实战Webduino：物联网开发x智慧家居应用x自走车 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　Webduino的诞生，替物联网开启了最关键的一条路，让网页开发者可以轻松跨入硬体的领域，让硬体开发者可以立即使用网页的服务。

　　只要会做网页，就能马上体验玩硬体的乐趣
　　虽然大家都说Arduino的IDE很方便，可是那犹如天书的程式码还是让人觉得很难懂，有没有更轻松的方法可以使用Arduino呢？如果您有这样的期待，Webduino就是您最好的选择。Webduino纯粹利用HTML、Javascript等网页程式语法进行开发，不需要学习艰难的C或C++，只要会写网页，就可以借由Arduino控制形形色色的传感器，打开虚拟世界与真实世界的通道。

　　电脑、平板、手机都支援
　　因为是借由网页控制元件或传感器。因此，不论是Windows、Mac、Android或iPhone/iPad都可以顺利运行，轻松实现跨平台的控制。

智能生活新篇章：深入解析物联网与嵌入式系统设计 内容提要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，探索现代物联网（IoT）技术的核心原理、关键架构以及在实际应用场景中的落地实施。我们聚焦于下一代智能设备的设计、构建与部署，覆盖从底层硬件选型到云端数据处理的完整技术栈。本书深入浅出地介绍了嵌入式系统编程范式、传感器与执行器的接口技术，以及如何利用现代通信协议（如MQTT、CoAP）实现设备间的稳定连接。同时，我们详细剖析了数据安全、隐私保护以及边缘计算在优化用户体验中的关键作用。本书不仅提供了理论指导，更结合多个前沿案例，展示如何将复杂的概念转化为高效、可靠的商业级解决方案。 第一部分：物联网技术基石与架构 第一章：物联网的演进与核心范式 本章首先界定物联网的定义及其在工业、城市管理和个人消费领域的不同侧重点。我们将追溯物联网从M2M（机器到机器）通信发展至今的历程，重点阐述支撑现代IoT生态的四大核心层级：感知层（设备与传感器）、网络层（连接与传输）、平台层（数据处理与管理）以及应用层（用户界面与服务）。深入探讨低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRaWAN和NB-IoT，分析它们在带宽、功耗与覆盖范围之间的权衡。此外，本章将系统梳理主流的IoT架构模型（如星型、网状网络、树状拓扑）及其适用场景。 第二章：嵌入式系统编程与微控制器选型 理解物联网的本质在于理解嵌入式系统。本章将详细介绍主流微控制器（MCU）的架构特点，包括基于Cortex-M内核的处理器特性，以及它们在内存管理、中断处理和实时性方面的要求。重点内容包括： 1. 实时操作系统（RTOS）基础： 介绍FreeRTOS或Zephyr等轻量级RTOS的调度机制、任务同步（信号量、互斥锁）和内存池管理。 2. 设备驱动开发： 详细讲解如何通过寄存器操作或硬件抽象层（HAL）来初始化和控制通用异步收发传输器（UART）、串行外设接口（SPI）和I2C总线。 3. 固件的空中升级（OTA）： 探讨实现安全、可靠的远程固件更新机制所需的Bootloader设计和分区管理策略。 第三章：连接技术与网络协议栈 本章专注于设备如何可靠地将数据传输至云端或其他设备。我们不会局限于Wi-Fi或蓝牙，而是深入探讨更适用于大规模部署的协议： 1. MQTT 深度解析： 详细讲解QoS等级（0、1、2）对数据可靠性的影响，Broker的负载均衡与集群部署。分析Keep-Alive机制在维持长连接中的作用。 2. WebSockets 与 HTTP/2 在 IoT 中的应用： 比较这两种协议在双向实时通信中的性能差异和资源消耗模型。 3. 网络安全基础： 探讨TLS/DTLS在传输层加密中的应用，以及如何使用预共享密钥（PSK）或证书进行设备身份验证。 第二部分：数据处理与平台服务 第四章：云平台架构与数据流管理 本章剖析物联网云平台的关键功能模块，侧重于服务解耦和弹性扩展。探讨主流云平台（如AWS IoT Core, Azure IoT Hub）提供的设备注册、身份管理和影子服务（Device Shadow）。内容包括： 1. 消息路由与规则引擎： 如何设置复杂的规则引擎来对传入数据进行筛选、转换和分发到不同的后端服务（数据库、分析工具）。 2. 数据存储选型： 针对时间序列数据（如InfluxDB或TimescaleDB）与关系型数据（PostgreSQL）在物联网场景下的适用性分析。 3. 多租户与权限隔离： 在平台层设计，确保不同用户或应用之间的数据和设备控制权不发生交叉。 第五章：边缘计算与本地智能 随着数据量的激增，将部分计算任务下放到网络边缘变得至关重要。本章探讨边缘计算的必要性、优势与挑战。 1. 边缘代理设计： 如何在本地网关上部署轻量级的计算环境（如Docker或特定运行时），实现数据预处理和本地决策。 2. 本地化模型部署： 介绍如何将训练好的机器学习模型（如TensorFlow Lite）部署到资源受限的边缘设备上，实现实时异常检测或分类任务。 3. 离线操作与同步策略： 讨论当网络中断时，边缘节点如何维持关键业务的运行，并在恢复连接后安全高效地同步累积数据。 第三部分：高级应用与系统集成 第六章：工业物联网（IIoT）中的数据采集与协议转换 本章聚焦于工业自动化领域对稳定性和安全性的苛刻要求。重点介绍工业现场总线协议的演变： 1. Modbus 与 OPC UA 详解： 深入分析Modbus（RTU/TCP）的结构，并详细讲解OPC UA作为下一代工业通信标准在面向服务架构、安全性和信息模型方面的优势。 2. 网关化与协议栈： 如何设计协议转换网关，将老旧的串行或现场总线数据安全地封装成基于IP的IoT协议进行传输。 第七章：系统级安全性与韧性设计 安全性是物联网部署中不可妥协的一环。本章提供了一个系统的安全框架： 1. 硬件信任根（RoT）： 讨论使用安全元件（SE）或可信平台模块（TPM）来存储加密密钥和建立设备初始信任的过程。 2. 生命周期安全管理： 从设备制造（零接触配置）到退役（安全擦除），确保整个生命周期内密钥的安全轮换和证书管理。 3. 漏洞响应与监控： 建立持续的安全监控体系，包括异常行为检测和强制性的补丁管理流程。 第八章：面向用户的体验设计与数据可视化 成功的物联网应用需要直观的用户界面和高效的数据反馈。本章探讨如何将后端处理后的数据转化为有价值的用户洞察。 1. 时间序列数据可视化： 运用D3.js、Grafana等工具，设计高效的、可交互的时间轴图表，用于展示历史趋势和实时波动。 2. 反馈回路设计： 如何设计低延迟、高可靠性的反馈机制，使用户的远程控制指令能够即时（或在可接受的时延内）在物理世界中得到响应，并获得操作结果的确认。 结语：展望未来趋势 本书最后将对量子计算对当前加密算法的潜在冲击、超低功耗5G技术的普及，以及AIoT（人工智能与物联网的融合）的未来方向进行前瞻性探讨，引导读者站在技术前沿，持续创新。 本书适合具备一定C/C++或Python编程基础，希望深入了解和实践现代物联网系统架构的工程师、研究人员及高级爱好者阅读。

