圖解物聯網：感測器的架構與運用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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　　M2M（Machine to Machine）及IoT（Internet Of Things：物聯網）無疑是近來最受矚目的關鍵字。物聯網是指，除瞭電腦，連智慧型手機、傢電等我們生活周遭的各種物品及裝置都裝上感測器，把收集到的資料透過網際網路善加運用的架構。

　　本書以開發、運用物聯網係統的工程師為對象，介紹構成物聯網技術元素的裝置、感測器、通訊協定的基本知識（MQTT）、物聯網的運用方法。想運用感測器，不僅需具備感測器的相關知識，還得瞭解硬體＆軟體、分析感測器資料等廣泛知識。看完這本書，你可以學會從建構物聯網的架構、感測器種類、從感測器可以取得的資料等基本知識，到製作感測器裝置原型需要的Arduino等微控製器闆及選擇方法、連接感測器的電路、感測器的資料分析、物聯網結閤智慧型手機／穿戴式裝置等，所有工程師運用物聯網時，必須瞭解的知識。另外，本書還藉由業者開發的物聯網係統案例，說明與硬體、無綫通訊有關的特殊問題、設置裝置的知識、安全性等運用物聯網係統時會麵臨的問題及內容。

　　想瞭解物聯網的基本知識及全貌者、今後負責物聯網、M2M係統的企劃／開發人員等所有對物聯網係統開發有興趣的工程師，都推薦你閱讀這本書。

潛入未來：深度解析下一代智能係統的基石 本書導覽： 在信息技術飛速迭代的浪潮中，我們正目睹著一個由數據、連接和智能驅動的全新世界的崛起。本書並非聚焦於特定硬件或協議的入門指導，而是著眼於支撐這一宏大圖景背後的核心邏輯、架構哲學以及工程實踐的深層剖析。我們旨在為那些尋求理解“如何構建一個具有感知、決策和執行能力的復雜係統”的專業人士、高級工程師和係統架構師提供一份詳盡的藍圖。 第一篇：係統性思維與現代計算範式 現代信息係統已不再是孤立軟件或單一硬件的堆砌，而是多層級、跨域、高度互聯的復雜有機體。本書首先建立起一套嚴謹的係統性思維框架，用以解構這些龐大係統的內在復雜度。 第一章：從馮·諾依曼到分布式計算的範式躍遷 本章將探討計算模型是如何從傳統的集中式處理架構，一步步演化為適應大規模並發、低延遲需求的新範式。我們將深入剖析並行計算、異構計算（如GPU、FPGA在通用計算中的應用）的底層機製，並對比不同模型在處理數據流和控製流上的優劣。討論的重點在於如何在高並發環境下，維持數據一緻性與係統狀態的可靠性。 第二章：麵嚮服務的架構（SOA）到微服務（Microservices）：演進與權衡 我們將超越對微服務“小而美”的錶麵理解，深入探究其背後的治理模型、通信協議（如gRPC、消息隊列的深度對比）以及服務拆分的藝術與科學。重點分析在分布式事務處理、服務發現、配置管理等關鍵領域，當前主流的成熟解決方案及其局限性。同時，也會對新興的Serverless架構模式，進行前瞻性的技術評估。 第三章：數據驅動決策的核心邏輯：流處理與事件驅動架構（EDA） 在實時性要求日益增高的今天，數據的“運動”比靜態存儲更為重要。本章詳細闡述瞭事件驅動架構的設計原則，區分流處理（Stream Processing）與批處理（Batch Processing）的根本差異。我們將剖析Kappa與Lambda架構的實戰應用場景，並重點解析復雜事件處理（CEP）在識彆模式、進行實時洞察中的技術路徑，包括如何構建低延遲的規則引擎。 第二篇：高可靠性與性能工程的底層技術 一個成功的智能係統，其核心在於其麵對故障時的韌性（Resilience）以及其能夠持續處理負載的能力。本篇聚焦於保障係統“活下去”和“跑得快”的關鍵技術棧。 第四章：容錯機製與故障注入測試的科學 深入探討經典容錯算法，如Paxos、Raft的一緻性保證機製，並結閤實際場景分析其在不同網絡分區情況下的錶現。同時，本書將詳細介紹“混沌工程”（Chaos Engineering）的哲學與實踐，指導讀者如何係統性地、有計劃地引入故障，以驗證係統的魯棒性，而非僅僅依賴於被動修復。 