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基础篇1

第一章 概述1

1.1 创客的发展1

1.2 机器人创客2

1.2.1 中国机器人创客联盟3

1.2.2 DFRobot——创客机器人的造物梦工厂3

1.2.3 奥松机器人4

1.2.4 秀创客——创客教育网5

1.3 机器人创客DIY部件6

1.3.1 典型控制器6

1.3.2 典型传感器6

1.3.3 典型驱动器6

1.3.4 典型通信模块6

1.3.5 机器人视觉和语音模块6

1.3.6 Adafruit——开源电子硬件制造商7

1.4 机器人简介7

1.5 本章小结8

第二章 创客必备软件9

2.1 Arduino IDE9

2.2 Processing9

2.3 Autodesk Circuits11

2.4 Fritzing11

2.5 Scratch12

2.6 Scratch for Arduino12

2.7 APP Inventor14

2.8 123D Design14

2.9 Kodu15

2.10 Stencyl15

2.11 机器人调试助手16

2.12 Python语言16

2.13 本章小结16

Arduino篇18

第三章 Arduino介绍18

3.1 Arduino开发板18

3.1.1 Arduino UNO18

3.1.2 Arduino Leonardo19

3.1.3 Arduino Mega 256021

3.1.4 英特尔？Galileo开发板和英特尔？Edison开发板22

3.1.5 Arduino Due24

3.2 Arduino扩展板25

3.3 Arduino开发环境27

3.3.1 Arduino IDE介绍27

3.3.2 ArduBlock -Arduino的图形开发环境30

3.3.3 Arduino使用外部库31

3.4 Processing介绍35

3.5 Arduino和Processing的交互38

3.6 本章小结39

第四章 Arduino基本函数40

4.1 数字I/O口的操作函数40

4.1.1 pinMode（pin，mode）40

4.1.2 digitalWrite（pin， value）40

4.1.3 digitalRead（pin）41

4.2 模拟I/O口的操作函数41

4.2.1 analogReference（type）41

4.2.2 analogRead（pin）41

4.2.3 analogWrite（pin, value）41

4.3 高级I/O42

4.3.1 shiftOut（dataPin，clockPin，bitOrder, val）42

4.3.2 pulseIn（pin, state，timeout）43

4.4 中断函数43

4.5 延时函数44

4.6 串口通信函数45

4.7 数学函数45

4.8 EEPROM函数45

4.9 Arduino SPI46

4.10 Arduino I2C51

4.11 本章小结53

第五章 Arduino典型电机控制54

5.1 舵机控制54

5.1.1 舵机简介54

5.1.2 舵机控制函数库55

5.1.3 实例：实现摇头电扇56

5.2 直流减速电机58

5.2.1 直流电机简介58

5.2.2 H桥驱动电路58

5.2.3 PW M信号控制调速59

5.2.4 常用直流电机驱动芯片59

5.2.5 实例：实现圆圈运动60

5.2.6 实例：实现螺旋运动62

5.3 步进电机64

5.3.1 步进电机简介64

5.3.2 常用步进电机驱动芯片65

5.3.3 实例：实现步进正反转运动66

5.4 本章小结70

第六章 Arduino典型传感器使用71

6.1 超声波测距传感器71

6.1.1 工作原理71

6.1.2 超声波测距传感器72

6.1.3 编程实现73

6.1.4 实例：超声波避障75

6.2 红外光电传感器78

6.2.1 工作原理78

6.2.2 编程实现79

6.2.3 实例：红外循迹和避障82

6.3 温度传感器85

6.3.1 模拟温度传感器85

6.3.2 数字温度传感器88

6.3.3 实例：使用DHT库读取温湿度91

6.4 光敏传感器94

6.5 魔术光杯95

6.6 手势识别传感器97

6.7 颜色传感器100

6.7.1 颜色传感器介绍100

6.7.2 颜色识别过程101

6.8 九轴姿态检测传感器104

6.9 本章小结111

第七章 Arduino无线通信112

7.1 蓝牙传输112

7.1.1 蓝牙技术简介112

7.1.2 蓝牙模块的使用112

7.1.3 实例：Android手机与Arduino开发板蓝牙通信114

7.2 无线数传116

7.2.1 无线数传模块nRF24 L01116

7.2.2 实例：nRF24L01模块点对点通信118

7.3 Wi-Fi无线模块126

7.3.1 Wi-Fi技术简介126

7.3.2 串口W i-Fi模块127

7.3.3 实例：串口W i-Fi模块和计算机之间通信128

