01
系统概述与硬件选型
智能材料（压电、形状记忆合金）原理 · 系统架构 · ESP32/STM32选型对比
硬件架构
02
传感器技术基础
DHT22 · MQ系列 · BH1750 工作原理与选型
传感器选型
03
开发环境搭建
Arduino IDE / PlatformIO · ESP32板级支持包 · 串口驱动
工具配置
04
GPIO与数字信号采集
LED控制 · 按键输入 · 数字读取 · 中断基础
GPIO中断
05
模拟信号采集与ADC
ESP32 ADC · 分压电路 · 光敏电阻 · 移动平均滤波
ADC滤波
06
I2C通信协议
I2C总线 · 扫描设备 · BH1750 · OLED驱动
I2C显示
07
SPI通信协议
SPI总线 · SD卡模块 · LCD彩屏 ST7789
SPI存储
08
UART串口通信
UART协议 · PC通信 · GPS模块 · 自定义协议
串口GPS
09
温湿度传感器实战
DHT22时序 · 单总线 · 数据校验 · 采集显示
DHT22校验
10
气体传感器实战
MQ-135/MQ-2 · 浓度换算 · 校准 · 阈值报警
气体报警
11
智能材料驱动（一）
压电陶瓷驱动 · 高压电路 · PWM振动控制
压电PWM
12
智能材料驱动（二）
形状记忆合金(SMA) · 恒流源 · 位置反馈
SMA驱动
13
电源管理与低功耗
锂电/太阳能 · LDO/DCDC · 深度睡眠 · 功耗测量
电源低功耗
14
数据存储方案
EEPROM · SPIFFS · SD卡历史数据
存储文件
15
实时时钟（RTC）
DS3231 · I2C · 时间戳 · 定时唤醒
RTC时钟
16
Wi-Fi联网与配置
Station/AP · Wi-Fi Manager · HTTP客户端
WiFi联网
17
MQTT协议与云平台
MQTT原理 · EMQX/阿里云 · 发布/订阅
MQTT云
18
蓝牙通信
BLE基础 · GATT · LightBlue调试 · 数据透传
BLE透传
19
本地显示与交互
OLED菜单 · 按键导航 · 参数设置 · 多页面
UI交互
20
数据可视化（本地）
LCD实时曲线 · 柱状图 · 仪表盘
图表LCD
21
数据可视化（云端）
Node-RED/Grafana · InfluxDB · 数据大屏
云端大屏
22
远程控制与OTA升级
Web服务器 · 远程开关 · OTA固件升级
OTA远程
23
多传感器融合算法
加权平均 · 卡尔曼滤波 · 异常剔除 · 融合策略
算法融合
24
系统校准与标定
零点漂移 · 温度补偿 · 多点标定 · 线性回归
校准标定
25
故障诊断与异常处理
传感器自检 · 超时处理 · 看门狗 · 日志
诊断异常
26
PCB设计与制作
KiCad/EasyEDA · 布局布线 · 打样焊接
PCB硬件
27
结构设计与3D打印
Fusion 360 · 散热孔 · 防水防尘
3D打印结构
28
系统集成与调试
软硬件联调 · 功耗测试 · 通信稳定性 · 环境模拟
集成测试
29
项目文档与开源
README · 原理图归档 · BOM · GitHub管理
文档开源
30
综合实战项目
自适应环境调节系统（温度/湿度/空气质量自动调控）
综合实战