开源硬件与创客

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开源硬件的历史
硬件天生是开源的
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开源硬件的历史
2005年可开放编程的开源智能硬件Arduino诞生
2006年MIT开发基于Arduino 的开源图形化编程平台 scratch 。 google开发出blockly
2009 年 MakerBot 在推出开源廉价桌面级打印机 , 打通了结构件 和开源硬件 2010年，深圳柴火创客空间正式成立，2015总理访问柴火 美国政府在2012年正式推进创客、STEM教育
可以使用外部9VDC输入。
3 、 Arduino 支持 ISP 在线烧写，可以将新的 bootloader 固件烧入 AVR 芯片。有了 bootloader 之后，可以通过串口或者USB to RS232线更新固件。 4、可依据官方提供的Eagle格式PCB和SCH电路图简化Arduino模组，完成独立运作的微处理 控制；可简单地与传感器，各式各样的电子元件连接(例如：红外线,超音波,热敏电阻,光敏电阻,伺 服马达等) 5、应用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等输入的装置的互动内容， 可以更简单地达成单人或多人游戏互动。
降低了计算机及编程学习的门槛。
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Raspberry Pi
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nodemcu
NodeMCU 是一个开源的物联网平台， 它使用Lua 脚本语言编程。 该平台基于 eLua开源项目,底层使用ESP8266 sdk 0.9.5版本。该平台使
用了很多开源项目, 例如 lua-cjson, spiffs. NodeMCU包含了可以运行在
提供更多就业岗位，带动就业。
技术创新
商业模式创新
3 核心资源
用户
产品
共享雨伞基础设施。 雨伞不但具有实用性， 还具有一定的艺术性， 可用做宣传。
庞大的高校用 户，较高的用 户黏度。
数据
此海量的用户 雨伞使用习惯 等数据。
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预期成果
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一套完整的共享雨伞系统，包括软硬件和其他支撑部分
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开源硬件与开源软件
开源软件产生在开源硬件之前，安卓就是开源软件之一。 开源硬件和开源软件类似，就是在之前硬件的基础之上 进行二次创意。在复制成本上，开源软件的成本也许是 零，但是开源硬件不一样，其复制成本较高。 开源硬件延伸着开源软件代码的定义，包括软件、电路 原理图、材料清单，设计图等都使用开源许可协议，自 由使用分享，完全以开源的方式去授权方式。以往的 DIY在分享的时候没有清楚的授权，开源硬件把软件惯 用的GPL，CC等协议规范带到硬件分享领域。
态管脚电平、通过读芯片自动返回的工作状态字、发送 查询命令获得芯片工作状态的回传数据。
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Arduino
控制系统
Arduino 是目前非常流行的创客工 具，它封闭了底层硬件，有丰富库 提供使用，让使用者专注于功能的 实现，达到简单快速的开发，即使 是非专业的人员也可以很快上手。
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UNO
Arduino uno 是 Arduino USB 接口 系列的常用版本，是Arduino 平台 的参考标准模板。
开源硬件必将为
物联网开发带来更多便利
常见开源硬件
常见的开源硬件及其比较
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Arduino
Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含
硬件（各种型号的 Arduino板）和软件（Arduino IDE），是一个基于开
放原始码的软硬体平台，构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有
开源硬件与 创客文化
○ 物联网工程1501 武鑫 ○
• 开源及开源硬件 • 常见开源硬件
• 开源硬件与竞赛
• 创客文化
目 录
开源及开源硬件
开源软件及开源硬件
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开源改变世界
78%
8000万
78%的开发者、公司在其项目 中使用开源项目
GitHub全球拥有超过8000万个 项目的2700万名开发人员
http://www.artrobot.com/
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Google AIY Projects
Made by you With Google
开源硬件与竞赛
我和我的小伙伴的一些作品
一 室内环境检测系统
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功能展示
PM2.5播报
温湿度播报
空气质量播报
火焰报警
LCD自适应
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作品图赏
正面
背面
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作品图赏
仰视
使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。你只要在IDE中编 写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电 路板要做些什么了。
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Arduino
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Arduino引脚图
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Arduino
Arduino具备以下特点：
1、开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载，也可依个人需求自己修改。 2、使用低价格的微处理控制器(AVR系列控制器)，可以采用USB接口供电，不需外接电源，也
语音合成模块文字编码处理
二 屋檐共享雨伞
1 研究内容
硬件：运用物联网技术，制作一套共享雨伞系统，实现借伞、还伞、定位、 刷卡借还等功能，并保证项目的正常运行。 软件：1.制作一套共享雨伞APP、微信服务系统，结合硬件系统实现借伞、 还伞、找伞、催伞等功能，同时结合微信或其他服务商或学校学生信息管 理系统，建立一套用户系统，在此基础上建立一套信用管理系统，建立一 套行之有效的雨伞去向管理系统。 2.解决软硬件系统对计算能力及服务器 的需要，并进行运维工作。 宣传：建立“屋檐共享雨伞“的官网、微信微博等新媒体平台，进行宣传 工作并实现一些操作功能。树立企业保护意识，设计自己的logo及典型文 案，有能力的话申请商标。 运营：建立一套完善的产品运营制度，使软硬件的运行更行之有效，保证 项目的正常进行及后续发展。
盗亦有道，开源不等于无政府主义
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开源硬件
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开源硬件
指与自由及开放原始码软件相同方式设计的计 算机和电子硬件。 开源硬件开始考虑对软件以外的领域开源，是 开源文化的一部分。
这个词主要是用来反映自由释放详细信息的硬 件设计，如电路图、材料清单和电路板布局数 据，通常使用开源软件来驱动硬件。
2015年教育部启动第一届中美青年创客大赛
2015 年教育部将创客教育写入工作规划，因此称为创客教育元 年
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开源硬件与物联网
