Python编程基础与应用——基于智能化设备 / 高等职业教育“互联网+”新形态一体化教材
定价：￥49.50
作者： 张志军，刘锦
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111816485
- 1-1
- 435
内容简介
本书以“智能化设备应用”为核心场景，系统构建Python编程从基础到进阶的完整知识体系，旨在帮助读者熟练掌握面向智能设备开发的Python编程技能，成功实现从编程入门到工程实践的能力跨越。全书遵循“理论筑基-任务驱动-实践落地”的教学逻辑，共分为七个模块，层层递进、由浅入深，全面覆盖智能设备编程全流程的核心技术要点。
模块一聚焦“走进智能时代与Python世界”，引导读者系统认知工业、家居、物联网等领域的智能设备应用场景，完成Python开发环境搭建并编写首个设备控制程序，初步建立编程与智能设备控制的基础关联。模块二至模块五夯实读者的核心编程能力，分别从变量与数据类型，判断、循环结构及异常处理，函数与模块，数据结构与文件四个维度，结合智能设备数据处理、状态控制、功能封装、日志管理等实际开发需求，拆解关键知识点与操作要点，并配套错误案例调试环节，有效强化读者解决问题的能力。模块六拓展技术边界，探索机器学习在边缘设备、语音交互、计算机视觉等智能设备创新应用场景的实践方法，衔接前沿技术趋势。模块七实现能力进阶提升，深入讲解函数进阶、数据持久化进阶及网络编程基础，助力读者构建智能设备控制与数据交互的完整技术框架。
全书每个模块均设置模块导入、学习导引、任务清单、任务简介、任务目标、知识储备、任务实施、评价反馈等教学环节，配套工作手册页、模块验收与知识巩固，形成学、练、测闭环。本书兼顾理论系统性与实践针对性，既可作为职业院校计算机应用技术、物联网应用技术、智能控制技术及相关专业的核心教材，也可作为智能设备开发爱好者的自学参考用书。
为方便教学，本书配有PPT课件、习题答案、模拟试题及答案等教学资源，选择本书作为教材的教师，可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com），注册后免费下载。
模块一聚焦“走进智能时代与Python世界”，引导读者系统认知工业、家居、物联网等领域的智能设备应用场景，完成Python开发环境搭建并编写首个设备控制程序，初步建立编程与智能设备控制的基础关联。模块二至模块五夯实读者的核心编程能力，分别从变量与数据类型，判断、循环结构及异常处理，函数与模块，数据结构与文件四个维度，结合智能设备数据处理、状态控制、功能封装、日志管理等实际开发需求，拆解关键知识点与操作要点，并配套错误案例调试环节，有效强化读者解决问题的能力。模块六拓展技术边界，探索机器学习在边缘设备、语音交互、计算机视觉等智能设备创新应用场景的实践方法，衔接前沿技术趋势。模块七实现能力进阶提升，深入讲解函数进阶、数据持久化进阶及网络编程基础，助力读者构建智能设备控制与数据交互的完整技术框架。
全书每个模块均设置模块导入、学习导引、任务清单、任务简介、任务目标、知识储备、任务实施、评价反馈等教学环节，配套工作手册页、模块验收与知识巩固，形成学、练、测闭环。本书兼顾理论系统性与实践针对性，既可作为职业院校计算机应用技术、物联网应用技术、智能控制技术及相关专业的核心教材，也可作为智能设备开发爱好者的自学参考用书。
为方便教学，本书配有PPT课件、习题答案、模拟试题及答案等教学资源，选择本书作为教材的教师，可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com），注册后免费下载。
目录
前言
二维码索引
模块一 走进智能时代与Python世界：
智能设备与Python基础 1
模块导入 1
学习导引 1
任务清单 2
任务一 了解智能设备编程 2
任务简介 2
任务目标 2
知识储备 3
知识点1 工业领域智能化设备 3
知识点2 家居领域智能化设备 4
知识点3 物联网领域智能化设备 4
任务实施 5
评价反馈 6
任务二 智能设备编程开发环境搭建 6
任务简介 6
任务目标 6
知识储备 7
知识点1 Python语言的特点 7
知识点2 下载与安装Python 8
