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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0开源改变世界怀抱开源，改变世界78%78%的开发者、公司在其项目中使用开源项目8000万GitHub全球拥有超过8000万个项目的2700万名开发人员1开源的定义开放源代码（Opensourcecode）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。1开源的定义open≠free2开源——民主斗士RichardStallman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GNUEmacs、GNUC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。DennisRitchieC语言之父UNIX之父Java之父JamesGoslingGuidovanRossumPython之父松本行弘Ruby之父3著名开源项目LinuxApachePythonjQueryEclipseChromiumTensorFlowWordPress4开源许可协议盗亦有道，开源不等于无政府主义5开源硬件5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。6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。7开源硬件的历史硬件天生是开源的7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blockly2009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8开源硬件与物联网感知识别层Arduino+传感器网络构建层ESP8266或ZigBee管理服务层树莓派或各种云平台综合应用层Moreandmore9开源硬件与就业在我看来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1ArduinoArduino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（ArduinoIDE），是一个基于开放原始码的软硬体平台，构建于开放原始码simpleI/O介面版，并且具有使用类似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。1ArduinoArduino引脚图•••••••1ArduinoArduino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USBtoRS232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。2RaspberryPi树莓派(raspberrypi)，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，RaspberryPi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，降低了计算机及编程学习的门槛。2RaspberryPi3nodemcuNodeMCU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ESP8266sdk0.9.5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esp8266Wi-FiSoC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。3nodemcu43D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。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。43D打印3D打印机3D打印机43D打印5ArduinovsRaspberryPiRaspberryPi250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Arduino40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6项目展示=1://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1功能展示火焰报警空气质量播报LCD自适应温湿度播报PM2.5播报2作品图赏正面背面2作品图赏仰视屏幕3信息输入DH-11温湿度传感器PPD-42PM2.5传感器MQ-135有害气体传感器EKPS021D1-L环境光传感器火焰传感器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低的二氧化锡(SnO2)。对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，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。PPD42NS粉尘检测传感器模块产自日本神荣，使用光学原理，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.。4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）。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。支持多种控制命令。支持多种方式查询芯片的工作状态，包括：查询状态管脚电平、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。XFS-5152语音合成模块LCD16025控制系统Arduinouno•••••••UNOArduinouno是ArduinoUSB接口系列的常用版本，是Arduino平台的参考标准模板。ArduinoArduino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。6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。7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。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。盈利模式多样化，但保证不将就不作恶，注重用户体验及口碑。提供更多就业岗位，带动就业。技术创新商业模式创新2项目创新点3核心资源产品用户庞大的高校用户，较高的用户黏度。数据此海量的用户雨伞使用习惯等数据。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。4预期成果2一套成熟的运营方案，并提供初步的运营试验1一套完整的共享雨伞系统，包括软硬件和其他支撑部分3一个具有发展潜力的企业及品牌，并拥有一定的影响力5项目进展屋檐共享雨伞：最美的不是下雨天，是曾与你躲过雨的屋檐○屋檐｜Wu-Yan○创客文化创客文化与参赛收获1创客文化WHAT?创客是英文Maker的翻译，特指那些热衷于利用新技术将非同凡响的创意转变为现实产品的人。通俗地说，创客就是“玩创新的人”。或者说，创客，指不以营利为目标努力把创意转变为现实产品的人。创客文化兴起于国外，经过一段时间红红火火的发展，如今已经成为一种潮流。各种社区、空间、论坛的建立使得创客文化在中国真正流行起来。北京、