物联网项目通常包含感测器、单片机、网关设备、通信模组、网路协定、后台程式、Web端等多个部件，需要多种程式语言以及研发技能的支持。在产品原型验证的初期，尤其对于小团队来说，整合众多的研发力量并非易事。

本书通过一个完整的实战项目展示物联网从设备到云端开发的全貌。该项目（智慧型种植系统）涵盖了远程灯控、安防告警、环境监测、智慧型滴灌、设备管理等多个功能模组。项目所有代码在GitHub开源并配套了硬体开发板。

本项目基本使用Python一种语言实现了感测器、STM32单片机、嵌入式ARM-Linux网关、云端程式的开发。有了Python丰富的第三方库和模组的支撑，即便是欠缺硬体和嵌入式知识的开发者也可玩转物联网，快速实现物联网产品。

物联网核心组件

Python编程基础及高级特性

MicroPython开发单片机

构建嵌入式Linux网关

多种感测器的接入

MySQL与SQLite资料库的使用

LoRa和GSM物联网通信模组

MQTT通信协定的套用

Django Web框架快速实现云端程式

1.1 物联网组成架构

1.2 物联网发展现状

1.2.1 终端设备

1.2.2 物联网作业系统

1.2.3 通信手段

1.2.4 网路建设

1.2.5 套用协定

1.2.6 物联网云平台

1.3 物联网典型套用

1.3.1 共享脚踏车

1.3.2 智慧型家居

1.3.3 智慧农业

1.4 使用Python的理由

1.4.1 Python特性

1.4.2 Python无处不在

1.4.3 开发速度有时更重要

1.5 美丽的相遇

1.5.1 Python与终端

1.5.2 Python与网关

1.5.3 Python与云平台

1.5.4 物联网Python全栈开发

2.1 Python版本的选择

2.2 搭建开发环境

2.2.1 安装VMware

2.2.2 在VMware上安装Ubuntu

2.2.3 安装VMware Tools工具

2.2.4 虚拟机的网路配置

2.2.5 Samba共享设定

2.2.6 修改Python版本

2.3 开始编写Python程式

2.3.1 互动式解释器

2.3.2 原始码执行

2.3.3 注释

2.3.4 代码块和缩进

2.3.5 继续和分隔

2.3.6 输入和输出

2.4 变数和数据类型

2.4.1 变数赋值

2.4.2 常量

2.4.3 数据类型

2.5 条件和循环

2.5.1 if语句

2.5.2 while循环

2.5.3 for in循环

2.5.4 跳出循环

2.5.5 pass语句

2.6 函式

2.6.1 定义函式

2.6.2 函式调用

2.6.3 函式的参数

2.6.4 内置函式

2.7 变数进阶

2.7.1 全局变数与局部变数

2.7.2 global关键字

2.7.3 nonlocal关键字

2.7.4 变数作用域

2.8 模组与包

2.8.1 使用模组

2.8.2 包

2.9 异常处理

3.1 字元串

3.1.1 索引和切片

3.1.2 字元串运算符

3.1.3 字元串格式化

3.1.4 字元编码

3.2 列表

3.2.1 访问列表

3.2.2 更改列表

3.2.3 列表操作符

3.2.4 列表常用函式

3.3 元组

3.3.1 访问元组

3.3.2 元组操作符

3.3.3 元组内置函式

3.4 字典

3.4.1 访问字典

3.4.2 修改字典

3.4.3 字典键的特性

3.4.4 字典函式

3.5 集合

3.5.1 忽略重複元素

3.5.2 无序

3.5.3 常用操作

4.1 生成器

4.1.1 列表推导式

4.1.2 生成器表达式

4.1.3 生成器函式

4.2 叠代器

4.3 函式式编程

4.3.1 高阶函式

4.3.2 内置高阶函式

4.3.3 闭包

4.3.4 装饰器

4.3.5 匿名函式

4.3.6 偏函式

4.4 面向对象编程

4.4.1 类与对象

4.4.2 访问限制

4.4.3 继承

4.4.4 多重继承

4.4.5 多态

4.4.6 运算符重载

5.1 网路通信方案

5.1.1 WIFI网路

5.1.2 行动网路

5.1.3 Zigbee

5.1.4 BLE

5.1.5 LoRa

5.1.6 NB-IoT

5.2 网路通信协定

5.2.1 HTTP

5.2.2 WebSocket

5.2.3 XMPP

5.2.4 CoAP

5.2.5 MQTT

5.3 硬体

5.4 物联网云平台

5.4.1 OneNet

5.4.2 AWS IoT

5.4.3 Waston IoT

6.1 MicroPython简介

6.1.1 MicroPython项目

6.1.2 MicroPython特点

6.1.3 MicroPython源码

6.2 MicroPython开发板

6.2.1 官方开发板PYBoard

6.2.2 国内开发板TPYBoard

6.2.3 OpenMV

6.2.4 LoPy

