本書基于飛騰派開發(fā)平臺以及Intewell實時操作系統(tǒng)進行編寫。全書共分為5章,內容圍繞典型智能產品展開,包括智能產品設計與開發(fā)基礎、嵌入式操作系統(tǒng)應用基礎、工業(yè)通信協(xié)議與應用、智能機器人和桌面教學機器人的設計與開發(fā)。通過本書的學習,學生可以熟練掌握飛騰嵌入式CPU與Intewell實時操作系統(tǒng)在智能產品應用領域的系統(tǒng)設計與開發(fā)技能。本書可作為應用型本科、職業(yè)本科、高職高專等院校工業(yè)互聯(lián)網技術、人工智能、機器人工程等電子類相關專業(yè)智能產品系統(tǒng)設計方面課程的教材,也可作為飛騰嵌入式CPU應用及Intewell實時操作系統(tǒng)工程技術人員的參考書。
讓飛騰芯走進校園,實踐信創(chuàng)教育。本書基于國產飛騰嵌入式CPU、國產Intewell實時操作系統(tǒng),圍繞典型智能產品而編寫,共分5章,包含智能產品設計與開發(fā)的基礎、嵌入式操作系統(tǒng)應用基礎、工業(yè)通信協(xié)議與應用、智能機器人、桌面教學機器人的設計與開發(fā)等,可作為職業(yè)本科、高職院校工業(yè)互聯(lián)網技術、人工智能、機器人工程、智能科學與技術、計算機科學與技術、軟件工程、集成電路與工程、自動化及其他電子信息領域相關專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)應用課程教材,也可作為從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工程技術人員的參考書。
前言
隨著科技的飛速發(fā)展,智能產品已經滲透到我們生活的方方面面,從智能手機到智能家居,從智能穿戴到智能醫(yī)療、智能交通,再到智能制造,智能產品的種類日益多樣化,功能也日益強大。這些產品不僅在技術上呈現(xiàn)出明顯的融合趨勢,如智能家居與人工智能的結合,智能穿戴與健康監(jiān)測技術的融合,還不斷推動著社會的進步和發(fā)展。
在此背景下,“智能產品系統(tǒng)設計與開發(fā)”這門課程應運而生。本課程旨在培養(yǎng)具備智能產品系統(tǒng)設計與開發(fā)能力的高素質人才,使學生掌握智能產品的基本概念、原理和技術,具備從事智能產品系統(tǒng)設計、開發(fā)、測試和維護的能力。
本書從智能產品的概述入手,詳細介紹了智能產品的定義、特點、分類以及在現(xiàn)代生活中的應用和影響; 深入剖析了智能產品的開發(fā)流程,包括需求分析、市場調研、設計與原型制作、硬件與軟件的集成開發(fā)、測試與優(yōu)化以及產品發(fā)布與維護等各個環(huán)節(jié)。在這一過程中,本書不僅注重理論知識的講解,還通過實際案例分析,幫助學生更好地理解和掌握智能產品系統(tǒng)設計與開發(fā)的核心技術和方法。
本書基于飛騰派開發(fā)平臺以及Intewell實時操作系統(tǒng)開發(fā)。飛騰派作為一款高性能的嵌入式開發(fā)平臺,采用飛騰派E2000定制芯片,具有豐富的接口和模塊化設計,能夠靈活地應用于不同的場景和需求; 而Intewell實時操作系統(tǒng)則以其強大的實時性和穩(wěn)定性,為智能產品的開發(fā)和運行提供了有力的支持。
本書是廣東輕工職業(yè)技術大學與飛騰信息技術有限公司深度合作的結晶,讓飛騰芯走進校園,實踐信創(chuàng)教育。本書基于國產飛騰嵌入式CPU、國產Intewell實時操作系統(tǒng),圍繞典型智能產品編寫,共分為5章,包含智能產品設計與開發(fā)基礎、嵌入式操作系統(tǒng)應用基礎、工業(yè)通信協(xié)議與應用、智能機器人、桌面教學機器人的設計與開發(fā),可作為大中專院校工業(yè)互聯(lián)網技術、人工智能、機器人工程、智能科學與技術、計算機科學與技術、軟件工程、集成電路與工程、自動化及其他電子信息領域相關專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)應用課程教材,也可作為從事智能產品系統(tǒng)設計與開發(fā)的工程技術人員的參考書。
在本書編寫過程中,我們充分考慮了學生的學習需求和認知水平,力求實用性、應用性與易學性并重,以提高學生的工程設計能力與實踐動手能力為目標,力求讓學生熟練掌握飛騰E2000與Intewell實時操作系統(tǒng)在智能產品應用領域的系統(tǒng)設計與開發(fā)技能。
感謝飛騰信息技術有限公司的資助與技術支持,感謝科東(廣州)軟件科技有限公司的技術支持與大力協(xié)助,尤其感謝科東(廣州)軟件科技有限公司林端、吳敏生、林雄旋、容銘康、顏志軍、張洪山等工程師們的直接幫助與支持!感謝廣東輕工職業(yè)技術大學工業(yè)互聯(lián)網學院廖永紅院長的關心與支持,在此,對所有提供幫助的人表示感謝!
