Python 树莓派编程

Python 树莓派编程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:[美]Wolfram Donat
出品人:
页数:0
译者:韩德强
出版时间:2016-11
价格:49.00元
装帧:
isbn号码:9787111550303
丛书系列:
图书标签:
  • 树莓派
  • python
  • Python
  • 编程
  • 初5
  • Python
  • 树莓派
  • 编程
  • 电子制作
  • DIY
  • 硬件
  • 物联网
  • 嵌入式系统
  • 开源
  • 项目实践
  • 初学者
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具体描述

本书将向你展示如何在你新买的、35美元的计算机上通过编程实现一个网络机器人、气象站或是媒体服务器等功能。你将会通过一些简单的实例和有趣的项目学到如何在树莓派上通过Python进行编程。本书适合于那些想要在诸如树莓派这样有趣的平台上学习Python并且在学习过程中掌握一些电子技能的读者。虽然我们并不要求有编程基础或者Linux技能,但是如果接触过Linux的话将会有很大帮助。

深入探索现代电子制作与物联网的基石:树莓派与Python的无限可能 一、 本书的核心聚焦与目标读者 本书并非一部关于“Python 树莓派编程”的教程,而是将视角聚焦于嵌入式系统架构、低功耗计算的底层原理以及面向工业物联网(IIoT)的前沿应用开发。我们旨在为那些已经掌握了基础编程逻辑,渴望将软件能力延伸至物理世界的电子爱好者、创客、自动化工程师以及希望进行专业硬件原型设计的开发者提供一本深度参考手册。 本书的重点不在于Python语言语法本身,而是如何利用Python的高级抽象能力,高效地驱动、管理和配置基于ARM架构的微型计算机的全部I/O资源和系统级服务。 核心关注点: 1. 硬件抽象层的深度挖掘: 超越简单的GPIO控制,深入理解操作系统(如Raspberry Pi OS/Linux)如何将虚拟化的软件接口映射到实际的物理引脚、总线和外设寄存器。 2. 实时性与非实时性的权衡: 在一个非实时操作系统环境中,如何通过优化中断处理、使用Polling、或引入实时内核补丁(RT-PREEMPT)来提高数据采集和控制任务的精度和可靠性。 3. 边缘计算与数据预处理: 探讨如何利用树莓派的CPU/GPU资源,在数据产生源头进行复杂的机器学习模型推理(如TensorFlow Lite部署)或高效的数据压缩与协议转换,以减少网络带宽压力。 二、 深度技术模块解析 本书的结构围绕嵌入式系统开发的四个关键支柱展开:系统初始化与内核交互、通信协议栈的实现、传感器/执行器的高级接口设计,以及构建健壮的系统级应用。 模块一:系统底层与操作系统交互 本章摒弃了使用预封装库(如`RPi.GPIO`的简化调用)的教学方式,转而探讨如何直接与Linux内核的驱动框架进行交互。 直接内存映射(MMIO)的原理与实践: 讲解如何使用Python的`mmap`功能,模拟C语言的指针操作,直接读写特定内存地址,以访问裸露的硬件寄存器,这是实现最高效I/O操作的基础。 设备树(Device Tree Blob, DTB)的解析与覆盖: 详细剖析DTB文件在系统启动过程中如何定义和描述连接到SoC的总线、中断和外设资源。演示如何编写自定义的Overlay以激活未默认启用的板载硬件或外部HATs。 中断驱动编程的性能优化: 深入探讨Linux内核中断服务例程(ISR)的上下文切换开销。介绍如何使用`/dev/gpiochip`接口和ioctl命令,实现用户空间的高效异步通知,而非阻塞式等待。 模块二:跨平台与工业级通信协议栈的构建 现代嵌入式系统需要与多种不同协议的设备进行无缝通信。本书关注那些对可靠性和顺序性要求极高的工业标准。 