
项目要求 26
学习目标 26
任务2.1　安防监测系统功能调研 27
任务目标 27
知识准备 27
2.1.1　智慧园区概述 27
2.1.2　安防监测系统功能分析 28
2.1.3　安防监测系统常用传感器 29
实践操作 38
练习测试题 39
任务2.2　传感器的检测 40
任务目标 40
知识准备 40
2.2.1　传感器检测方法 40
2.2.2　安防监测系统传感器
质量检测 42
实践操作 44
练习测试题 44
任务2.3　开发环境搭建 45
任务目标 45
知识准备 45
2.3.1　Keil MDK的开发环境 45
2.3.2　单片机的硬件系统 59
实践操作 66
练习测试题 66
项目实施 67
拓展阅读 72
项目总结 73
项目3　智慧交通道路环境监测
系统 74
项目描述 74
项目要求 74
学习目标 75
任务3.1　道路环境监测系统功能
调研 75
任务目标 75
知识准备 75
3.1.1　智慧交通概述 75
3.1.2　道路环境监测系统功能 76
3.1.3　道路环境监测系统
常用传感器 77
实践操作 83
练习测试题 84
任务3.2　传感器选型 84
任务目标 84
知识准备 85
3.2.1　传感器的技术指标 85
3.2.2　道路环境监测系统传感器
选型 87
实践操作 90
练习测试题 90
任务3.3　系统监测终端节点功能
实现 91
任务目标 91
知识准备 91
3.3.1　单片机的I/O技术 91
3.3.2　单片机的AD技术 101
实践操作 104
练习测试题 105
项目实施 105
拓展阅读 113
项目总结 114
项目4　智慧城市智能路灯照明
控制系统 115
项目描述 115
项目要求 115
学习目标 115
任务4.1　智能路灯照明控制系统
功能调研 116
任务目标 116
知识准备 116
4.1.1　智慧城市概述 116
4.1.2　智能路灯照明控制系统
功能分析 118
4.1.3　智能路灯照明控制系统
常用传感器和执行器 119
实践操作 126
练习测试题 127
任务4.2　传感器的安装调试 128
任务目标 128
知识准备 128
4.2.1　传感器信号接口技术 128
4.2.2　智能路灯照明控制系统
传感器的安装与调试 130
实践操作 135
练习测试题 136
任务4.3　节点数据输出 136
任务目标 136
知识准备 137
4.3.1　UART接口及使用 137
4.3.2　STM32单片机的定时器和
中断 137
实践操作 141
练习测试题 156
项目实施 156
拓展阅读 163
项目总结 164
项目5　智慧农业大棚环境监测
系统 165
项目描述 165
项目要求 165
学习目标 165
任务5.1　大棚环境监测系统功能
调研 166
任务目标 166
知识准备 166
5.1.1　智慧农业概述 166
5.1.2　大棚环境监测系统功能
分析 167
5.1.3　大棚环境监测系统常用
传感器 168
实践操作 178
练习测试题 179
任务5.2　传感器的调试运维 180
任务目标 180
知识准备 180
5.2.1　传感器的数据采集与
传输 180
5.2.2　模拟量数据采集设备 183
5.2.3　数字量数据采集设备 186
5.2.4　大棚环境监测系统传感器的
调试运维 198
实践操作 199
练习测试题 203
任务5.3　系统终端数据采集功能的
实现 204
任务目标 204
知识准备 204
5.3.1　CC2530单片机 204
5.3.2　CC2530开发环境 207
实践操作 213
练习测试题 213
项目实施 214
拓展阅读 221
项目总结 223
参考文献 224