第五章：內存管理與操作係統層麵的性能調優 性能瓶頸往往隱藏在看似基礎的底層交互中。本章將揭示現代操作係統（Linux內核）中關鍵子係統的調優技巧，包括I/O調度器、網絡棧（如eBPF的應用前景）以及進程間通信（IPC）機製的效率優化。對於內存，將深入分析垃圾迴收（GC）機製（特彆是針對高吞吐量服務），以及如何通過內存布局優化來減少緩存未命中率。 第六章：網絡協議棧的深度優化與流量整形 TLS/SSL握手開銷、TCP擁塞控製算法（如BBR）的選擇與應用，這些細節直接決定瞭服務的最終延遲。本章將帶領讀者從網絡協議棧的視角審視性能，講解如何通過定製化發送緩衝區、優化負載均衡器的會話保持策略，以應對大規模分布式部署中的網絡瓶頸。 第三篇：智能係統中的安全與信任邊界 智能係統處理的數據往往具有極高的敏感性，其連接性也帶來瞭更廣闊的攻擊麵。本篇緻力於構建縱深防禦體係。 第七章：身份驗證、授權與零信任架構的落地 超越傳統的邊界安全模型，零信任（Zero Trust）要求對每一次訪問請求進行嚴格驗證。本章詳細分析瞭基於角色的訪問控製（RBAC）和基於屬性的訪問控製（ABAC）的實現細節，並探討瞭如OAuth 2.0、OpenID Connect在服務間認證流中的正確應用方式。重點在於如何安全地管理密鑰和服務憑證。 第八章：數據隱私保護技術：加密、脫敏與聯邦學習的倫理考量 在數據使用和保護之間尋求平衡是現代係統的核心挑戰。本章介紹同態加密（Homomorphic Encryption）和安全多方計算（MPC）等前沿密碼學技術在保護數據處理過程中的潛力。同時，討論數據脫敏技術（如K-匿名化）的有效性，以及在多方協作中，如何利用聯邦學習（Federated Learning）在不泄露原始數據的前提下，構建聯閤模型。 第九章：供應鏈安全與不可篡改性記錄 現代軟件係統依賴於無數的第三方組件，其安全性至關重要。本章分析瞭軟件供應鏈攻擊的常見嚮量，並介紹瞭軟件物料清單（SBOM）的重要性。此外，我們將探討如何利用分布式賬本技術（DLT）的特性，為關鍵係統的配置更改和操作日誌建立不可否認的審計路徑。 第四篇：構建與運維的自動化與智能化 係統一旦復雜，手動維護即成不可能。本篇聚焦於如何通過自動化工具和流程，實現係統的持續集成、持續交付與智能運維。 第十章：基礎設施即代碼（IaC）與配置漂移的治理 深入探討如Terraform、Ansible等工具鏈的深度應用，強調聲明式配置的優越性。重點分析如何設計冪等的配置腳本，並構建反饋循環機製，以快速檢測和自動修復因手動乾預導緻的“配置漂移”（Configuration Drift）。 第十一章：智能可觀測性：從監控到洞察 本書將“可觀測性”（Observability）提升到高於傳統“監控”（Monitoring）的層麵。我們將探討如何有效整閤Metrics、Logs和Traces（三支柱），並講解分布式追蹤係統（如OpenTelemetry的實踐）如何幫助架構師快速定位跨越多個服務的延遲瓶頸。此外，還將引入基於機器學習的異常檢測技術，實現對係統行為的預測性維護。 第十二章：持續部署與藍綠/金絲雀發布的風險控製 自動化部署流程的設計必須兼顧速度與安全。本章詳細對比瞭藍綠部署、金絲雀發布（Canary Release）等高級部署策略的內在機製、自動化迴滾觸發條件，以及如何在流量分層引入過程中，精確評估新舊版本之間的性能差異和錯誤率。 結論：麵嚮未來的係統架構師的職責 本書在結尾處總結瞭構建下一代智能係統的核心挑戰，強調瞭跨學科知識（如分布式係統理論、網絡工程、安全原理）的融閤，以及對可持續性、可擴展性設計理念的堅持，是應對未來技術復雜性的關鍵所在。

第1章物聯網的基本知識
1.1 物聯網入門
1.2 物聯網創造的世界
1.3 建構物聯網的技術元素

第2章 物聯網的架構
2.1 物聯網的整體架構
2.2 收及資料
2.3 接收資料
2.4 處理資料
2.5 儲存資料
2.6 控製裝置

第3章 物聯網的裝置
3.1 連接現實世界的裝置
3.2 物聯網裝置的組成元素
3.3 連接現實世界與雲端
3.4 收集現實世界的資料
3.5 對現實世界的迴饋
3.6 製作硬體原型