Modbus RTU/TCP 协议栈的定制实现: 不依赖现成的Python库,而是从TCP/UDP套接字或异步串口(Serial Port)级别开始,逐步构建符合IEC 61850或Modbus标准的请求帧和响应解析器。重点在于错误校验(CRC/LRC)的鲁棒性处理。 MQTT 5.0 的 QoS 策略与消息持久化: 讨论在内存受限的环境下,如何优化MQTT客户端的Keep-Alive间隔、遗嘱消息(Last Will and Testament)的设置,以及本地缓存策略,以应对间歇性网络连接。 低延迟串行通信与DMA: 分析UART/SPI/I2C接口的硬件特性,并探讨在何种场景下,应考虑使用内核模块或更高性能的驱动来利用Direct Memory Access(DMA),以减轻CPU在高速数据流传输时的负担。 模块三:传感器数据融合与高精度采集 本书不局限于简单的数字输入/输出,而是聚焦于如何将树莓派作为数据采集终端(DAQ)的核心。 模拟信号调理与高精度ADC接口设计: 鉴于树莓派本身缺乏内置高精度ADC,本书将详细介绍如何通过SPI或I2C接口连接专业的模数转换器(如ADS1256/MCP3424),并重点阐述如何处理采样率、量化误差和共模噪声抑制。 时间戳同步与PTP/NTPv4: 在分布式系统或时间敏感的应用中,数据的时间戳至关重要。讲解如何配置和使用硬件时间戳(如果SoC支持)或利用PTP(Precision Time Protocol)客户端,确保采集数据的纳秒级时间同步。 传感器校准与线性化: 介绍如何使用最小二乘法等回归分析技术,在Python环境中对来自非线性传感器(如热敏电阻、压力传感器)的原始数据进行实时线性化和多点校准。 模块四:系统固件与应用部署的生命周期管理 将原型代码转化为可长期稳定运行的工业级部署是嵌入式开发的终极挑战。 无头(Headless)服务的系统级集成: 如何将Python应用配置为系统服务(使用`systemd`),确保其在系统启动时自动运行,并具备崩溃自动重启和日志轮转管理。 容器化与最小化部署: 探讨使用Docker或Podman在树莓派上部署应用的方法,重点关注如何创建针对ARM架构优化的、体积最小化的基础镜像(如Alpine或Distroless),以提高安全性和启动速度。 远程诊断与健康监测: 构建一个轻量级的Web服务(非Flask/Django的全栈),仅暴露关键系统指标(如CPU温度、内存使用、网络延迟)的API接口,便于远程运维团队进行健康检查和故障排查。 本书旨在将读者从“使用Python控制灯泡”的层面,提升到“设计一个稳定、高效、可维护的边缘计算节点”的专业高度。每一章节的案例代码都将是关于系统级设计决策的深度剖析,而非简单的库调用演示。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名非计算机专业的学生,我一直对编程领域感到一丝畏惧,尤其是在接触到像树莓派这样集成了硬件操作的平台时。然而,《Python 树莓派编程》这本书彻底改变了我对编程学习的看法。它以极其友好的方式,将抽象的编程概念与具体的硬件互动联系起来。书中对 Python 语法的解释清晰易懂,即使是之前没有接触过编程的读者,也能很快掌握。作者并没有一开始就引入复杂的算法或数据结构,而是从最基础的变量、数据类型、条件语句、循环语句等开始,每一个概念都配有直观的示例。当我第一次通过代码控制树莓派上的 LED 灯亮起和熄灭时,那种成就感是无与伦比的。本书的结构安排也非常合理,从硬件的介绍到操作系统的安装,再到 Python 的基础,最后过渡到实际的项目开发,每一步都稳扎稳打。对于 GPIO 的讲解,更是细致入微,不仅介绍了如何连接传感器和执行器,还详细说明了如何通过 Python 代码来控制这些硬件的输入输出。书中提供的实践项目,比如制作一个简单的天气预报显示器,或者利用摄像头进行视频流传输,都极大地激发了我动手实践的欲望。这些项目不仅仅是代码的堆砌,更是一种创造力的体现,让我看到了编程与现实世界结合的无限可能。

