《AI嵌入式系统技术与实践-基于树莓派RP2040和MicroPython》书籍介绍
图书封面及出版信息
出版信息：袁志勇编著.《智能嵌入式系统技术与实践-基于树莓派2040和MicroPython》. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2023年4月第1版 (全书约50万字).
内容简介
本书基于以RP2040 MCU芯片为核心的树莓派Pico开发板硬件扩展接口，利用Pico硬件扩展接口和面包板设计典型硬件电路，并结合当今流行的微控制器MicroPython编程语言讲述了嵌入式系统典型接口技术与应用实例；在介绍机器学习技术基本方法基础上，讲述了树莓派Pico嵌入式式机器学习（TinyML，微型机器学习）技术与应用实例，介绍了华为AI云ModelArts开发平台构建机器学习模型和Edge Impulse开发平台构建嵌入式机器学习模型等技术。全书具体内容包括：智能嵌入式系统基础知识、树莓派Pico开发板MicroPython编程基础、树莓派Pico开发板GPIO接口与控制技术、树莓派Pico中断与定时技术、树莓派Pico串行通信与网络接口技术、树莓派Pico无线通信技术实践、树莓派Pico电机接口与控制技术实践、机器学习技术基础、嵌入式机器学习技术实践。
本书既适用于计算机、人工智能、电子信息、自动化、STEM教育、创客教育及嵌入式系统与智能硬件爱好者阅读，也可用作高等院校计算机、人工智能、电子信息等专业的教学用书或参考书。
前 言
随着人工智能、嵌入式系统、电子技术及通信技术的不断发展，将嵌入式系统与物理计算、机器学习、网络通信等技术进行融合而形成的智能嵌入式系统原型或产品不断涌现，如机器人、无人机、自动驾驶、智能医疗电子产品等。
树莓派基金会于2021年2月推出的树莓派RP2040 MCU芯片系列开发板具有丰富的软硬件资源和广泛的应用生态链，为高效学习和研发嵌入式系统与智能硬件提供了新的选择。本书第1篇介绍嵌入式系统，该篇基于RP2040 MCU为核心的树莓派Pico开发板，利用Pico开发板硬件扩展接口和面包板设计典型硬件电路，并结合当前流行的微控制器MicroPython编程语言讲述嵌入式系统典型接口技术与应用实例，主要内容包括树莓派Pico开发板MicroPython编程基础、树莓派Pico开发板GPIO接口与控制技术、树莓派Pico中断与定时技术、树莓派Pico通信接口技术、树莓派Pico无线通信技术、树莓派Pico电机接口与控制技术。本书第2篇介绍机器学习和嵌入式机器学习（TinyML）技术，在讲述机器学习技术基本方法基础上，针对树莓派和树莓派Pico重点讲述嵌入式机器学习技术实例，主要内容包括：常用机器学习技术与神经网络方法、华为AI云ModelArts平台机器学习建模实例、tf.Keras语音唤醒词检测分类模型与树莓派TFLite语音控制实例、树莓派Pico和Edge Impulse平台在线数据采集与TinyML机器学习建模实例。
本书主要特色如下：
1.技术新颖：采用最新流行的树莓派Pico开发板讲述嵌入式系统和嵌入式机器学习关键技术，并将三极管、MOSFET及IGBT等常用半导体器件有效融入到典型应用实例的硬件设计和实践之中，主要亮点包括树莓派Pico典型接口控制及网络通信技术、树莓派Pico Arduino C和Edge Impulse平台在线数据感知技术、树莓派Pico嵌入式机器学习技术等。
2.方法实用：既阐明了嵌入式系统和嵌入式机器学习的基本原理和方法，又注意了实用性，同时兼顾了一定的深度和广度。
3.实践性强：书中每个实例均可实际操作实践，读者能从“做中学（Learning by doing）”中感受学习、研究和实践的乐趣。
目录
第1篇 嵌入式系统
第1章 AI嵌入式系统基础知识
1.1 嵌入式系统概述
1.1.1 嵌入式系统的定义
1.1.2 嵌入式系统的组成
1.2 嵌入式处理器
1.3 智能嵌入式系统的基本概念
1.4 嵌入式硬件基础知识
1.4.1 认识树莓派系列硬件
1.4.2 嵌入式硬件接口
1.4.3 嵌入式硬件电路必备知识
第2章 树莓派Pico开发板硬件基础
2.1 树莓派RP2040系列开发板
2.1.1 树莓派Pico开发板
2.1.2 Wio RP2040无线 WiFi开发板
2.1.3 其他几款基于RP2040 MCU的开发板
