01
智能实验平台概述
什么是智能实验平台 · 核心价值与行业应用 · 平台架构总览（硬件层、控制层、应用层）
概念架构
02
硬件选型与接口基础
常用传感器（温度、湿度、光照）· 执行器（电机、继电器）· 通信接口（GPIO、I2C、SPI、UART）
传感器执行器接口
03
开发环境搭建
Python环境配置 · 虚拟环境创建 · 常用库安装（pyserial, RPi.GPIO, smbus, spidev）
Python环境
04
GPIO基础与LED控制
GPIO模式设置 · 数字输出控制 · 点亮LED · PWM调光
GPIOPWM
05
按键输入与中断
数字输入读取 · 按键消抖 · 硬件中断与回调函数
中断输入
06
模拟信号采集
ADC原理介绍 · 使用ADS1115采集模拟电压 · 数据滤波算法
ADC滤波
07
I2C通信详解
I2C协议原理 · 扫描I2C设备 · 读写温湿度传感器（SHT30/DHT20）
I2C传感器
08
SPI通信详解
SPI协议原理 · 配置SPI主模式 · 读写数字电位器（MCP41xxx）
SPI数字电位器
09
UART串口通信
UART协议基础 · 串口参数配置 · 与PC或下位机通信
UART串口
10
电机控制基础
直流电机驱动原理 · L298N模块使用 · PWM调速与正反转控制
电机L298N
11
步进电机控制
步进电机工作原理 · 28BYJ-48与ULN2003驱动 · 角度与速度控制
步进电机ULN2003
12
舵机控制
舵机工作原理 · PWM信号生成 · 角度精确控制
舵机PWM
13
传感器数据融合
多传感器数据读取 · 时间戳对齐 · 简单数据融合策略
融合传感器
14
数据存储与日志
CSV文件存储 · SQLite数据库存储 · 本地日志轮转
存储SQLite
15
远程监控基础
Flask搭建简单Web服务器 · 实时数据推送（SSE/WebSocket）
FlaskWebSocket
16
MQTT协议与物联网
MQTT原理 · Mosquitto搭建 · 发布/订阅模式实现远程控制
MQTT物联网
17
自动化脚本设计
任务调度（schedule库）· 条件触发自动化 · 状态机设计
调度状态机
18
实验流程编排
定义实验步骤 · 顺序执行与并行执行 · 超时与异常处理
编排流程
19
用户界面设计
Tkinter基础 · 仪表盘布局 · 实时曲线绘制（matplotlib嵌入）
Tkintermatplotlib
20
Web界面开发
Flask + Bootstrap构建控制面板 · Chart.js绘制实时图表
BootstrapChart.js
21
API接口设计
RESTful API设计原则 · Flask-RESTful实现 · 接口文档生成
RESTAPI
22
安全与权限控制
用户认证（JWT）· 操作日志审计 · 物理安全隔离
JWT安全
23
校准与标定
传感器零点漂移校准 · 线性度标定 · 自动校准流程
校准标定
24
故障诊断与恢复
常见硬件故障检测 · 看门狗机制 · 自动重启策略
诊断看门狗
25
性能优化
轮询 vs 中断 · 多线程与异步IO · 缓存策略
优化异步
26
容器化部署
Docker基础 · 编写Dockerfile · docker-compose编排多服务
Docker容器
27
持续集成与测试
单元测试（pytest）· 硬件在环测试（HIL）· CI/CD流水线
CI/CDpytest
28
项目实战一：智能温室环境监控系统
温湿度+光照+自动灌溉
实战温室
29
项目实战二：远程实验室设备控制平台
示波器+电源+信号源
实战远程控制
30
项目总结与展望
常见问题复盘 · 技术演进方向 · 开源社区资源推荐
复盘资源