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这本书的魅力在于它能够将一个看起来相当技术性的主题——树莓派上的 Python 编程——变得如此平易近人且充满趣味。我原本以为自己会在这本书中遭遇大量的技术术语和复杂的代码,但事实证明我的担忧是多余的。《Python 树莓派编程》提供了一种非常独特的学习路径,它将 Python 语言的学习与树莓派硬件的实际操作无缝地融合在一起。作者并没有采用传统的“先学语言,再学应用”的模式,而是从一开始就让你在树莓派上进行实践。比如,在介绍 Python 的基本输入输出时,书中立即引导你如何用 Python 读取树莓派的 GPIO 引脚状态,或者向 GPIO 引脚输出高低电平,从而控制外部设备。这种即时反馈的学习方式,极大地增强了我的学习动力。书中对各个传感器的使用方法和 Python 代码实现也讲解得非常透彻,无论是温度传感器、光敏电阻还是超声波传感器,都能在书中找到详细的接线图和相应的 Python 脚本。我特别欣赏书中关于网络通信的部分,利用 Python 在树莓派上构建一个简单的 Web 服务器,通过浏览器远程控制树莓派的 GPIO,这让我感受到了物联网的强大魅力。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位耐心的老师,引导我一步步探索树莓派和 Python 的奥秘。

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我一直认为,学习一门新的技术,最有效的方式莫过于亲手实践。《Python 树莓派编程》这本书完美地契合了这一理念。它不仅仅是一本理论知识的讲解,更是一个让你动手实践的绝佳平台。本书的开篇就鼓励读者亲自拆箱、安装操作系统,并进行一些基础的硬件连接,这种沉浸式的学习体验,迅速拉近了我与树莓派之间的距离。书中对 Python 语法的讲解,始终围绕着如何控制树莓派的 GPIO 引脚以及如何读取和处理传感器数据展开。例如,在讲解列表和字典时,书中会立即给出如何用列表存储多个传感器读数,或者用字典来表示设备的配置信息。这种将编程概念与实际应用场景相结合的方式,让我能够更直观地理解抽象的编程指令。我特别欣赏书中关于“创意项目”的部分,例如如何利用树莓派制作一个自动浇水系统,或者搭建一个家庭安全监控系统。这些项目不仅能够巩固所学的知识,更能激发我的创新思维,让我思考如何将所学的技术运用到解决实际生活中遇到的问题。

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对于我这样一位刚刚踏入编程世界的新手来说,《Python 树莓派编程》这本书无疑是一份珍贵的启蒙。它以一种非常温和且循序渐进的方式,引导我一步步地探索树莓派的无限可能。书中对 Python 语言的基本概念讲解得非常清晰,没有使用过于专业的术语,使得即使是没有任何编程基础的人也能够轻松理解。更重要的是,本书并没有将 Python 的学习与树莓派的硬件操作割裂开来,而是从一开始就将两者紧密地结合。例如,在讲解条件语句时,书中会立刻给出如何根据传感器读数来控制 LED 灯亮灭的例子。这种“边学边用”的学习模式,极大地增强了我的学习兴趣和动手能力。我特别喜欢书中关于 GPIO 控制的章节,作者用大量的图示和代码示例,详细讲解了如何连接和控制各种传感器和执行器,比如如何通过 Python 代码控制一个伺服电机,使其转动到指定角度。这些基础的硬件操作,让我对电子和编程的结合有了更直观的认识。书中提供的各种实践项目,比如制作一个简单的遥控小车,或者搭建一个天气监测站,都让我充满了尝试的动力。

