嵌入式、物聯網的開發與傳統的軟件開發不同，不僅要求研發人員具有一定的工程經驗積累，還要具有軟件編程知識、硬件開發知識、網絡通信知識甚至雲計算知識等。編者結合自身的教學經驗和項目經驗，對嵌入式、物聯網行業常用的UART和RS485接口、Qt開發平臺、網絡通信和JSON數據交換格式（含cJSON庫）這3部分內容進行詳細講解。本書主要特色如下：
? 貼近工程應用，實踐性強  
圍繞簡易氣像站這一主題，從嵌入式項目開發的角度設計了一繫列循序漸進、由淺入深的案例。
? 夯實硬件基礎，加深理解
不但講解了工程領域常用的UART接口、RS485接口、Modbus通信協議的工作原理和工作過程，還講解了工程上常用的邏輯分析儀、串口調試助手、網絡調試助手等測試工具。
? 資源配套齊全，便於教學
配套程序代碼、工具軟件、擴展閱讀、教學課件、教學大綱、電子教案等資源。

《Qt嵌入式開發實戰——從串口通信到JSON通信（微課視頻版）》針對嵌入式、物聯網開發的工程需求，在全面介紹UART接口、RS485接口等硬件接口的工作原理、調試方法的基礎上，介紹了Qt跨平臺開發的知識，如GUI編程、信號和槽、定時器、事件循環、HTTP和TCP通信等。尤其是著重介紹了網絡通信中常用的JSON的原理和cJSON庫的使用方法。本書以一個氣像站程序為例，對介紹的知識加以應用，同時展示了工程實踐中程序迭代升級的過程。 《Qt嵌入式開發實戰——從串口通信到JSON通信（微課視頻版）》可以分為3部分：第一部分（第1章和第2章）主要介紹硬件接口知識，包括硬件接口（UART、RS485）、通信協議（Modbus）、調試工具（邏輯分析儀、串口調試助手）等的原理和使用方法；第二部分（第3～6章）主要介紹Qt開發的知識，包括GUI程序開發、控件、信號和槽、事件的使用等；第三部分（第7章和第8章）不但介紹了HTTP與TCP等協議原理、Qt進行網絡通信的方法，還結合中國移動OneNET物聯網平臺介紹了JSON數據交換格式和cJSON庫的使用等。 《Qt嵌入式開發實戰——從串口通信到JSON通信（微課視頻版）》既可作為高等學校嵌入式、物聯網、自動化、微電子、通信工程、計算機等專業的教材，也可作為實踐案例供嵌入式、物聯網相關行業的研發人員和研究人員參考。

寫作背景

自從1999年Kevin Ashton提出了物聯網（Internet of Things，IoT）的概念後，經過二十多年的發展，物聯網技術已經走入了每個人的生活中。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是嵌入式技術和互聯網相互融合的產物。隨著智能設備、智能終端的不斷發展，物聯網技術和嵌入式技術變得密不可分。

2022年1月12日，國務院《“十四五”數字經濟發展規劃》中提出要打造智慧共享的新型數字生活，加快既有住宅和社區設施數字化改造，打造智能樓宇、智能停車場、智能充電樁、智能垃圾箱等公共設施。2022年4月25日，國務院《關於進一步釋放消費潛力促進消費持續恢復的意見》指出，“要推進第五代移動通信（5G）、物聯網、雲計算、人工智能、大數據等領域標準研制。”艾瑞咨詢繫列研究報告（2022年第6期）指出，在2022年1~5月，僅智能家居行業投融資事件就達到了60次，涉及金額1人民幣。

不難看出，隨著數字經濟政策上升至國家戰略，嵌入式、物聯網行業的春天來了。越來越多的高校畢業生和企業研發人員選擇這一領域作為職業發展方向。

但是嵌入式、物聯網的開發與傳統的軟件開發不同。它不僅要求研發人員具有一定的工程經驗積累，還要具有軟件編程知識、硬件開發知識、網絡通信知識甚至雲計算知識等。而且物聯網和嵌入式開發有著自己獨有的測試工具、調試方法。如果不了解這些方法，強行上馬必然會事倍功半。

針對這一現狀，編者結合自身的教學經驗和項目經驗，對嵌入式、物聯網行業常用的UART和RS485接口、Qt開發平臺、網絡通信和JSON數據交換格式（含cJSON庫）這3部分內容進行詳細講解。同時用一個不斷迭代更新的簡易氣像站程序貫穿這3部分內容，實現了知識學習和項目實踐的緊密結合。對於嵌入式、物聯網開發中必不可少的工具，如串口調試助手、網絡調試助手、邏輯分析儀等工具，本書也做了詳細的介紹。

