01
传感器基础与选型
常见传感器类型（温度、湿度、压力、红外、超声波）、选型原则、关键参数解读
精度分辨率响应时间
02
传感器信号调理
模拟/数字信号、放大/滤波电路、ADC/DAC转换原理
信号放大滤波ADC/DAC
03
微控制器与传感器接口
GPIO、I2C、SPI、UART串口通信协议
I2CSPIUART
04
传感器数据采集基础
轮询/中断模式、DMA传输、定时器触发、多传感器同步
中断DMA同步
05
传感器数据预处理
滑动平均/中值/卡尔曼滤波、归一化与标准化
滤波归一化卡尔曼
06
传感器校准技术
单点/两点/多点校准、温度补偿、湿度补偿
校准补偿精度
07
任务驱动架构设计
状态机、事件驱动、时间触发、混合架构
状态机事件驱动RTOS
08
传感器反馈闭环控制
开环/闭环、PID原理、参数整定、位置/速度控制
PID闭环整定
09
基于温度传感器的恒温控制
温度传感器选型、加热/制冷驱动、PID控制、过温保护
恒温PID过温保护
10
基于湿度传感器的加湿/除湿控制
湿度传感器选型、加湿/除湿驱动、PID控制、结露预防
湿度PID结露
11
基于压力传感器的恒压控制
压力传感器选型、泵/阀驱动、PID控制、安全泄压
恒压PID泄压
12
基于红外传感器的避障任务
红外传感器选型、障碍物检测、避障策略、多传感器融合
避障红外融合
13
基于超声波传感器的测距与定位
超声波选型、飞行时间测距、三角定位、误差补偿
测距定位超声波
14
基于光电传感器的物体分拣任务
光电传感器选型、物体检测/计数、传送带同步、分拣驱动
分拣光电同步
15
基于力传感器的力控装配任务
力传感器选型、力/力矩采集、恒力/力位混合控制、异常检测
力控装配恒力
16
基于惯性传感器的姿态控制
加速度计/陀螺仪选型、姿态解算、互补/Mahony滤波、PID控制
姿态IMU滤波
17
基于气体传感器的环境监测任务
气体传感器选型(MQ/电化学)、浓度检测、报警阈值、通风联动
气体报警联动
18
基于光强传感器的自动照明任务
光敏传感器选型、环境光检测、亮度PID控制、人体感应节能
照明光敏节能
19
基于声音传感器的声控任务
麦克风选型、声音强度检测、语音指令模板匹配、声控触发
声控语音模板
20
多传感器数据融合基础
加权平均、贝叶斯估计、D-S证据理论、卡尔曼滤波融合
融合贝叶斯卡尔曼
21
传感器故障诊断与容错
自检方法、故障类型(漂移/卡死/噪声)、冗余设计、切换逻辑
故障容错冗余
22
RTOS在传感器任务中的应用
FreeRTOS任务创建/管理、优先级、信号量/互斥锁、消息队列
FreeRTOS信号量调度
23
传感器数据通信协议
MQTT、Modbus、CAN总线、无线通信(WiFi/BLE/LoRa)
MQTTModbusLoRa
24
传感器数据存储与管理
本地存储(SD/EEPROM)、数据库SQLite、数据压缩与回放
存储SQLite压缩
25
传感器任务可视化与监控
上位机(PyQt)、Web仪表盘(Node-RED)、移动端(App Inventor)
可视化PyQtNode-RED
26
传感器任务性能优化
采样率优化、功耗优化、实时性优化、代码优化技巧
性能功耗实时
27
传感器任务安全设计
电气安全(隔离/过流)、数据安全(加密/认证)、功能安全(看门狗)
安全隔离看门狗
28
传感器任务测试与验证
单元测试、集成测试、压力测试、环境适应性、可靠性测试
测试可靠性压力
29
综合项目一：智能温室环境控制
温湿度+光照+CO₂传感器、执行器联动、远程监控与报警
温室联动远程
30
综合项目二：自主移动机器人导航
超声波+红外+惯性、避障+定位+路径规划、任务调度
机器人导航调度