知识点3 选择与配置编辑器 11
任务实施 12
评价反馈 13
任务三 编写智能设备的第一个控制程序 13
任务简介 13
任务目标 14
知识储备 14
知识点1 控制台输出函数print()的
基本用法 14
知识点2 单行注释（#）与多行注释（"""）的使用 14
知识点3 程序的运行与结果查看 15
任务实施 15
评价反馈 16
工作手册页 16
模块验收 17
知识巩固 18
模块二 智能设备数据处理基础：
变量与数据类型 19
模块导入 19
学习导引 19
任务清单 20
任务一 定义智能设备数据变量 20
任务简介 20
任务目标 20
知识储备 21
知识点1 变量命名规范 21
知识点2 赋值运算符 21
知识点3 变量的多次赋值与值的更新 23
任务实施 24
错误案例调试区 25
评价反馈 26
任务二 识别智能设备数据类型 27
任务简介 27
任务目标 27
知识储备 28
知识点1 常见数据类型及特征 28
知识点2 处理数值类型 30
知识点3 处理字符串类型 32
知识点4 布尔类型 33
知识点5 数据类型识别方法 35
任务实施 36
错误案例调试区 38
评价反馈 39
任务三 智能设备数据类型转换与格式化 40
任务简介 40
任务目标 40
知识储备 40
知识点1 数据类型转换的基本方法 40
知识点2 数据格式化的常用方式 42
任务实施 44
错误案例调试区 45
评价反馈 47
工作手册页 48
模块验收 48
知识巩固 49
模块三 智能设备逻辑控制：判断、
循环结构及异常处理 50
模块导入 50
学习导引 50
任务清单 51
任务一 设备状态判断逻辑 51
任务简介 51
任务目标 52
知识储备 52
知识点1 单分支if语句 52
知识点2 双分支if-else语句 54
知识点3 多分支if-elif-else语句 55
任务实施 59
错误案例调试区 60
评价反馈 61
任务二 设备循环检测控制 62
任务简介 62
任务目标 62
知识储备 62
知识点1 while循环 62
知识点2 for循环 64
知识点3 循环中的break与
continue语句 67
任务实施 69
错误案例调试区 71
评价反馈 72
任务三 设备异常处理机制 73
任务简介 73
任务目标 73
知识储备 73
知识点1 常见异常类型 73
知识点2 try-except语句捕获异常 75
知识点3 try-except-else-finally
完整结构的应用 76
任务实施 78
错误案例调试区 80
评价反馈 81
工作手册页 82
模块验收 82
知识巩固 83
模块四 智能设备功能封装：函数与模块 85
模块导入 85
学习导引 85
任务清单 86
任务一 智能设备功能函数创建与调用 86
任务简介 86
任务目标 86
知识储备 87
知识点1 函数定义 87
知识点2 函数名的命名规范 87
知识点3 参数列表的使用 88
知识点4 函数调用 88
知识点5 参数传递方式 90
任务实施 92
错误案例调试区 94
评价反馈 95
任务二 智能设备函数返回值与作用域 95
任务简介 95
任务目标 95
知识储备 96
知识点1 return语句的功能 96
知识点2 返回值类型 98
知识点3 局部变量 99
知识点4 全局变量 101
任务实施 102
错误案例调试区 104
评价反馈 106
任务三 智能设备控制模块应用 106
任务简介 106
任务目标 107
知识储备 107
知识点1 模块定义 107
知识点2 模块导入 107
知识点3 time模块 109
知识点4 random模块 110
任务实施 111
错误案例调试区 113
评价反馈 115
工作手册页 115
模块验收 116
知识巩固 116
模块五 智能设备数据管理：数据结构与
文件 118
模块导入 118
学习导引 118
任务清单 119
任务一 使用列表和元组处理设备序列数据 119
任务简介 119
任务目标 120
知识储备 120
知识点1 列表的创建、修改与删除 120
知识点2 列表的常用操作 124
知识点3 元组的操作 127
任务实施 129
错误案例调试区 130