第4章 進階感測技術
4.1 擴充用感測器
4.2 進階感測裝置
4.3 進階感測係統

第5章 物聯網服務的係統開發
5.1 物聯網與係統開發
5.2 物聯網係統的開發流程
5.3 物聯網服務的係統開發案例
5.4 物聯網服務的開發重點
5.5 麵對物聯網服務的係統開發

第6章 物聯網與資料分析
6.1 感測器資料與分析
6.2 可視化
6.3 進階分析
6.4 分析需要的元素

第7章 物聯網與穿戴式裝置
7.1 穿戴式裝置的基本知識
7.2 穿戴式裝置的種類
7.2 穿戴式裝置的運用範圍

第8章 物聯網與機器人
8.1 從裝置到機器人
8.2 運用機器人用的中介軟體
8.3 連接雲端的機器人
8.4 物聯網與機器人的未來

序

　　最近你應該常聽到物聯網（Internet of Things－IoT）這個名詞吧！物聯網是指，用網路連接生活周遭的各種物品來提供服務的架構。這種架構可以在你的生活中，提供宛如科幻電影般的神奇體驗。

　　物聯網運用的技術，主要以現今的Web服務技術與網際網路為基礎。然而，在物聯網之中，感測器與裝置究竟發揮瞭什麼樣的功用？若要深入瞭解這個部分，就得先具備硬體以及嵌入式軟體方麵的知識。與Web服務及網際網路有關的前者，是所有IT工程師擅長的領域；而與感測器及裝置有關的後者，則是嵌入式軟體工程師及硬體工程師比較擅長。這兩種工程師一定得並肩閤作，貢獻各自的專長，否則無法製作齣物聯網。除此之外，物聯網還會運用到分析裝置傳送資料的技術以及機器學習等，亦即資料科學傢（Data Scientist）擅長的專業技術領域。當然，隻要工程師整閤彼此擅長的技術，應該能建構齣物聯網。可是，在不瞭解彼此技術領域的基本知識下，工程師之間很難溝通，結果使得建立物聯網變得非常睏難。因此，我希望這本書可以在你執行物聯網專案，遇到自己不熟悉的領域時，幫助你不會感到迷惘。

　　首先，第1章要先介紹物聯網的整體概論，接著第2章以Web服務使用的技術為主，說明建構物聯網服務的方法。第3章將詳細說明裝置開發的重點，第4章以高度感應技術為主題，介紹近年來進步神速的自然使用者介麵（NUI）以及全球定位係統（GPS）等感測係統。接下來，第5章要解說運用物聯網服務時的專業知識以及應注意的重點。從第6章開始到第8章，將說明資料分析、穿戴式裝置、機器人等與物聯網息息相關的領域。

　　本書將幫助你跨齣瞭解物聯網廣泛技術全貌的第一步，換句話說，這是一本物聯網開發指南。裏麵提及的各領域知識，有些你應該已經知道，有些可能完全不曾接觸過。但是，倘若這本書能你在建構物聯網服務時，提供指引方嚮，我將深感榮幸。

评分☆☆☆☆☆

身為一個對工業自動化和智能製造有點關注的人，這本書的標題「圖解物聯網：感測器的架構與運用」簡直是為我量身打造的！我們廠裡其實已經有一些自動化的設備，但總是覺得可以做得更多、更有效率。感測器在裡麵扮演的角色太重要瞭，它們就像是設備的「眼睛」和「耳朵」，把生產線上的各種數據即時傳迴控製中心。但我常常覺得，我們對感測器的理解還停留在「知道有這個東西」的階段，對於它們的內部原理、不同的技術規格、甚至是如何選擇最適閤的感測器來解決特定的生產問題，都還需要更深入的瞭解。這本書的「架構」部分，我猜測應該會深入講解感測器的內部結構，以及它們如何感測、轉換、傳輸數據的技術細節，這對我來說是非常寶貴的資訊。而「運用」的部分，我更期待它能提供一些實際的應用案例，像是如何在生產線上監測產品品質、預測設備故障、優化生產流程等等。如果能有圖解輔助，那肯定更容易理解和應用。

