物联网开发重新定义了“全栈开发”的范围。Python作为一门快速发展的语言，已经成为系统集成领域的优选语言之一，其可覆盖从电路逻辑设计到大数据分析的物联网端到端开发。各领域开发者可以利用Python交叉涉足物联网设备、边缘计算、云计算、数据分析的工程设计。本书尝试让读者建立物联网设计的整体概念，从基础概念开始，到相关技术选型、开源工程、参考设计与经验分享。无论是物联网领域的创业者，还是系统架构师，都可从本书中获得灵感。本书对于嵌入式开发领域的开发者尤具学习价值，利用Python可加快开发迭代速度、降低开发成本，并可以基于嵌入式Python建立完整的物联网软硬件生态。

第1章 物联网简介

11.1 物联网定义

11.2 物联网发展趋势

11.3 物联网应用与技术

21.3.1 物联网核心价值

21.3.2 物联网发展阶段

31.3.3 物联网分层

51.3.4 物联网数据传输与网络拓扑

51.3.5 物联网实施所需技术栈

81.3.6 标准、现状与未来 101.4 本章小结

16第2章 Python语言基础

172.1 Python的由来与特征

192.1.1 概述

192.1.2 设计定位与哲学

192.1.3 优点与缺点

202.2 Python与物联网开发

222.3 获取Python资源

242.3.1 Python主程序

242.3.2 Python文档

242.3.3 Python PyPI

242.4 Python解释器运行环境

262.4.1 REPL交互模式

262.4.2 直接运行与模块运行

262.4.3 脚本文件直接运行

272.4.4 源程序文字编码与结束符

282.5 Python类型与语法

292.5.1 动态类型

292.5.2 传值与传引用

302.5.3 数据类型

312.5.4 内置类型

322.5.5 内置类型的普适操作

342.5.6 数值类型

352.5.7 布尔类型

372.5.8 迭代器类型

372.5.9 生成器类型

382.5.10 yield表达式

392.5.11 序列类型

392.5.12 set集合类型

542.5.13 映射类型

552.5.14 其他类型 562.5.15 控制流

592.5.16 内置函数

612.5.17 用户自定义函数

622.5.18 模块

652.5.19 输入/输出

682.5.20 面向对象编程

742.5.21 进程和线程

822.5.22 错误和异常

902.6 Python标准库概览

932.7 本章小结

94第3章 Python语言进阶 953.1 HOWTO：常见任务和解决方案

953.1.1 数据类型转换

963.1.2 数据的调试打印

1003.1.3 数据类型资源优化 1023.1.4 数据结构与算法

1023.1.5 数据缓存

1033.1.6 数据多路复用和解复用

1043.1.7 数据序列化和反序列化 1073.1.8 数据压缩和解压缩

1193.1.9 数据加密

1203.1.10 数据传输

1213.1.11 数据后处理

1213.1.12 数据持久化 1213.1.13 数据交换

1223.2 HOWTO：函数式编程

1233.2.1 高阶函数

1233.2.2 map函数

1243.2.3 reduce函数 1243.2.4 filter函数

1243.2.5 sorted函数

1253.2.6 返回函数

1253.2.7 闭包

1263.2.8 匿名函数

1263.2.9 装饰器 1273.3 HOWTO：并发运行模型

1313.3.1 协程

1313.3.2 I/O模型

1343.4 HOWTO：日期与时间

1363.4.1 类型转换 1363.4.2 时区的处理

1383.5 Python版本迁移

1393.5.1 Python 2与Python 3的区别

1403.5.2 Python 2到Python 3的流程

1403.5.3 多个Python版本共存

1403.5.4 virtualenv

1413.5.5 Windows多个版本共存

1413.5.6 Linux多个版本共存

1423.6 其他常见技巧

1433.6.1 常数类型的模拟

1433.6.2 枚举类型的模拟

1433.6.3 开发自定义模块

1443.7 Python与其他语言

1453.8 Python语言扩展

1513.8.1 C语言扩展Python

1513.8.2 ctypes访问Windows DLL

1533.8.3 Jython访问Java类

1543.8.4 IronPython访问.NET

1553.9 Python加速

1573.9.1 PyPy

1583.9.2 Cython

1593.9.3 PyCUDA 1593.9.4 PyOpenCL

