物联网系统应用开发及集成

第1章 HTTP 001 1.1 HTTP介绍 001 1.1.1 HTTP概述 001 1.1.2 HTTP的工作原理 002 1.2 HTTP详情 004 1.2.1 HTTP请求方法 004 1.2.2 HTTP状态码 005 1.2.3 URL 006 1.2.4 HTTP请求格式(请求协议) 007 1.2.5 HTTP响应格式(响应协议) 007 1.3 HTTP在IDEA中的实现 008 1.3.1 创建一个Maven项目 008 1.3.2 配置Maven 008 1.3.3 代码实现 009 1.4 HTTP项目运行效果 012 第2章 CoAP 014 2.1 CoAP介绍 014 2.1.1 CoAP的基本概念 014 2.1.2 CoAP模型 015 2.1.3 CoAP的特点 015 2.1.4 CoAP的安全性 015 2.2 CoAP详情 016 2.2.1 CoAP的4种消息类型 016 2.2.2 CoAP的消息格式 016 2.2.3 CoAP的请求码、响应码和URL 017 2.3 CoAP的Java实现 017 2.3.1 创建一个Maven项目 018 2.3.2 配置Maven 018 2.3.3 代码实现 019 2.4 几种物联网协议对比 023 第3章 Modbus通信协议 025 3.1 Modbus协议简介 025 3.1.1 在Modbus网络上转输 025 3.1.2 查询-回应周期 026 3.2 两种串行传输模式 026 3.2.1 ASCII模式 027 3.2.2 RTU模式 027 3.2.3 ASCII模式与RTU模式对比 028 3.3 Modbus消息帧 028 3.3.1 ASCII帧 029 3.3.2 RTU帧 029 3.3.3 地址域 030 3.3.4 功能域 030 3.3.5 数据域 031 3.3.6 错误检测域 031 3.3.7 字符的连续传输 034 3.3.8 T1.5与T3.5时间间隔 034 3.4 数据帧交互过程 035 3.5 编程举例 037 第4章 Websocket及Spring Boot集成 041 4.1 Socket发展历程 041 4.1.1 Winsock 041 4.1.2 WebSocket简介 056 4.1.3 WebSocket通信模型 056 4.2 常用的WebSocket技术 057 4.3 Spring Boot整合WebSocket 059 4.3.1 Spring官网在线创建 059 4.3.2 使用IDEA软件创建Spring Boot项目 060 4.4 具体实现过程 062 4.4.1 代码部分 062 4.4.2 运行结果 070 第5章 MQTT及物联网饮水机设计 072 5.1 MQTT介绍 072 5.2 MQTT控制报文 074 5.3 MQTT模拟 076 5.4 MQTT应用案例：物联网饮水机 078 5.4.1 系统架构 079 5.4.2 硬件设计 080 5.4.3 软件设计 081 5.4.4 运行效果 092 第6章 FTP及编程实现 096 6.1 FTP简介 096 6.2 FTP的基本工作原理 096 6.2.1 FTP数据表示 097 6.2.2 FTP命令和应答 097 6.3 FTP客户端(Python版ftplib) 098 6.3.1 类介绍 099 6.3.2 FTP对象 099 6.3.3 FTP_TLS对象 104 6.3.4 FTP客户端及实现(Python版) 105 6.4 FTP服务器端及实现(Python版) 107 6.4.1 准备工作 107 6.4.2 ftpserver实现代码 107 6.4.3 ftpserver工程(Python版) 109 6.4.4 权限说明 112 第7章 百度API应用——翻译器 113 7.1 小小翻译器功能介绍 113 7.2 程序设计的思路 113 7.3 关键技术 114 7.3.1 urllib库简介 114 7.3.2 urllib库的基本使用 114 7.4 程序设计步骤 120 7.4.1 设计界面 120 7.4.2 JSON介绍 121 7.4.3 百度翻译开放平台API 123 第8章 生成二维码和验证码 131 8.1 二维码介绍 131 8.2 生成二维码 132 8.2.1 qrcode库的使用 132 8.2.2 PIL库的使用 136 8.2.3 生成带图标的二维码 140 8.3 生成验证码 142 8.3.1 使用PIL库生成验证码 142 8.3.2 使用captcha库生成验证码 144 第9章 频谱分析 146 9.1 傅里叶变换介绍 146 9.2 傅里叶变换原理 146 9.3 傅里叶算法分析及其实现 152 第10章 语音合成与识别 161 10.1 语音识别概述 161 10.1.1 预处理 161 10.1.2 分帧 163 10.1.3 加窗 164 10.1.4 傅里叶变换 164 10.1.5 声学特征提取 165 10.1.6 模式匹配 168 10.2 语音合成 172 10.2.1 申请开发者模式 172 10.2.2 下载在线合成Python-SDK 172 10.2.3 界面设置 173 10.2.4 新建ApiSpeech 173 10.2.5 在线语音合成 174 10.3 语音识别 176 10.3.1 语音识别——API 177 10.3.2 录音环境 177 10.3.3 在线识别音频文件 178 第11章 人脸识别应用 181 11.1 人脸识别技术简介 181 11.2 人脸识别算法原理简介 182 11.3 人脸识别技术实现 182 11.3.1 环境搭建(Windows) 183 11.3.2 使用实例 184 11.4 虹软人脸识别 187 11.4.1 原理简述 187 11.4.2 人脸识别使用实例 188 第12章 网络编程案例——TCP的聊天程序 194 12.1 基于TCP的在线聊天程序简介 194 12.2 关键技术 195 12.2.1 互联网TCP/IP 195 12.2.2 IP和端口 195 12.2.3 TCP和UDP 196 12.2.4 Socket 196 12.2.5 多线程编程 202 12.3 在线聊天程序的设计 204 12.3.1 在线聊天程序的服务器端设计 204 12.3.2 在线聊天程序的客户端设计 207 第13章 基于UWB的室内定位系统 212 13.1 定位的概念 214 13.1.1 UWB技术原理 214 13.1.2 UWB-TDOA定位原理 215 13.1.3 定位类型 216 13.1.4 UWB-TDOA定位方法 216 13.2 系统架构 216 13.2.1 UWB定位系统的组成 216 13.2.2 UWB-TDOA定位系统的架构 217 13.3 定位系统设计 218 13.3.1 UWB技术说明 218 13.3.2 定位工作原理 219 13.3.3 测距原理 219 13.3.4 定位算法 221 13.4 硬件实现 222 13.4.1 设计要求 222 13.4.2 电路图 223 13.4.3 关键IC功能框图 226 13.4.4 接口 226 13.4.5 上电复位 228 13.4.6 睡眠和深度睡眠 228 13.5 软件实现 229 13.5.1 下位机软件实现 229 13.5.2 上位机软件实现 231 第14章 综合案例——环境质量检测平台 234 14.1 项目背景 234 14.2 项目需求 235 14.3 技术选型 236 14.4 系统设计及实现 236 14.4.1 页面设计 236 14.4.2 数据库设计 241 14.4.3 代码生成 244 14.4.4 接口设计 249 14.4.5 主要功能实现 259 14.4.6 Socket告警推送 272 14.4.7 Swagger接口文档与测试 276 参考文献 282