本书是中等职业学校物联网技术应用专业教材，与《物联网组网技术及应用》教材配套使用。本书结合物联网技术发展的新特征，从企业对物联网系统设备安装和调试、物联网系统运行管理和维护等相关岗位的要求出发，参照有关的国家职业技能标准和行业职业技能鉴定规范编写而成。本书以建构主义理论为基础，以项目为依托，以行为过程为导向，以“实用为主、够用为度”为教学原则，以实际应用场景为教学单元来构建内容体系，以小组合作为基础，构建完整的工作任务情境，突出以学生为中心，引导学生对知识主动探索，主动发现并对所学知识技能主动建构和应用。
本书体现了传感网技术应用课程的基础性和职业性，可面向中等职业教育电子信息类、计算机类专业学生，为学生职业生涯发展和终身学习奠定基础；也可面向物联网相关科研机构及企事业单位的辅助开发、部品验证、品质检验、产品测试、技术服务等岗位。
本书在编写中吸收了先进的经验和当前中等职业教育教学改革的成果，主要特点如下：
1.以工作任务为主线，大力推进“四新”技术
本书以项目教学为引领，以工作任务为主线，以实践为导向，通过对典型项目的任务过程进行分解，充分展示物联网领域的新技术、新工艺、新方法、新规范，内容涵盖传感网应用开发的组网技术和实际应用场景的新技术及应用。
2.取材贴近实际，实用性强
本书选取的项目均是生产生活中的实际应用场景，以任务形式编排，通过完成不同的任务，可以让学生熟悉单片机和传感器技术的基本知识。
3.做中学，学中做，突出教学的实践性
本书在内容设计时兼顾了生产生活场景和组网技术，每个场景应用一种组网技术，自然引导学生以小组合作方式学习，主动参与、主动探究、主动思考，能有效地培养学生的团队协作能力和综合应用能力。
4.内容安排循序渐进，符合由浅入深的知识习得规律
本书知识构建由浅入深，各项目第一个任务对应用场景进行功能调研，根据调研的功能得出此场景应用的传感器和执行器件；第二个任务完成传感器的检测、选型、安装与调试、运维，采用递进式的方式学习传感器的知识与技能；第三个任务以“实用为主、够用为度”为教学原则，学习不同场景所需要的单片机知识和技能，最后进行项目实施，完成每个场景的传感网应用开发任务。
5.图文并茂，编排新颖
为了增加学习的趣味性，本书设计了大量插图，避免了单一的文字表述，不仅增强了视觉效果，更使得学生易于理解原文。
通过本书的学习，希望能培养学生学习传感器及单片机的兴趣和自主学习的习惯，提升职业综合素质和行动能力，并具备运用所学知识对生产生活中的场景用传感网应用进行开发的综合能力。
本书建议学时数为64，具体分配如下：
项目 理论学时 实践学时 合计
项目1　认识单片机和传感器技术 8 2 10
项目2　智慧园区安防监测系统 6 6 12
项目3　智慧交通道路环境监测系统 6 8 14
项目4　智慧城市智能路灯照明控制系统 6 8 14
项目5　智慧农业大棚环境监测系统 6 8 14

本书由重庆市荣昌区职业教育中心刘琪和胡立山任主编，郑艳、罗文明和杨达任副主编，石亚兰、王强、张奎（重庆市荣昌区峰高初级中学）、张文强（北京新大陆时代教育科技有限公司）、叶剑锋（重庆市秀山土家族苗族自治县职业教育中心）、张军（重庆市武隆区职业教育中心）、庞一桥（重庆市黔江区民族职业教育中心）参与编写。全书由刘琪统稿，郭建主审。其中，项目1由罗文明和叶剑锋编写，其中叶剑锋参与编写任务1.1；项目2由郑艳和杨达编写；项目3由石亚兰、王强和张军编写，其中张军参与编写任务3.1；项目4由胡立山、张奎和张文强编写，其中张文强参与编写任务4.3；项目5由刘琪和庞一桥编写，其中庞一桥参与编写任务5.1。本书编写过程中，得到了重庆电子科技职业大学周丽娟和重庆工业职业技术大学黄进的大力支持和指导，重庆昭信教育研究院提出了许多宝贵的审稿意见，提升了本书的品质，在此一并表示衷心的感谢！
由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。读者意见反馈邮箱zz_dzyj@pub.hep.cn。
编　者