1593.9.5 Theano

1593.9.6 Nuitka

1593.10 本章小结

160第4章 嵌入式系统开发

1614.1 嵌入式系统硬件分类

1624.1.1 MCU

1624.1.2 MPU

1634.1.3 DSP

1634.1.4 SMP

1644.1.5 异构大小核

1644.1.6 FPGA原型 1654.1.7 SoPC

1654.1.8 GPU

1674.1.9 哈佛结构和冯?诺依曼结构

1684.2 电路原型设计

1684.2.1 集成电路设计流程 1704.2.2 模拟电路原型设计

1704.2.3 数字电路原型设计

1754.3 常见嵌入式微控制器（MCU）

1794.3.1 MCU市场状况 1794.3.2 Arduino/Wiring

1804.3.3 ARM mbed

1814.3.4 设计专属架构和专属MCU

1824.3.5 ARM MCU差异化竞争 1824.4 常见嵌入式处理器和主板

1844.4.1 ARM架构

1854.4.2 其余的ARM Linux主板

1884.4.3 MIPS开发板

1904.4.4 x86 mini-ITX

1914.5 常见传感器和执行器

1924.5.1 虚拟传感器

1934.5.2 智能传感器

1934.5.3 专用传感器

1944.5.4 执行器

1954.6 物联网通信集成电路

1964.7 嵌入式系统开发语言演进

1974.7.1 从汇编到嵌入式C

1974.7.2 从C到C++ 1994.7.3 压缩C++的系统消耗

1994.7.4 C++适合物联网开发

2004.8 C/C++的编程模式和技巧

2044.8.1 C/C++设计模式

2054.8.2 回调函数

2064.8.3 有限状态机模型

2094.8.4 善用结构体

2114.8.5 C/C++协程

2144.9 开发生态选择 2154.9.1 工业标准与厂家私有指令集架构

2154.9.2 硬件与软件平台选择

2154.9.3 编译器选择

2164.10 常见操作系统 2174.10.1 无操作系统

2174.10.2 RTOS的优势

2184.10.3 uC/OS

2194.10.4 Keil RTX

2194.10.5 mbed RTOS与mbed OS

2204.10.6 FreeRTOS

2214.10.7 Linux是开发复杂联网设备的现实选择

2224.11 物联网中间件

2274.11.1 WSN堆栈

2274.11.2 TCP/IP

2274.11.3 USB

2274.11.4 FAT/FS

2284.11.5 GUI

2284.11.6 Terminal

2284.11.7 MQTT

2284.11.8 CoAP

2294.12 物联网安全性

2304.12.1 安全相关芯片

2304.12.2 安全中间件

2314.12.3 Python安全算法

2324.13 设备固件更新

2324.13.1 固件更新技术发展史

2324.13.2 本地固件更新

2344.13.3 远程固件更新 2344.13.4 固件升级定制

2344.14 各类串口实现联网

2354.14.1 串口协议的选择

2354.14.2 模拟串口设备

2364.14.3 其他类型虚拟设备

2384.14.4 ISP编程器

2384.14.5 串口设备监控器

2394.15 本章小结

239第5章 设备连接和编程接口 2405.1 设备连接概述

2405.1.1 嵌入式系统连接层次

2405.1.2　选择正确的连接方案

2415.1.3 具体落实连接设计 2415.1.4 本章内容安排

2425.2 连接能力汇总

2425.2.1 连接由芯片开始

2435.2.2 芯片内部系统总线

2455.2.3 芯片间连接技术

2465.2.4 设备间连接

2495.2.5 设备组网

2505.2.6 设备组网与联网的无线技术

2535.2.7 连接性回顾

2665.3 Linux文件系统

2665.3.1 设备即文件

2665.3.2 设备文件系统

2675.3.3 Linux设备文件的演变

2685.3.4 文件I/O操作 2715.3.5 Linux硬件编程

2725.4 并行接口

2735.4.1 老旧的PC并行接口

2745.4.2 高速总线

2745.4.3 GPIO

2745.4.4 Linux访问GPIO

2755.4.5 GPIO的Python包

2765.5 串行接口

2775.5.1 异步通信串行口

2775.5.2 I2C总线

2845.5.3 SPI总线

2905.5.4 与其他硬件平台相关的Python包

2945.6 USB总线