2.2 RP2040芯片
2.3 树莓派Pico开发板硬件扩展接口信号
2.3.1 Pico开发板硬件扩展接口信号解析
2.3.2 树莓派Pico Flash编程/程序烧写
2.4 树莓派Pico开发板电源模块
2.4.1 Pico开发板电源模块分析
2.4.2 Pico开发板供电
2.4.3 Pico开发板使用电池充电器
2.5 Wio RP2040无线WiFi开发板硬件扩展接口信号
2.5.1 Wio RP2040开发板主要特性及硬件技术规格
2.5.2 Wio RP2040开发板硬件扩展接口信号
2.6使用MicroPython REPL点亮Pico开发板板载LED
第3章 树莓派Pico开发板MicroPython编程基础
3.1 MicroPython简介
3.2 Thonny Python IDE安装与使用基础
3.3 Python基本语法
3.4 Python程序结构控制
3.5 Python函数与模块
3.6类与对象
第4章 树莓派Pico开发板人机接口技术
4.1 树莓派Pico开发板硬件接口引脚扩展及使用
4.2 树莓派Pico开发板GPIO接口控制编程基础
4.3 树莓派Pico开发板小功率LED接口与GPIO控制
4.4 树莓派Pico开发板按键接口与GPIO控制
4.5 树莓派Pico开发板LED显示器接口与GPIO控制
第5章 树莓派Pico中断与定时技术
5.1 中断技术介绍
5.2 Pico按键中断及其MicoPython实现
5.3 定时技术及树莓派RP2040定时器
5.4 Pico定时器MicroPython控制编程实践
5.5 PWM技术及Pico LED呼吸灯MicroPython控制编程
第6章 树莓派Pico串行通信与网络接口技术
6.1 Pico开发板UART串行通信接口技术与实践
6.2 网络接口技术
6.3 Pico开发板I2C总线通信接口技术与实践
6.4 Pico开发板SPI总线通信接口技术与实践
第7章 树莓派Pico无线通信技术实践
7.1 Pico开发板扩展无线WiFi模块通信技术实践
7.1.1 ESP-01S无线WiFi模块
7.1.2 嵌入式TCP/IP协议栈
7.1.3 常用AT指令
7.1.4 Pico开发板与ESP-01S无线WiFi模块接口及通信编程实践
7.2 Pico开发板扩展蓝牙模块通信技术实践
7.3 Wio RP2040无线WiFi局域网通信实践
7.4 Wio RP2040迷你开发板MQTT远程无线通信实践
第8章 树莓派Pico电机接口与控制技术实践
8.1 树莓派Pico直流电机调速控制技术基础
8.2 树莓派Pico直流电机控制技术实践
8.3 树莓派Pico伺服电机控制技术实践
8.4 树莓派Pico步进电机控制技术实践
第2篇 机器学习与嵌入式机器学习
第9章 机器学习技术基础及实践
9.1 机器学习简介
9.2 常用机器学习技术及华为AI云平台ModelArts实践
9.3 神经网络方法基础
9.4 基于PCA特征提取和神经网络方法的人脸识别技术实践
9.4.1 ORL人脸库
9.4.2 PCA方法人脸图像特征提取
9.4.3 ORL人脸识别神经网络结构
9.4.4 采用Python和tf.Keras编写 ORL人脸识别程序
第10章 嵌入式机器学习技术实践
10.1 嵌入式机器学习技术介绍
10.2 tf.Keras CNN唤醒词检测及树莓派TFLite语音控制实践
10.3 Pico Arduino C力触觉感知与回归建模及Processing交互
10.3.1 Pico开发板Arduino IDE开发环境安装与使用
10.3.2 Pico Arduino触觉感知及Processing、Pico Arduino触觉交互
10.3.3 基于力触觉回归和质点弹簧模型的力触觉交互变形可视化
10.4 运用Edge Impulse实现树莓派Pico嵌入式机器学习
10.4.1 Edge Impulse嵌入式机器学习开发云平台
10.4.2 运用Edge Impulse构建Pico姿态检测TinyML模型
10.4.3 运用Edge Impulse构建Pico中文唤醒词TinyML模型
发布日期：2023年4月26日
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