7.4 本章小结131

第八章 Arduino Wi-Fi视频智能小车循迹避障机器人132

8.1 概述132

8.2 硬件部分的选择133

8.3 组装136

8.4 软件部分的实现137

8.5 本章小结142

树莓派篇144

第九章 树莓派介绍144

9.1 树莓派版本144

9.2 树莓派接口146

9.3 树莓派软件源148

9.4 本章小结150

第十章 树莓派基础软件操作151

10.1 操作系统的安装151

10.2 无线网络连接156

10.3 远程控制157

10.3.1 远程控制台控制157

10.3.2 远程图形化控制159

10.4 中文配置及输入法安装160

10.5 使用Scratch162

10.6 树莓派配置163

10.7 安装GPIO库164

10.8 本章小结165

第十一章 Python编程166

11.1 Python简介166

11.2 安装Python167

11.3 Python程序编辑和运行169

11.4 Python变量和数据类型170

11.5 Python基本语法174

11.6 Python基本控制结构176

11.7 Python函数180

11.8 Python异常处理188

11.9 Python自定义类191

11.10 Python操作文件199

11.11 Python多线程199

11.12 Python GUI编程202

11.13 本章小结204

第十二章 树莓派典型传感器使用205

12.1 超声波传感器测量距离205

12.2 DHT11数字温湿度传感器测量温湿度207

12.3 红外避障传感器210

12.4 模拟量——ADC测量光线211

12.5 使用开关模块215

12.6 使用USB接口摄像头216

12.7 CSI接口摄像头218

12.7.1 通过CSI摄像头模块拍照219

12.7.2 通过CSI摄像头模块拍摄视频221

12.8 3D手势识别传感器——I2C接口223

12.9 本章小结225

第十三章 树莓派典型控制器使用226

13.1 直流减速电机控制226

13.2 舵机控制229

13.2.1 PWM控制229

13.2.2 Servoblaster控制231

13.3 步进电机233

13.4 LED交通信号灯模块236

13.5 使用继电器控制大功率设备237

13.6 本章小结239

第十四章 树莓派机器视觉240

14.1 安装SimpleCV240

14.2 SimpleCV使用USB摄像头242

14.3 在SimpleCV中使用Pi Camera243

14.4 数硬币246

14.5 人脸检测247

14.6 动态图像采集248

14.7 运动检测249

14.8 本章小结250

第十五章 树莓派语音处理251

15.1 树莓派播放语音251

15.1.1 树莓派播放声音的硬件251

15.1.2 Omxplayer播放器252

15.1.3 Rhythmbox播放器253

15.1.4 Volumio、RuneAudio和OSMC播放系统256

15.2 使用USB话筒260

15.3 利用树莓派打造语音天气播报263

15.4 利用树莓派打造聊天机器人267

15.4.1 图灵机器人实现智能对话267

15.4.2 百度语音识别269

15.4.3 文字转语音——eSpeak273

15.4.4 实现聊天机器人273

15.5 本章小结275

第十六章 树莓派综合应用276

16.1 概述276

16.2 结构设计分析278

16.2.1 总体设计278

16.2.2 通信方式279

16.2.3 控制方式281

16.2.4 树莓派扩展板283

16.3 实现过程285

16.3.1 小车机器人行走控制285

16.3.2 机械臂控制287

16.3.3 树莓派蓝牙通信291

16.3.4 树莓派Wi-Fi热点设置292

16.3.5 VNC Server设置293

16.4 树莓派典型应用：叮当机器人295

16.5 本章小结297

第十七章 Arduino与树莓派298

17.1 Arduino与树莓派298

17.2 在树莓派系统建立Arduino编程环境299

17.3 在树莓派系统使用Py Firmata来控制Arduino300

17.4 使用树莓派控制Arduino的输出302

17.4.1 使用Py Firmata控制Arduino数字引脚302

17.4.2 使用PyFirmata控制Arduino输出PWM信号303

17.4.3 使用PyFirmata控制Arduino伺服电机303

17.5 读取Arduino的输入304

17.5.1 使用PyFirmata读取Arduino数字输入305

17.5.2 使用PyFirmata读取Arduino模拟输入306

17.6 通过12C实现树莓派和Arduino之间的通信307

17.7 AlaMode板与树莓派309

17.7.1 使用AlaMode接口板310

17.7.2 利用PyFirmata访问AlaMode板310

17.8 本章小结311

参考文献312