2965.6.1 USB Endpoints

2975.6.2 USB Device/Host/OTG

2975.6.3 USB 3.0

2975.6.4 libUSB

2975.6.5 PyUSB

2985.6.6 标准化USB桥接

2995.6.7 与USB相关的其他设计

3015.7 Linux网络设备驱动

3015.7.1 TCP/IP套接字编程

3015.7.2 IEEE 802.3到IEEE 802.11 3025.7.3 网络通信实现方案

3025.7.4 私有通信协议栈

3055.7.5 短距离无线连接

3075.8 工业总线

3105.8.1 CAN总线 3105.8.2 LIN总线

3125.8.3 其他ASIC

3135.8.4 定制Python扩展

3135.8.5 Windows DLL

3145.9 本章小结

314第6章 嵌入式Python虚拟机

3156.1 嵌入式高级语言平台大荟萃

3156.1.1 高级语言与二次开发

3156.1.2 BASIC

3196.1.3 Java

3196.1.4 Lua

3226.1.5 JavaScript

3226.1.6 .NET

3236.2 前一代Python虚拟机

3236.2.1 Telit GPRS模块 3236.2.2 Symbian

3256.2.3 Windows CE

3256.2.4 OpenMoko

3256.3 深嵌入式Python平台

3266.3.1 LEGO EV3 3266.3.2 TinyPy

3266.3.3 嵌入式Python的局限

3276.4 PyMite

3286.4.1 硬件平台

3286.4.2 维护者

3296.4.3 pymbed分支

3296.4.4 开发现状

3316.4.5 文档

3326.4.6 源码树

3336.4.7 使用流程

3356.4.8 实践

3366.4.9 工程小结

3376.4.10 网络资源

3386.5 VIPER/Zerynth

3386.5.1 硬件平台

3396.5.2 Zerynth Studio

3406.5.3 与标准Python的区别

3416.5.4 快速启动

3426.5.5 坎坷的使用过程

3426.5.6 Zerynth目录结构

3436.5.7 硬件相关库 3446.5.8 其他特性

3556.6 MicroPython

3566.6.1 工程背景知识

3566.6.2 在线评估网页

3586.6.3 官方硬件平台分支 3586.6.4 衍生项目

3596.6.5 UNIX版本

3606.6.6 MicroPython库

3636.6.7 STM32HAL分支

3656.6.8 NUCLEO-F401RE适配

3676.6.9 pyboard评估

3726.6.10 异步处理和中断处理

3896.6.11 中断处理的普遍问题

3926.6.12 使用心得

3956.6.13 商品化与知识产权

3966.6.14 BBC microbit

3966.7 Linux与Python

3986.7.1 Linux中Python的运行环境 3986.7.2 交叉编译CPython

4016.7.3 交叉编译MicroPython

4026.7.4 Jython运行环境

4046.7.5 Android SL4A 4066.8 本章小结

407第7章 Python应用APP

4087.1 基于字符的人机界面

4097.1.1 命令行参数

4097.1.2 字符终端开发 4107.1.3 ncurses

4117.2 桌面GUI开发

4127.2.1 Tkinter

4137.2.2 wxPython

4147.2.3 Boa Constructor 4157.2.4 wxGlade

4167.2.5 PyGTK

4177.2.6 PyQt

4197.2.7 PySide

4207.2.8 Enthought

4217.2.9 Cocoa+PyObjC

4237.2.10 Java AWT

4247.2.11 IronPython与WPF

4257.2.12 其他UI

4257.3 本地Web GUI 4267.3.1 与WebKit相关的Python包

4277.3.2 OneRing

4277.3.3 Pyjs

4277.3.4 Python Flexx

4287.4 本地可执行文件

4297.4.1 Linux可执行文件

4297.4.2 Mac OS X应用程序包

4307.4.3 Windows可执行文件

4307.4.4 pyinstaller 4307.4.5 py2exe

4307.4.6 py2app

4307.4.7 cx_Freeze