本書由丁向榮、錢程東、賴金志、楊軍、周啟業(yè)通力協(xié)作,共同編著完成。
由于編著者水平有限,書中定有疏漏和不妥之處,敬請讀者不吝指正!另外,本書內容不可能面面俱到,若讀者想了解更多或更詳細的內容,可進一步參考飛騰E2000、飛騰派以及Intewell相關技術手冊。如有建議,可聯(lián)系編輯或編著者進一步溝通與交流。
編著者
2025年1月于廣州
本書資源更新
目錄
第1章智能產品設計與開發(fā)基礎00
1.1智能產品概述00
1.2智能產品的選題與調研00
1.3智能產品系統(tǒng)設計的開發(fā)流程00
1.4智能產品開發(fā)的標準與管理00
1.5智能產品開發(fā)平臺介紹00
1.6工程訓練: 基于飛騰派適配Intewell操作系統(tǒng)00
1.6.1工程訓練目標00
1.6.2預習內容00
1.6.3任務功能0
1.6.4訓練前準備0
1.6.5訓練步驟0
1.6.6總結與反思0
本章小結0
思考題0
第2章嵌入式操作系統(tǒng)應用基礎0
2.1嵌入式操作系統(tǒng)的基礎知識0
2.1.1基本概念0
2.1.2性能與特點0
2.1.3基本術語0
2.2Intewell操作系統(tǒng)簡介0
2.2.1Intewell概述0
2.2.2Intewell的混合架構0
2.3Intewell應用基礎0
2.3.1TTOS概述0
2.3.2內核靜態(tài)配置0
2.3.3組件配置0
2.3.4初始化0
2.3.5任務管理0
2.3.6信號量管理0
2.3.7事件管理0
2.3.8消息隊列管理0
2.3.9定時器管理0
2.3.10中斷異常0
2.3.11鉤子函數(shù)0
2.4Intewell 操作系統(tǒng)環(huán)境下應用項目的開發(fā)工具0
2.4.1Intewell Developer開發(fā)環(huán)境的安裝與操作使用0
2.4.2Intewell Toolbox工具的操作使用0
2.5工程訓練: 基于Intewell操作系統(tǒng)LED燈應用的開發(fā)實踐0
2.5.1工程訓練目標0
2.5.2預習內容0
2.5.3LED閃爍燈任務功能0
2.5.4LED閃爍燈硬件電路與參考程序0
2.5.5訓練步驟0
2.5.6總結與反思0
本章小結0
習題0
第3章工業(yè)通信協(xié)議與應用0
3.1工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議0
3.1.1工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議0
3.1.2Modbus協(xié)議0
3.1.3CAN協(xié)議0
3.1.4PROFIBUS協(xié)議0
3.1.5EtherCAT協(xié)議0
3.2工業(yè)無線通信協(xié)議0
3.2.1工業(yè)WiFi0
3.2.2LoRa0
3.2.35G0
3.2.4北斗0
3.3工程訓練: 工業(yè)通信協(xié)議的應用0
3.3.1訓練目標0
3.3.2Modbus主站與從站功能模擬0
3.3.3工業(yè)數(shù)據(jù)采集模擬0
本章小結0
習題0
第4章智能機器人0
4.1智能機器人介紹0
4.1.1智能機器人的定義0
4.1.2智能機器人的發(fā)展0
4.1.3智能機器人的組成0
4.1.4智能機器人的關鍵技術0
4.2EtherCAT0
4.2.1實時以太網介紹0
4.2.2工作原理0
4.3工程訓練: 基于Intewell和飛騰派的機器人開發(fā)0
4.3.1訓練目標0
4.3.2實現(xiàn)的功能 0
4.3.3IgH的介紹0
4.3.4驅動器和電動機
4.3.5通信傳輸方式
4.3.6通信數(shù)據(jù)幀結構
4.3.7編寫程序
4.3.8工程調試
本章小結
習題
第5章桌面教學機器人的設計與開發(fā)
5.1桌面教學機器人
5.1.1桌面教學機器人的功能與技術指標
5.1.2桌面教學機器人的機械結構分析
5.1.3各電路模塊的系統(tǒng)分析
5.2桌面教學機器人的系統(tǒng)開發(fā)與實踐
5.2.1桌面教學機器人的組裝與系統(tǒng)調試
5.2.2基于桌面教學機器人的設計與開發(fā)
5.2.3實踐項目考核方法
本章小結
習題
參考文獻