第1章
智能实验平台概述
什么是智能实验平台 · 平台架构 · 典型应用场景
环境监测工业自动化智慧农业
第2章
传感器基础与选型
常见传感器类型 · 工作原理 · 选型依据
温度/湿度光照/压力气体
第3章
数据采集硬件搭建
微控制器 · 传感器接线 · 电源管理 · 信号调理
ArduinoESP32电路基础
第4章
数据采集通信协议
UART · I2C · SPI · 协议对比与选型
串口同步总线
第5章
模拟信号与数字信号
ADC采集 · GPIO数字信号 · 采样定理 · 量化编码
NyquistADC信号处理
第6章
数据采集软件框架
Arduino IDE · 驱动库 · 数据解析 · 定时采集
编程库策略
第7章
Python数据采集入门
Anaconda环境 · pyserial · 串口读取传感器
Python串口数据流
第8章
数据清洗与预处理
缺失值 · 异常检测(3σ/IQR) · 平滑 · 时间戳对齐
清洗异常值移动平均
第9章
数据存储方案
CSV · JSON · SQLite · 持久化最佳实践
文件数据库轻量
第10章
数据可视化基础
Matplotlib · 折线/散点/柱状图 · 子图布局
图表样式Python
第11章
实时数据可视化
FuncAnimation · 仪表盘 · 刷新频率控制
动态实时监控
第12章
数据分析基础
NumPy · 统计量 · 方差标准差 · 相关性
数组统计相关系数
第13章
Pandas数据处理
DataFrame · 分组聚合 · 时间序列 · 透视表
表格分组时间
第14章
信号处理基础
FFT · 频谱分析 · 低通/高通/带通滤波器
傅里叶滤波频域
第15章
机器学习入门
scikit-learn · 特征工程 · 训练/测试划分 · 评估指标
ML特征模型
第16章
回归分析
线性回归 · 多项式 · 正则化 · R²评估
回归过拟合评估
第17章
分类算法
KNN · 逻辑回归 · 决策树 · 混淆矩阵
分类KNN树模型
第18章
聚类分析
K-means · DBSCAN · 轮廓系数 · 传感器聚类
无监督DBSCAN轮廓
第19章
时间序列预测
ARIMA · LSTM · MAE/RMSE评估
预测LSTM误差
第20章
异常检测
Z-score · 孤立森林 · One-Class SVM · 实时告警
异常统计ML
第21章
数据采集系统集成
多传感器融合 · 数据同步 · 分布式 · MQTT
集成MQTT同步
第22章
边缘计算与云平台
边缘节点 · 阿里云IoT/ThingsBoard · 远程监控
边缘云IoT
第23章
实验设计方法
控制变量 · 正交实验 · 响应曲面 · 可复现性
DOE正交重复性
第24章
数据质量评估
完整性 · 准确性 · 一致性 · 时效性 · 质量报告
质量评估报告
第25章
自动化数据采集脚本
schedule库 · 看门狗 · 日志 · 异常恢复
定时自动化鲁棒
第26章
Web仪表盘开发
Flask/Dash · 实时展示 · 交互图表 · 权限管理
Web仪表盘Flask
第27章
API数据接口开发
RESTful · Flask-RESTful · JSON/XML · API文档
APIREST序列化
第28章
大数据采集技术
高并发 · Kafka/RabbitMQ · 缓冲 · 批量写入
消息队列Kafka高吞吐
第29章
数据安全与隐私
AES/RSA加密 · 访问控制 · 匿名化 · GDPR
加密隐私合规
第30章
综合项目实战
智能温室环境监测 · 全流程 · 文档撰写 · 成果展示
实战温室全栈