评价反馈 131
任务二 使用字典管理设备属性 132
任务简介 132
任务目标 132
知识储备 132
知识点1 字典的基本操作 133
知识点2 处理字典的内容 133
知识点3 遍历字典 134
任务实施 136
错误案例调试区 138
评价反馈 139
任务三 使用集合快速去重，处理重复数据 140
任务简介 140
任务目标 140
知识储备 140
知识点1 集合的创建和元素操作 140
知识点2 集合的数据操作 141
任务实施 142
错误案例调试区 143
评价反馈 145
任务四 使用文件操作保存设备日志 146
任务简介 146
任务目标 146
知识储备 146
知识点1 从文件中读取数据 146
知识点2 写入文件内容 147
任务实施 149
错误案例调试区 150
评价反馈 152
工作手册页 153
模块验收 153
知识巩固 154
模块六 智能化设备的创新应用与技术拓展：
机器学习与人工智能 156
模块导入 156
学习导引 156
任务清单 157
任务一 机器学习在边缘设备中的应用 157
任务简介 157
任务目标 157
知识储备 158
知识点1 边缘机器学习的定义与
核心特征 158
知识点2 机器学习基础回顾 159
知识点3 边缘机器学习的核心技术 160
知识点4 边缘机器学习的挑战与限制 162
任务实施 164
错误案例调试区 165
评价反馈 166
任务二 智能化设备的语音交互技术开发与
应用 167
任务简介 167
任务目标 167
知识储备 168
知识点1 语音交互的基本流程与
核心模块 168
知识点2 语音识别技术 169
知识点3 自然语言理解与意图解析 169
知识点4 语音合成技术与边缘适配 170
知识点5 设备端语音交互的
工程化适配 171
任务实施 171
错误案例调试区 173
评价反馈 174
任务三 计算机视觉技术在智能设备中的
基础应用 174
任务简介 174
任务目标 174
知识储备 175
知识点1 计算机视觉的核心概念与
智能设备应用场景 175
知识点2 Python主流计算机视觉库及
智能设备适配性 175
知识点3 数字图像的底层原理 176
知识点4 图像预处理技术 177
知识点5 目标检测基础 177
任务实施 178
错误案例调试区 180
评价反馈 181
工作手册页 181
模块验收 182
知识巩固 183
模块七 Python编程进阶：智能设备控制与
数据交互 184
模块导入 184
学习导引 184
任务清单 185
任务一 智能设备控制中的函数进阶 186
任务简介 186
任务目标 186
知识储备 186
知识点1 默认参数 186
知识点2 可变参数 187
知识点3 函数嵌套 190
知识点4 函数递归 191
知识点5 匿名函数 191
知识点6 高阶函数 192
知识点7 常见的高阶函数 193
任务实施 195
错误案例调试区 196
评价反馈 197
任务二 智能设备编程中的文件与数据持久化
进阶 198
任务简介 198
任务目标 198
知识储备 199
知识点1 JSON数据处理 199
知识点2 CSV数据处理 201
知识点3 数据库基础 203
知识点4 SQLite简介 203
知识点5 数据备份 207
知识点6 数据恢复 209
任务实施 209
错误案例调试区 213
评价反馈 214
任务三 智能设备编程中的网络编程基础 215
任务简介 215
任务目标 215
知识储备 216
知识点1 网络基础知识 216
知识点2 TCP与UDP协议 216
知识点3 Python中的TCP编程 216
知识点4 Python中的UDP编程 217
知识点5 HTTP请求与响应处理 218
知识点6 节点与网关 219
任务实施 219
错误案例调试区 220
评价反馈 221
工作手册页 221
模块验收 222
知识巩固 222
参考文献 224
二维码索引
模块一 走进智能时代与Python世界：
智能设备与Python基础 1
模块导入 1
学习导引 1
任务清单 2
任务一 了解智能设备编程 2
任务简介 2
任务目标 2
知识储备 3
知识点1 工业领域智能化设备 3