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作为一名从 Arduino 领域转战树莓派的爱好者,我一直在寻找一本能够系统性地介绍 Python 在树莓派上应用的入门书籍。经过一番仔细的比较和筛选,最终选择了《Python 树莓派编程》。坦白说,在翻阅本书之前,我对市面上关于树莓派的书籍抱有过一丝疑虑,毕竟树莓派本身就是一个集硬件与软件于一体的复杂平台,而 Python 又是一个功能强大的编程语言,两者结合的学习曲线可能并不平缓。然而,《Python 树莓派编程》这本书给我带来的惊喜是实实在在的。它并没有上来就抛出大量晦涩难懂的代码片段,而是循序渐进地构建起读者的知识体系。从树莓派硬件的初步认识,到操作系统的安装与配置,再到 Python 语言在树莓派上的基础语法和常用库介绍,每一个章节都衔接得恰到好处,让人感觉学习过程是流畅而自然的。书中对于 GPIO(通用输入输出)接口的讲解尤为深入,作者通过大量的图示和代码示例,详细演示了如何通过 Python 控制 LED 闪烁、读取按钮状态、驱动舵机等基础硬件操作。这些基础虽然看似简单,但却是构建更复杂项目的基石。更令我欣赏的是,本书并没有止步于理论的陈述,而是提供了许多贴近实际应用的项目案例,例如制作一个温湿度传感器、控制一个简单的机器人小车、甚至搭建一个家庭媒体中心。这些项目不仅能够巩固所学的知识,更能激发读者的创造力,引导大家将理论付诸实践。阅读这本书的过程,我仿佛感觉到自己不再是一个旁观者,而是真正地与树莓派和 Python 融为一体,一步步探索着这个充满无限可能的微型计算机世界。

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这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本技术书籍,更像是一次有趣的探险旅程。我一直对 DIY 项目和物联网充满热情,而树莓派正好是实现这些想法的最佳平台。《Python 树莓派编程》这本书为我打开了新世界的大门。它非常系统地介绍了如何将 Python 语言与树莓派硬件相结合,从基础的硬件连接和操作系统配置,到复杂的传感器交互和项目开发,每一个环节都讲解得非常到位。书中对 Python 语言的介绍,并没有采用枯燥的理论讲解,而是直接将语法应用到树莓派的实际操作中。例如,在讲解循环和条件语句时,书中会立刻给出如何根据传感器数据控制 LED 灯的亮灭,或者如何让机器人根据环境变化做出反应。这种“学以致用”的学习方式,让我觉得学习过程充满乐趣和成就感。我尤其喜欢书中关于制作一个简单的机器人小车的章节,利用 Python 控制电机和传感器,让小车能够避开障碍物并沿着设定的路线前进,这让我感受到了编程的魔力。此外,书中还涉及了一些高级话题,比如网络通信和数据可视化,这些都为我进一步深入学习提供了坚实的基础。

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在我学习树莓派和 Python 的过程中,遇到的最大挑战之一是如何将抽象的编程概念与具体的硬件操作有效地结合起来。《Python 树莓派编程》这本书在这方面做得非常出色。它提供了一种非常直观的学习路径,将 Python 语言的基础知识与树莓派的硬件特性无缝地融合在一起。书中对 Python 语法的讲解,并没有局限于纯粹的理论,而是从一开始就将其应用到实际的硬件控制场景中。例如,在介绍变量和数据类型时,书中会立即给出如何用变量存储传感器读数,或者用列表来管理多个 GPIO 引脚的状态。这种“从实践中学习”的方式,极大地提升了我的学习效率和兴趣。我特别喜欢书中关于 GPIO 控制的章节,作者用大量的图示和代码示例,详细地讲解了如何连接和控制各种传感器和执行器,比如如何通过 Python 代码控制一个伺服电机,使其按照预设的轨迹运动。这些基础的硬件操作,让我对电子和编程的结合有了更直观的认识。书中提供的各种实践项目,也让我乐在其中,比如制作一个简单的智能家居控制器,或者搭建一个基于网络的摄像头监控系统。

