第1章  節能型自適應風扇控制           1
1.1  課題描述 2
1.2  課題分析 2
1.2.1  節能型自適應風扇硬件設計
方案 2
1.2.2  節能型自適應風扇控制軟件
設計方案 4
1.2.3  課題任務拆分及計劃學時 6
1.3  課題任務設計 6
1.3.1  任務一  熱敏電阻溫度采集 6
1.3.2  任務二  風扇直流電機PWM
調速控制 7
1.3.3  任務三  鍵盤預設溫度 10
1.3.4  任務四  PC端實時監控軟件
設計 12
1.4  課題參考評價標準 13
1.5  課題拓展 14
1.6  課題資源包 14

第2章  空調控制繫統         17
2.1  課題描述 18
2.2  課題分析 18
2.2.1  空調控制繫統硬件設計 18
2.2.2  空調控制繫統軟件設計
方案 22
2.2.3  課題任務拆分及計劃學時
安排 32
2.3  課題任務設計 33
2.3.1  任務一  鍵盤溫度設定 33
2.3.2  任務二  熱敏電阻溫度
采集 36
2.3.3  任務三  LCD參數顯示 38
2.3.4  任務四  LED數碼管時鐘
顯示 40
2.3.5  任務五  紅外遙控設計 43
2.3.6  任務六  Wi-Fi通信接口
與驅動程序設計 45
2.3.7  任務七  手機App應用程序
設計——登錄模塊開發 49
2.3.8  任務八  手機App應用程序
設計——數據獲取及顯示模塊
開發 51
2.3.9  任務九  手機App應用程序
設計——命令控制及狀態更新
模塊開發 51
2.4  課題參考評價標準 54
2.5  課題拓展 54
2.6  課題資源包 55

第3章  太陽能智能逐日繫統         57
3.1  課題描述 58
3.2  課題分析 58
3.2.1  太陽能智能逐日繫統硬件
設計方案 58
3.2.2  太陽能智能逐日繫統軟件
設計方案 61
3.2.3  課題任務分解及計劃學時
安排 69
3.3  課題任務設計 70
3.3.1  任務一  光敏傳感器數據
采集 70
3.3.2  任務二  舵機追蹤光源控制 71
3.3.3  任務三  LCD參數顯示 74
3.3.4  任務四  LED數碼管時鐘
顯示 74
3.3.5  任務五  Wi-Fi通信接口
與驅動程序設計 75
3.3.6  任務六  手機App應用程序
設計——數據獲取及顯示模塊
開發 78
3.3.7  任務七  手機App應用程序
設計——命令控制及狀態更新
模塊開發 78
3.4  課題參考評價標準 81
3.5  課題拓展 81
3.6  課題資源包 82

第4章  智能排隊機             83
4.1  課題描述 84
4.2  課題分析 84
4.2.1  智能排隊機硬件設計方案 84
4.2.2  智能排隊機軟件設計方案 88
4.2.3  課題任務分解及計劃學時
安排 101
4.3  課題任務設計 102
4.3.1  任務一  按鍵識別 102
4.3.2  任務二  語音播報 103
4.3.3  任務三  LCD參數顯示 105
4.3.4  任務四  LED數碼管排隊信息
顯示 106
4.3.5  任務五  繫統數據無線
收/發 107
4.3.6  任務六  Wi-Fi通信接口
與驅動程序設計 109
4.3.7  任務七  RFID刷卡/寫卡 110
4.3.8  任務八  手機App程序
設計 113
4.3.9  任務九  PC端程序設計 113
4.4  課題參考評價標準 116
4.5  課題拓展 116
4.6  課題資源包 116

第5章  智能保險箱           119
5.1  課題描述 120
5.2  課題分析 120
5.2.1  智能保險箱總體設計方案 120
5.2.2  智能保險箱軟件設計 124
5.2.3  智能保險箱任務拆分及計劃
學時 131
5.3  課題任務設計 132
5.3.1  任務一  按鍵識別 132
5.3.2  任務二  LCD參數顯示 134
5.3.3  任務三  紅外對射人體檢測 135
5.3.4  任務四  LF射頻讀卡 137
5.3.5  任務五  三軸加速度檢測 140
5.3.6  任務六  門鎖繼電器控制 144
5.3.7  任務七  Wi-Fi通信接口
與驅動程序設計 144
5.3.8  任務八  手機App應用程序
設計——數據獲取及顯示模塊
開發 146
5.3.9  任務九  手機App應用程序
設計——命令控制及狀態更新
模塊開發 148
5.3.10  任務十  手機App應用程序
設計——批量數據處理 148
5.4  課題參考評價標準 151
5.5  課題拓展 151
5.6  課題資源包 151

第6章  智能無線熱敏打印機      153
6.1  課題描述 154
6.2  課題分析 154
6.2.1  智能無線熱敏打印機硬件
設計 154
6.2.2  智能無線熱敏打印機軟件
設計方案 158
6.2.3  智能無線熱敏打印機任務拆分
及計劃學時安排 163
6.3  課題任務設計 163
6.3.1  任務一  PC端應用軟件
開發 163
6.3.2  任務二  熱敏打印機缺紙
檢測 166
6.3.3  任務三  熱敏打印機數據輸入
與加熱邏輯控制 167
6.3.4  任務四  熱敏打印頭溫度
檢測 171
6.3.5  任務五  熱敏打印機走紙步進
電機驅動 174
6.3.6  任務六  藍牙4.0模塊協議棧
設計 177
6.3.7  任務七  手機App應用程序
設計——藍牙初始化 184
6.3.8  任務八  手機App應用程序
設計——藍牙通信 184
6.3.9  任務九  手機App應用程序
設計——藍牙發送數據前
準備 185
6.4  課題參考評價標準 186
6.5  課題拓展 187
6.6  課題資源包 187