知识点2 家居领域智能化设备 4
知识点3 物联网领域智能化设备 4
任务实施 5
评价反馈 6
任务二 智能设备编程开发环境搭建 6
任务简介 6
任务目标 6
知识储备 7
知识点1 Python语言的特点 7
知识点2 下载与安装Python 8
知识点3 选择与配置编辑器 11
任务实施 12
评价反馈 13
任务三 编写智能设备的第一个控制程序 13
任务简介 13
任务目标 14
知识储备 14
知识点1 控制台输出函数print()的
基本用法 14
知识点2 单行注释（#）与多行注释（"""）的使用 14
知识点3 程序的运行与结果查看 15
任务实施 15
评价反馈 16
工作手册页 16
模块验收 17
知识巩固 18
模块二 智能设备数据处理基础：
变量与数据类型 19
模块导入 19
学习导引 19
任务清单 20
任务一 定义智能设备数据变量 20
任务简介 20
任务目标 20
知识储备 21
知识点1 变量命名规范 21
知识点2 赋值运算符 21
知识点3 变量的多次赋值与值的更新 23
任务实施 24
错误案例调试区 25
评价反馈 26
任务二 识别智能设备数据类型 27
任务简介 27
任务目标 27
知识储备 28
知识点1 常见数据类型及特征 28
知识点2 处理数值类型 30
知识点3 处理字符串类型 32
知识点4 布尔类型 33
知识点5 数据类型识别方法 35
任务实施 36
错误案例调试区 38
评价反馈 39
任务三 智能设备数据类型转换与格式化 40
任务简介 40
任务目标 40
知识储备 40
知识点1 数据类型转换的基本方法 40
知识点2 数据格式化的常用方式 42
任务实施 44
错误案例调试区 45
评价反馈 47
工作手册页 48
模块验收 48
知识巩固 49
模块三 智能设备逻辑控制：判断、
循环结构及异常处理 50
模块导入 50
学习导引 50
任务清单 51
任务一 设备状态判断逻辑 51
任务简介 51
任务目标 52
知识储备 52
知识点1 单分支if语句 52
知识点2 双分支if-else语句 54
知识点3 多分支if-elif-else语句 55
任务实施 59
错误案例调试区 60
评价反馈 61
任务二 设备循环检测控制 62
任务简介 62
任务目标 62
知识储备 62
知识点1 while循环 62
知识点2 for循环 64
知识点3 循环中的break与
continue语句 67
任务实施 69
错误案例调试区 71
评价反馈 72
任务三 设备异常处理机制 73
任务简介 73
任务目标 73
知识储备 73
知识点1 常见异常类型 73
知识点2 try-except语句捕获异常 75
知识点3 try-except-else-finally
完整结构的应用 76
任务实施 78
错误案例调试区 80
评价反馈 81
工作手册页 82
模块验收 82
知识巩固 83
模块四 智能设备功能封装：函数与模块 85
模块导入 85
学习导引 85
任务清单 86
任务一 智能设备功能函数创建与调用 86
任务简介 86
任务目标 86
知识储备 87
知识点1 函数定义 87
知识点2 函数名的命名规范 87
知识点3 参数列表的使用 88
知识点4 函数调用 88
知识点5 参数传递方式 90
任务实施 92
错误案例调试区 94
评价反馈 95
任务二 智能设备函数返回值与作用域 95
任务简介 95
任务目标 95
知识储备 96
知识点1 return语句的功能 96
知识点2 返回值类型 98
知识点3 局部变量 99
知识点4 全局变量 101
任务实施 102
错误案例调试区 104
评价反馈 106
任务三 智能设备控制模块应用 106
任务简介 106
任务目标 107
知识储备 107
知识点1 模块定义 107
知识点2 模块导入 107
知识点3 time模块 109
知识点4 random模块 110
任务实施 111
错误案例调试区 113
评价反馈 115
工作手册页 115
模块验收 116
知识巩固 116
模块五 智能设备数据管理：数据结构与
文件 118
模块导入 118
学习导引 118
任务清单 119
