📘 远程IO控制系统
30章 · 从零到实战
01
系统概述与需求分析
远程IO控制系统是什么、应用场景、功能需求与非功能需求分析。
02
硬件选型与架构设计
主控芯片选型(ESP32/STM32)、IO模块、电源模块、硬件架构图。
03
通信协议基础
RS485/Modbus、TCP/IP与MQTT对比、通信拓扑选择。
04
开发环境搭建
Arduino IDE与PlatformIO安装、ESP32/STM32配置、串口驱动。
05
GPIO基础与LED控制
GPIO工作原理、数字输出、点亮LED、PWM调光实验。
06
按键输入与中断
按键消抖、GPIO输入、外部中断、中断服务函数。
07
模拟量采集 (ADC)
ADC原理、ESP32/STM32配置、电压采集与滤波算法。
08
PWM输出与电机控制
PWM原理、舵机控制、直流电机调速、L298N驱动。
09
串口通信 (UART)
UART协议、串口收发、自定义协议、调试工具。
10
I2C总线与传感器
I2C协议、SHT30温湿度、OLED显示、多设备挂载。
11
SPI总线与高速设备
SPI协议、SD卡读写、LCD彩屏、SPI vs I2C。
12
Modbus RTU从机实现
寄存器映射、CRC校验、从机地址、读写保持寄存器。
13
Modbus RTU主机实现
轮询策略、批量读写、超时重试、错误处理。
14
Modbus TCP实现
TCP服务器、Modbus TCP帧、多客户端、数据透传。
15
MQTT协议入门
发布/订阅、Mosquitto搭建、QoS等级、主题设计。
16
ESP32 MQTT客户端
WiFi连接、PubSubClient库、数据上报与命令接收。
17
STM32 MQTT客户端
W5500以太网、LWIP移植、MQTT客户端实现。
18
数据采集与处理
多通道同步采集、滑动滤波、异常检测、数据格式化。
19
本地存储与日志
SPIFFS/LittleFS、CSV日志、SD卡导出、循环覆盖。
20
远程控制逻辑
开关量控制、模拟量设定、联动规则、定时任务。
21
Web服务器搭建
ESP32/STM32 WebServer、RESTful API、JSON、跨域。
22
Web前端开发
HTML仪表盘、ECharts图表、WebSocket、响应式布局。
23
手机APP控制
Blynk平台接入、自定义界面、推送通知、远程监控。
24
云平台接入
阿里云IoT/腾讯云IoT、设备影子、OTA升级、规则引擎。
25
系统安全设计
TLS/SSL加密、设备认证、访问控制、固件加密。
26
低功耗设计
ESP32深度睡眠、定时唤醒、外设电源管理、电池供电。
27
系统调试与测试
逻辑分析仪、串口抓包、Modbus Poll、压力测试。
28
故障诊断与恢复
看门狗、心跳检测、自动重连、故障日志分析。
29
项目实战：智能温室监控
需求分析、硬件搭建、软件实现、系统联调。
30
项目实战：远程设备控制柜
多设备集成、冗余设计、人机界面、部署与维护。