內容框架

本書按照從硬件到軟件、從單機到網絡的思路，將內容劃分為硬件接口知識、Qt開發知識、網絡通信知識3部分。

（1） 硬件接口知識部分，包括第1章和第2章。這一部分介紹了常用硬件接口原理（包括UART接口、RS485接口）、Modbus通信協議原理、硬件模塊原理（包括GY39氣像信息模塊和PR3000風速風向模塊）和調試工具（包括邏輯分析儀和串口調試助手）的使用。

（2） Qt開發知識部分，包括第3~6章。Qt是一個開源的、跨平臺的C 開發庫，在嵌入式和物聯網行業有著廣泛的應用。這一部分先講解了C 開發的基礎知識，然後介紹了Qt的核心功能和常用模塊，如信號和槽、串口通信、事件、定時器、子窗口等。

（3） 網絡通信知識部分，包括第7章和第8章。這一部分以中國移動OneNET物聯網開放平臺為例，詳細講解了使用Qt進行TCP、HTTP網絡通信的原理和方法。同時著重講解了網絡通信中極為常用的JSON數據交換格式和cJSON庫的使用方法。

在各個章節的實踐案例部分，逐步帶領讀者完成了一個功能全面的氣像站控制程序。通過該程序的編寫和迭代升級，讀者可以獲取工程實踐中程序開發的經驗。

特色亮點

1. 本書內容貼近工程應用，實踐性強

圍繞簡易氣像站這一主題，從嵌入式項目開發的角度設計了一繫列循序漸進、由淺入深的案例。通過程序的不斷迭代和優化，最終得到了功能完整的氣像站程序。

2. 本書注重夯實硬件基礎，加深理解

本書不但講解了工程領域常用的UART接口、RS485接口、Modbus通信協議的工作原理和工作過程，還講解了工程上常用的邏輯分析儀、串口調試助手、網絡調試助手等測試工具，從而使讀者加深對硬件工作原理的理解。

3. 本書關注嵌入式項目開發的“痛點”

隨著物聯網和5G技術的廣泛應用，“萬物互聯”即將成為現實。但是物聯網行業需要開發者掌握多方面的知識，大大提高了入門門檻。本書針對這一痛點，著重講解了網絡數據傳送、JSON和cJSON庫的使用等內容，幫助讀者優化知識體繫，步入萬物互聯的5G時代。

讀者對像

本書既可作為高等學校嵌入式、物聯網、自動化、微電子、通信工程、計算機等專業的教材，也可作為實踐案例供嵌入式、物聯網相關行業的研發人員參考。讀者應當具備一定的編程知識和電子電路知識。由於Qt是基於C 的開發平臺，本書安排了一章的內容幫助讀者進行C到C 的過渡。隻有C語言基礎的讀者也無須擔心。

配套資源

 程序代碼、工具軟件等資源： 掃描目錄上方的“配套資源”二維碼下載。

 課件、大綱、教案等資源： 掃描封底的“書圈”二維碼在公眾號下載，或者到清華大學出版社官方網站本書頁面下載。

 微課視頻（360分鐘，31集）： 掃描書中相應章節中的二維碼在線學習。

 本書配套了氣像站硬件，可以有效地提高學習效率。讀者可以根據附錄中的電路圖進行制作，但不可用於商業用途。

注： 請先掃描封底刮刮卡中的文泉雲盤防盜碼進行綁定後再獲取配套資源。

致謝

本書既是江蘇省現代教育技術研究課題（2022R102343）和金陵科技學院產教融合型一流課程“嵌入式繫統設計”建設的成果，也是編者所在單位與南京優奈特信息科技有限公司（蘇嵌教育）開展校企合作人纔培養的成果。

本書由曹珂、黃苗玉、張玉、鄧寬編寫，林新華、梁庚審稿。本書是幾位教師多年教學成果的反思和積累，隨著實際教學進行了多次歸納整理和更新。在此特別感謝陳正宇、王錦江、徐軍、陶永會、牛犇、劉飛、孫晨、王朕等教師和學生的大力支持。

本書在編寫過程中還參考了許多資料並列在參考文獻中，由於相關領域的資料浩如煙海，部分參考文獻可能會有所遺漏，在此向各位作者表示深深的謝意和歉意。

因編者水平有限，書中難免出現錯誤，懇請讀者批評指正。

編者
2023年4月