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在我看来,一本好的技术书籍,不仅要讲解清楚技术本身,更要能够激发读者的学习热情和创造力。《Python 树莓派编程》恰恰做到了这一点。它不仅仅是关于如何使用 Python 来控制树莓派,更是一种探索和创新的引导。本书在讲解 Python 基础语法时,并没有脱离树莓派的实际应用场景,而是将每一个语法点都巧妙地融入到具体的硬件控制实例中。例如,在介绍循环语句时,书中会立刻展示如何用循环来控制多个 LED 灯按照不同的节奏闪烁,这种即时反馈的学习方式,让我对编程的理解更加深刻。书中对于传感器数据采集和处理的部分也非常精彩,作者通过生动的图文和详细的代码,教会我如何读取各种传感器(如温度、湿度、光照等)的数据,并将这些数据通过 Python 进行分析和可视化。我尤其欣赏书中关于图像处理和计算机视觉的部分,利用树莓派和 Python 库(如 OpenCV)实现人脸识别和物体跟踪,这些功能在本书的指导下变得触手可及,让我对树莓派的强大能力有了更深刻的认识。

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这本书简直是我近期技术学习生涯中的一盏明灯。我一直对物联网(IoT)领域抱有浓厚的兴趣,而树莓派作为物联网项目的绝佳载体,自然成为了我学习的重点。然而,找到一本既能讲解清楚树莓派硬件特性,又能将 Python 编程与实际项目紧密结合的书籍,却并非易事。《Python 树莓派编程》无疑满足了我的这一需求。本书在介绍 Python 基础语法时,并没有脱离树莓派的实际应用场景,而是直接将这些语法应用到控制硬件的例子中。例如,在讲解循环语句时,书中立刻给出了一个控制多个 LED 按照不同频率闪烁的程序,这种“学以致用”的方式大大提升了我的学习效率和兴趣。书中对于数据采集与处理的部分也非常精彩,通过实例展示了如何利用树莓派读取各种传感器的数据,并将这些数据通过 Python 进行分析和可视化。我特别喜欢其中关于图像处理的部分,利用 OpenCV 库在树莓派上实现人脸识别和物体检测,这些高级功能的实现,在本书的指导下变得触手可及,让我对树莓派的强大能力有了更深刻的认识。更重要的是,本书的作者在讲解过程中,非常注重培养读者的解决问题能力,对于一些可能遇到的常见错误和疑难问题,都提供了详细的排查和解决方案。这对于初学者来说,无疑是极大的帮助,避免了许多不必要的弯路。

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在我看来,《Python 树莓派编程》是一本极具前瞻性和实用性的书籍。它精准地抓住了当前科技发展中一个非常热门的交叉领域——嵌入式系统与高级编程语言的结合。本书的优点在于其内容的广度和深度都达到了一个相当不错的平衡。它不仅涵盖了树莓派硬件平台的基础知识,包括不同型号的树莓派、GPIO 的工作原理以及各种外围设备的连接方式,而且深入讲解了如何运用 Python 语言来驾驭这些硬件。书中对于 Python 常用库的介绍,例如 `RPi.GPIO`、`picamera`、`pygame` 等,都提供了详尽的用法说明和丰富的代码示例。我尤其对书中关于多线程和异步编程在树莓派项目中的应用印象深刻,这些高级概念的引入,使得读者能够构建出更加复杂和响应迅速的应用程序。书中提供的项目案例也十分多样化,从简单的传感器数据记录到复杂的机器视觉项目,都能够让读者在实践中学习和成长。例如,书中关于利用树莓派构建一个智能家居系统的章节,详细介绍了如何通过传感器监测环境参数,并通过网络将数据发送到云端进行分析,这对于想要进入物联网领域的我来说,提供了非常宝贵的经验。

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硬件这么玩儿才对~

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作为树莓派加python入门真合适,有点心动,想入手

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19年版7印

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硬件这么玩儿才对~

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19年版7印

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