作者简介

Webduino开发团队

许益祥 Marty

　　一个从后端一直玩，一直玩到前端的技术狂热者，喜欢将复杂技术经由封装成元件，让更多开发者能组装出有趣的应用或App，目前正努力推广用Web技术来控制Arduino的OpenSource「Webduino」。

张宗彦 OXXO

　　毕业于中央大学物理系和台湾艺术大学多媒体动画研究所，曾任职于鸿海与中冠资讯，目前负责Webduino视觉形象和课程教材规划，喜好跨领域的整合创新，专精视觉设计及网页前端技术，OXXO.STUDIO部落格作者。

柯名泽

　　因为对Marty的景仰，有如滔滔江水，连绵不绝而加入Webduino，梦想是Web一统世界。

黄圣原 Sheng

　　毕业于高雄大学应用数学系及统计学研究所，曾任职于中冠资讯，目前负责Webduino产品开发，专精于前端网页技术。

Chapter 01｜踏入物联网的第一步
Chapter 02｜认识 Webduino
Chapter 03｜快速上手 HTML
Chapter 04｜越来越夯的 CSS
Chapter 05｜用 Blockly 玩转 Javascript
Chapter 06｜点亮人生的第一颗 LED
Chapter 07｜转吧七彩霓虹灯
Chapter 08｜隔空控制的特异功能
Chapter 09｜聆听世界的声音
Chapter 10｜小小作曲家
Chapter 11｜点点按按好好玩
Chapter 12｜机器人的关节技
Chapter 13｜光敏电阻与可变电阻
Chapter 14｜千变万化跑马灯
Chapter 15｜三轴加速感应器
Chapter 17｜继电器与智慧插座
Chapter 18｜万能自走车