6.3 第一个MicroPython程式

6.4 互动式解释器

6.5 按键中断与回调

6.6 定时器的使用

6.7 串口测试

6.8 SPI接口驱动液晶屏

6.8.1 硬体连线

6.8.2 LCD屏驱动

6.8.3 字型档说明

6.8.4 主程式

6.9 源码编译与固件升级

6.9.1 準备编译环境

6.9.2 源码下载与编译

6.9.3 固件烧写

6.10 MicroPython多执行绪

6.10.1 MicroPython执行绪简介

6.10.2 MicroPython执行绪使用

6.10.3 多执行绪中的锁

6.11 安全模式及恢复出厂设定

6.11.1 安全模式

6.11.2 恢复出厂设定

7.1 网关概述

7.1.1 网关的构成

7.1.2 常用物联网网关

7.2 自主构建网关

7.2.1 交叉编译

7.2.2 编译引导程式

7.2.3 核心配置与编译

7.2.4 製作档案系统

7.2.5 分区与下载

7.2.6 系统启动流程简介

7.2.7 移植Python3

7.3 树莓派作网关

7.3.1 初次启动树莓派

7.3.2 串口登录树莓派

7.3.3 SSH访问树莓派

7.3.4 升级Python版本

7.3.5 必备工具安装

7.3.6 板载WIFI配置

7.3.7 串口通信

8.1 读写CSV档案

8.1.1 读取CSV档案

8.1.2 写入CSV档案

8.2 JSON解析

8.2.1 JSON数据格式

8.2.2 编码

8.2.3 解码

8.3 XML操作

8.3.1 XML简介

8.3.2 解析XML

8.3.3 创建与修改

8.4 二进制数据的读写

8.5 Base64编解码

8.6 正则表达式

8.6.1 正则表达式简介

8.6.2 re模组

8.6.3 贪婪匹配

9.1 多进程

9.1.1 multiprocessing模组

9.1.2 进程同步

9.1.3 进程间通信

9.2 多执行绪

9.2.1 threading模组

9.2.2 执行绪同步

9.2.3 执行绪间通信

9.3 多执行绪和多进程的思考

9.3.1 多核CPU利用率实验

9.3.2 GIL全局锁

9.3.3 切换的开销

9.3.4 多执行绪与多进程的选择

9.4 异步IO

9.4.1 协程

9.4.2 协程与多执行绪对比

9.4.3 asyncio

10.1 档案操作

10.1.1 读写文本数据

10.1.2 操作档案和目录

10.1.3 读写压缩档案

10.1.4 记忆体映射

10.1.5 临时档案与目录

10.1.6 序列化Python对象

10.2 SQLite资料库

10.2.1 SQLite简介

10.2.2 命令行操作SQLite

10.2.3 创建资料库

10.2.4 创建表

10.2.5 SQL语句

10.2.6 SQLite的Python编程

11.1 Python扩展的原因

11.2 连线硬体的纽带

11.3 C语言扩展Python

11.3.1 简单的C语言Python扩展

11.3.2 传递整型参数

11.3.3 传递字元串参数

12.1 网关网路通信方案

12.2 Socket编程

12.3 requests

12.3.1 上传档案

12.3.2 下载档案

12.4 hbmqtt

12.4.1 安装

12.4.2 hbmqtt命令操作

12.4.3 hbmqtt API编程

12.5 LoRa网路通信

12.5.1 LoRa模组初始化

12.5.2 数据监听与接收

12.5.3 数据快取

13.1 Django简介

13.2 创建一个网站

13.2.1 Django安装

13.2.2 创建项目

13.2.3 运行与访问

13.3 网站首页

13.3.1 源码档案结构

13.3.2 视图与URL配置

13.4 Django模板

13.4.1 Django模板系统

13.4.2 模板继承

13.5 Django模型

13.5.1 安装MySQL资料库

13.5.2 创建模型

13.5.3 必要的配置

13.6 用户注册

13.7 账号登录

14.1 项目简介

14.2 终端设备程式开发

14.2.1 採集空气温湿度

14.2.2 获取环境光强度

14.2.3 雨量检测

14.2.4 水位检测

14.2.5 土壤湿度检测

14.2.6 水泵的控制

14.2.7 入侵检测

14.2.8 灯光控制

14.2.9 电量检测

14.2.10 LoRa通信

14.2.11 JSON讯息

14.3 网关程式开发

14.3.1 终端通信

14.3.2 资料库管理

14.3.3 档案备份

14.3.4 伺服器通信

14.3.5 2G模组的使用

14.4 伺服器端程式开发

14.4.1 与网关通信

14.4.2 环境数据可视化

14.4.3 滴灌控制

14.4.4 灯光控制

14.4.5 报警显示与设定

14.4.6 设备管理

14.4.7 备份档案管理