评分☆☆☆☆☆

每次看到「物聯網」這三個字，我都會聯想到很多科幻電影裡的情節，萬物皆可聯網，隨時隨地都能掌握訊息。但實際生活中，我總覺得還有很多地方可以進步，尤其是在公共設施和城市管理方麵。例如，路口的交通流量感測器、橋梁的結構健康監測感測器、甚至是水庫的水位監測感測器，這些都屬於物聯網的範疇。這本書的標題「圖解物聯網：感測器的架構與運用」正是我認為最核心、也最能解決實際問題的切入點。我一直很好奇，這些分散在城市各處的感測器，它們是如何被設計和安裝的？又如何能夠抵抗惡劣的環境，並且長時間穩定地工作？「架構」這個詞，讓我覺得它可能會解釋感測器的硬體組成、電源管理、以及它們與周邊硬體的連接方式。而「運用」則會涵蓋它們在不同場景下的實際部署和數據分析，我希望透過這本書，能夠更清楚地理解，如何利用這些看似微小的感測器，來提升城市運行的效率和安全性，這對我這種關心公共事務的人來說，有很大的吸引力。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我對「感測器」一直抱有一種既熟悉又陌生的感覺。熟悉是因為我們生活中到處都是，從手機裡的各種感測器，到傢電裡的溫度、濕度感測器，再到汽車裡的各種安全偵測器。但陌生的是，我總覺得自己對它們的「內在」瞭解得不夠深入。這本書的書名「圖解物聯網：感測器的架構與運用」讓我覺得，它應該能滿足我這種「想知道得更透徹」的讀者。尤其「圖解」這兩個字，聽起來就很吸引人，我之前看過一些關於感測器的介紹，雖然內容不錯，但文字敘述有時候會讓我感到吃力，如果能有清晰的圖示來輔助說明，肯定能事半功倍。我特別期待「架構」的部分，能夠詳細介紹不同種類感測器的內部工作原理，像是它們是如何偵測物理量，又是如何將這些物理量轉換成電訊號的。而「運用」的部分，則希望能看到更多結閤實際場景的案例，例如如何運用感測器來進行環境監測、農業監控、甚至是在醫療保健領域的應用。我認為，掌握瞭感測器的「架構與運用」，就等於掌握瞭許多物聯網應用的基礎，這對我來說是很有價值的學習。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對「感測器」這個詞，最早的印象大概就是手機裡那個偵測方嚮的陀螺儀，或是相機裡的測光元件。但聽到「物聯網」裡麵的感測器，感覺就更厲害瞭，好像什麼東西都能變成「智慧」的。我一直在想，那些智慧路燈、智慧停車係統、甚至是大樓裡自動調節空調的係統，背後一定有很多很多不同種類的感測器在工作。這本書的「架構與運用」聽起來就很紮實，不是那種淺嘗輒止的介紹。我希望它能詳細說明各種感測器的種類，像是光學感測器、壓力感測器、溫度感測器、甚至是一些我可能還沒聽過的特殊感測器，它們各自的原理是什麼？又是如何把物理世界裡的變化，轉換成數位訊號的？光是想像一下，就覺得非常有趣。而且，「架構」這兩個字，讓我覺得它可能不隻會講單一的感測器，還會講到感測器之間如何協同工作，形成一個更龐大的網絡，這就是物聯網的精髓吧。我特別期待它能說明，這些感測器是如何被整閤進整個物聯網係統裡，並且發揮作用的，這部分的內容，我認為會非常關鍵，也最能體現物聯網的價值。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書的封麵設計真的讓我眼睛一亮！那個圖解的風格，顏色搭配還有那些小圖標，一看就知道是很用心在做內容呈現，不是那種死闆的教科書。身為一個對科技有點興趣，但又怕太艱澀的讀者，這種「圖解」的方式根本是救星！我一直覺得物聯網聽起來很厲害，但又有點抽象，很多文章講起來都離不開「智慧傢庭」、「智慧城市」這些大方嚮，但我更想知道，到底這些「智慧」是怎麼實現的？那些聽起來很酷的裝置，背後的原理是什麼？尤其是「感測器」，聽起來就是一切的開端，書名直接點齣「感測器的架構與運用」，這正是我最想搞懂的部分。我一直很好奇，一個感測器是怎麼知道溫度、濕度、光線，甚至是移動的？它的內部構造到底是什麼樣的？又是如何把這些訊號傳齣去的？這本書的標題讓我覺得，它應該能把這些「黑盒子」打開，用看得懂的方式解釋給我聽。而且「架構」和「運用」兩個詞，感覺涵蓋的範圍很廣，不隻理論，還有實際的應用，這對我來說非常重要，我希望書裡的知識不隻停留在理論，而是能跟我每天生活或未來可能遇到的情境連結起來。