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设置，从“物联网开发”到“智慧家居应用”再到“自走车”，这个循序渐进的教学方式，对我来说非常有吸引力。我之前有接触过一些Arduino之类的开发板，但总觉得离实际应用还有些距离。《实战Webduino：物联网开发x智慧家居应用x自走车》这本书，似乎能够将这些零散的知识点串联起来，并且提供一个具体的实践方向。我特别好奇“Webduino”这个技术，它在物联网开发中扮演什么样的角色？是不是能够简化代码编写，让开发过程更高效？书中关于“智慧家居应用”的部分，我希望能够看到一些比较贴近我们生活的案例，比如如何用它来打造一个智能的垃圾桶、自动浇花系统，或者是一个简易的室内环境监测站。而“自走车”的加入，则为整个学习过程增添了动手的乐趣，我希望能看到如何将它与前面提到的智慧家居系统结合，实现更智能化的控制和互动。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这样卡在“想做但不知怎么做”阶段的读者量身打造的！我经常在网上看到各种炫酷的智慧家居项目，或者关于如何用ESP32、Arduino之类的做各种自动化设备，但一看到满篇的代码和电路图就头大。这本书直接点出了“Webduino”，这让我眼前一亮。我对“Web”这个词一点都不陌生，平时上网冲浪、开发网站什么的都离不开它。如果能把Web的技术跟物联网结合起来，是不是意味着我可以用我熟悉的前端知识，去控制那些硬体设备？这听起来太有吸引力了！我特别想知道，这本书会怎么讲解Webduino这个框架，它的优势在哪里？是不是真的能够简化物联网开发的流程？书中关于智慧家居的应用部分，我更是迫不及待想看，有没有一些实际的案例，比如智能灯光控制、温湿度监测、甚至是安防报警之类的，而且最好是能用手机APP来控制的，这样才够“智慧”嘛！

评分☆☆☆☆☆

我一直以来对机器人和自动化装置都充满好奇，尤其是能自己“思考”并做出反应的自走车，简直是我的童年梦想！《实战Webduino：物联网开发x智慧家居应用x自走车》这本书的出现，让我觉得这个梦想触手可及。书名里的“自走车”几个字，直接戳中了我的兴趣点。我希望这本书不只是停留在理论层面，而是能够指导我从零开始，选择合适的电子零件、电机、传感器，然后一步步地组装出一辆能够自主行走的自走车。更重要的是，我希望书中能够详细讲解如何用Webduino来控制这辆自走车，让它能够接收指令、避开障碍物，甚至实现一些简单的路径规划。而且，如果能结合智慧家居的应用，比如让自走车能够在家中巡逻，或者作为移动的智能助手，那简直是太酷了！我对书中的“实战”内容充满期待，希望它能给我带来宝贵的动手实践经验。

评分☆☆☆☆☆

哇，这本《实战Webduino：物联网开发x智慧家居应用x自走车》的书名光看就让人热血沸腾！我本身就对那些能动起来、能感应周围环境的装置特别着迷，加上现在智慧家居这么夯，我一直想找一本能带我从零开始、实际操作的书。这本书名里头的“实战”两个字，简直是我的救星！我厌倦了那些只会讲理论，读完还是一头雾水的书。这本书承诺物联网开发、智慧家居和自走车这三大热门领域，听起来就包含了大量硬核的技术干货。我特别期待书中能有详细的电路图、代码范例，甚至是实际组装的步骤，最好还能配上一些生动形象的图解，让我这个动手能力不强的人也能看得懂。而且，能够结合自走车这个具象化的项目，感觉学习过程会更有趣，也能更快地看到成果，不只是停留在纸上谈兵。希望这本书能真的像书名一样，让我踏上“实战”之路，做出属于自己的物联网小玩意！

评分☆☆☆☆☆

对于我们这种生活在台湾的读者来说，智慧家居已经不再是遥不可及的概念，身边也越来越多朋友开始尝试在家中安装一些智能设备。但要说真正自己动手去搭建一个完整的智慧家居系统，还是觉得门槛有点高。《实战Webduino：物联网开发x智慧家居应用x自走车》这本书，光看书名就让我觉得它很有潜力！“物联网开发”和“智慧家居应用”是直接的切入点，我特别想知道它会用什么样的技术栈来实现，有没有比较新的、或者说是在台湾比较容易取得的软硬件资源？我希望书中能有详细的步骤，教我们如何搭建一个基础的物联网平台，然后在此基础上开发各种智慧家居应用，比如远程控制家电、监测环境数据、甚至是实现一些场景联动。而且，如果它能结合“自走车”的概念，比如让自走车成为智慧家居系统的一部分，执行一些移动式的任务，那就更具创新性和趣味性了！