任务一 使用列表和元组处理设备序列数据 119
任务简介 119
任务目标 120
知识储备 120
知识点1 列表的创建、修改与删除 120
知识点2 列表的常用操作 124
知识点3 元组的操作 127
任务实施 129
错误案例调试区 130
评价反馈 131
任务二 使用字典管理设备属性 132
任务简介 132
任务目标 132
知识储备 132
知识点1 字典的基本操作 133
知识点2 处理字典的内容 133
知识点3 遍历字典 134
任务实施 136
错误案例调试区 138
评价反馈 139
任务三 使用集合快速去重，处理重复数据 140
任务简介 140
任务目标 140
知识储备 140
知识点1 集合的创建和元素操作 140
知识点2 集合的数据操作 141
任务实施 142
错误案例调试区 143
评价反馈 145
任务四 使用文件操作保存设备日志 146
任务简介 146
任务目标 146
知识储备 146
知识点1 从文件中读取数据 146
知识点2 写入文件内容 147
任务实施 149
错误案例调试区 150
评价反馈 152
工作手册页 153
模块验收 153
知识巩固 154
模块六 智能化设备的创新应用与技术拓展：
机器学习与人工智能 156
模块导入 156
学习导引 156
任务清单 157
任务一 机器学习在边缘设备中的应用 157
任务简介 157
任务目标 157
知识储备 158
知识点1 边缘机器学习的定义与
核心特征 158
知识点2 机器学习基础回顾 159
知识点3 边缘机器学习的核心技术 160
知识点4 边缘机器学习的挑战与限制 162
任务实施 164
错误案例调试区 165
评价反馈 166
任务二 智能化设备的语音交互技术开发与
应用 167
任务简介 167
任务目标 167
知识储备 168
知识点1 语音交互的基本流程与
核心模块 168
知识点2 语音识别技术 169
知识点3 自然语言理解与意图解析 169
知识点4 语音合成技术与边缘适配 170
知识点5 设备端语音交互的
工程化适配 171
任务实施 171
错误案例调试区 173
评价反馈 174
任务三 计算机视觉技术在智能设备中的
基础应用 174
任务简介 174
任务目标 174
知识储备 175
知识点1 计算机视觉的核心概念与
智能设备应用场景 175
知识点2 Python主流计算机视觉库及
智能设备适配性 175
知识点3 数字图像的底层原理 176
知识点4 图像预处理技术 177
知识点5 目标检测基础 177
任务实施 178
错误案例调试区 180
评价反馈 181
工作手册页 181
模块验收 182
知识巩固 183
模块七 Python编程进阶：智能设备控制与
数据交互 184
模块导入 184
学习导引 184
任务清单 185
任务一 智能设备控制中的函数进阶 186
任务简介 186
任务目标 186
知识储备 186
知识点1 默认参数 186
知识点2 可变参数 187
知识点3 函数嵌套 190
知识点4 函数递归 191
知识点5 匿名函数 191
知识点6 高阶函数 192
知识点7 常见的高阶函数 193
任务实施 195
错误案例调试区 196
评价反馈 197
任务二 智能设备编程中的文件与数据持久化
进阶 198
任务简介 198
任务目标 198
知识储备 199
知识点1 JSON数据处理 199
知识点2 CSV数据处理 201
知识点3 数据库基础 203
知识点4 SQLite简介 203
知识点5 数据备份 207
知识点6 数据恢复 209
任务实施 209
错误案例调试区 213
评价反馈 214
任务三 智能设备编程中的网络编程基础 215
任务简介 215
任务目标 215
知识储备 216
知识点1 网络基础知识 216
知识点2 TCP与UDP协议 216
知识点3 Python中的TCP编程 216
知识点4 Python中的UDP编程 217
知识点5 HTTP请求与响应处理 218
知识点6 节点与网关 219
任务实施 219
错误案例调试区 220
评价反馈 221
工作手册页 221
模块验收 222
知识巩固 222
参考文献 224