感知识别层
网络构建层
管理服务层
综合应用层
Arduino+传感器
ESP8266或
ZigBee
树莓派或各种云平台
More and more
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开源硬件与就业
在我看来
Arduino uno
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机械构件
亚克力底板：采用一块透明亚克力 底板制作，美观、坚固、质量轻。 标件铜柱：电路板、传感器的安装 都使用标准的铜柱，且布局考究， 方便扩展。 3D打印部件：LCD外壳、PM2.5 支架都使用3d打印技术制作，降 低了成本。
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重难点分析
3d模型构建
PM2.5传感器数据处理 语音合成模块通信协议处理
Dennis Ritchie C语言之父 UNIX之父
Java之父 James Gosling
Guido van Rossum Python之父
松本行弘 Ruby之父
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著名开源项目
Linux Python Eclipse Chromium TensorFlow
Apache jQuery
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开源许可协议
LCD1602
XFS-5152 语音合成模块：XFS5152CE是一款高集成
度的语音合成芯片，可实现中文、英文语音合成；并集 成了语音编码、解码功能，可支持用户进行录音和播放。 支持UART、I2C 、SPI三种通讯方式。支持多种控制命
XFS-5152 语音合成模块
令。支持多种方式查询芯片的工作状态，包括：查询状
3D打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作，桌面打印 机可以打印出小物品；而更大的打印机甚至可打印出自 行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品。
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3D打印
3D打印机
3D打印机
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3D打印
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Arduino vs Raspberry Pi
Arduino 40元，价格较低 ATmega328P，主频16MHz，32k 闪存，性能较低 无操作系统 支持c语言
esp8266 Wi-Fi SoC芯片之上的固件，以及基于ESP-12模组的硬件。采 用事件驱动型 API ，极大的方便了用户进行网络应用开发，使用类似 Nodejs 的方式编写网络代码，并运行于 5mm*5mm 大小的 MCU 之上， 可加快物联网开发进度。
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nodemcu
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3D打印
3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末 状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构 造物体的技术。
2 项目创新点
以降低成本、方便 操作为目的，综合 使用RFID、GPS、 二维码识别、自组 网等技术，保证产 品的可操作性及鲁 棒性。
注重品牌意识，打造“屋檐”品牌。
以便捷低成本为产品核心，快速抢占市场。 产品注重人文关怀，注重雨伞的文化属性。
盈利模式来自百度文库样化，但保证不将就不作恶，注重用户体验及口碑。
低的二氧化锡(SnO2)。对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高， 能够探测1微米以上的粉尘粒子。具备两种输出模式，探测粒
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信息输出
LCD1602：1602液晶是一种专门用来显示字母、数字、 符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11 等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字 符，每位之间有一个点距的间隔。1602是指显示的内 容为16X2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块 （显示字符和数字）。
屏幕
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信息输入
DH-11温湿度传感器
EKPS021D1-L 环境光传感器
火焰传感器
MQ-135 有害气体传感器 MQ135气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较 对烟雾和其它有害气体的监测也很理想。这种传感器可检测多 种有害气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
PPD-42 PM2.5传感器 PPD42NS粉尘检测传感器模块产自日本神荣，使用光学原理， 子范围最大到8000pcs/283ml（1um以上粒子）。内藏气流发生 器,可以自行吸引外部大气.。
Raspberry Pi 250元，价格较高 BCM2837，主频1.2GHz，支持储存 卡，1G内存，性能较高 Linux操作系统 支持c语言、python及其他语言
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项目展示
http://www.gizwits.com/case/?page=1 http://docs.gizwits.com/zh-cn/GCP/wmodule/ESP8266.html
怀抱开源，改变世界
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开源的定义
开放源代码（Open source code）也称为源代码公开，指的
是一种软件发布模式。一般的软件仅可取得已经过编译的二
进制可执行档，通常只有软件的作者或著作权所有者等拥有
程序的原始码。有些软件的作者会将原始码公开，此称之为
“源代码公开”，但这并不一定符合“开放原代码”的定义 及条件，因为作者可能会设定公开原始码的条件限制，例如 限制可阅读原始码的对象、限制衍生品等。
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Raspberry Pi
树莓派(raspberry pi)，是一款基于Linux系统的、只有一张信用卡
大小的卡片式计算机。
在接口方面，Raspberry Pi提供了可供键鼠使用的USB接口，此外
还有快速以太网接口、SD卡扩展接口以及1个HDMI高清视频输出接口， 可与显示器或者 TV相连。它被广泛应用于检测、计算机、GPS、智能机 器人、远程监控、自动化系统等方面，与物联网技术良好的结合，通过开 源平台实现了物联网开发模式的优化，实现了计算机学科教育的智能化，
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开源的定义
open ≠ free
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开源——民主斗士
Richard Stallman和自由软件运动
自由软件运动的精神领袖、GNU计划以及自由 软件基金会的创立者、著名黑客。他的主要成 就包括Emacs及后来的GNU Emacs、GNU C 编译器及GNU 除错器。 他所写作的GNU通用 公共许可证（ GPL）是世上最广为采用的自由 软件许可证，为 copyleft 观念开拓出一条崭新 的道路。他最大的影响是为自由软件运动竖立 了道德、政治以及法律框架。他被许多人誉为 当今自由软件的斗士、伟大的理想主义者，但 同时也有人批评他过于固执、观点落伍。 斯托曼引燃的这场革命已经完全超越了他的驾 驭范围。这也是许多思想家、革命家、理想主 义者的共同命运。