附錄1  用MDK建立STM32工程模板        189
附錄2  NEWLab嵌入式程序下載步驟      215
參考文獻                          217

創新工程教育問題是指如何引入工程教育，發展學生自主學習能力、實踐能力和創新能力，並使學生能夠對工程與專業形成總體認識。創新綜合課是高校工程教育的開始，也是學生工程教育的重要切入點。根據學生特點，通過創新綜合課程設計的引導方式進行創新，為學生提供包括成長引導、知識引導、實驗引導和創新引導在內的綜合化的引導。這種綜合創新課題設計為學生提供一種體驗式、項目式的學習方式，能夠培養學生自主學習、合作學習、交流溝通、設計創新、動手實踐等多方面的能力。同時書中所選創新課題與新一代信息技術——物聯網技術相融合，體現了面向“新工科”進行課程建設的內涵，並提高了學生對新技術的認知。
當今世界，技術革新的周期越來越短，產品創新的活動也越來越頻繁，人類的知識總量在快速增長，這種現像在電子信息領域尤為突出。這意味著如果大學生希望在產業格局的前沿領域有所作為，就必須成為一名善於應對各種變化的終身學習者，一名善於摸索探究的自主學習者。在前沿創新領域，需要面對更為復雜的產業環境、大量的不確定因素，建構出新產品、新技術去進行實驗來求證自己提出的假設。這種情況下不可能完全依賴老師和課堂，良好的自主學習能力將是面對復雜工程問題進行創新的前提和基礎。既然學生將要面臨的是這樣的未來，那就需要從大學開始就提供與之相關的創新實踐教育，幫助學生逐步建構起專業方面的自主學習能力。從這個角度審視當下的學生工程教育，就會看到，無論是教學方法、教育理念、教學環境，還是教學內容，都需要進行繫統的改革，纔能適應人纔培養的需求。它是高校工程教育的起點，其主要功能是在專業學習進入正式內容之前，概述其核心思想、結構、主要方法、來龍去脈，以及專業的社會功能和意義。創新實踐課的綜合交叉性很強，其內容涉及學科的各個領域，也涉及專業方向的前沿，並能夠引發學生的學習興趣和創新意識的培養。在新的人纔培養觀下，需要對綜合課程設計進行升級改造。僅僅實現知識引導是遠遠不夠的，更需要綜合考慮學生的成長需求，以及對實踐能力、創新能力的培養。這就需要在引導方式上有所創新，升級改進，形成包括成長引導、知識引導、實驗引導和創新引導在內的綜合性引導，幫助學生逐步建構起新的能力體繫，同時通過綜合創新實戰課題演練，培養學生理論聯繫實際的能力、工程實踐能力和創新實踐能力，樹立團隊協作意識，為今後深入學習專業知識和技能打下堅實的基礎。基於上述思想，我們適時編著了本教材。
本書所列課題具有以下特點。
(1) 課題項目來源於生產實際應用，順應當前市場通用技術及主流產品。
(2) 課題采用項目化教學方式，打破了原來傳統的教學模式。既能滿足日常課程教學，又能滿足課程設計、畢業設計等實踐教學環節。
(3) 課題可作為高校競賽開發、訓練平臺，以及教師教學、科研活動平臺。
(4) 課題涵蓋不同的技能和知識點，綜合覆蓋了嵌入式、物聯網、計算機軟件開發、應用電子技術等專業，知識覆蓋面廣。
(5) 課題基於開放式軟、硬件平臺，可根據技術發展和應用場景不斷創新、豐富，支撐“雙創”教育。
(6) 項目適合多人協同，分工協作，培養學生團隊合作的能力。
本教材適用於自動化、電子信息技術、測控技術與儀器、計算機科學與技術、通信工程、物聯網技術等專業的課程設計、專業課綜合實訓、畢業設計、創新課程設計、競賽培訓等實踐教學環節，所選課題通過結合NEWLab基礎教學設備，形成課堂內外教學有益補充。全書所列綜合創新課題均有推薦學時，教師可根據專業實際情況，有選擇地對各課題內容進行重點講授和指導學生實踐演練。
本書由濰坊學院信息與控制工程學院程志強、北京新大陸時代教育科技有限公司高級工程師李文亮、產品總監陳旭主編。此外，濰坊學院信息與控制工程學院李健教授、侯崇升教授對教材內容進行了審核，並提出了寶貴意見和建議；戴曰章、黃昭與孫兆琳為本書課題程序編寫及調試付出了辛勤勞動；北京新大陸時代教育科技有限公司相關技術人員為本書的編寫提供了建議與意見，在此一並表示衷心感謝！
由於時間緊迫和編者水平所限，書中錯誤和疏漏之處敬請讀者批評指正。

(本書為廣大教師提供了課題資源包，掃一掃，看課題資源包索引)

編  者