Arduino物联网专案实作

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具体描述

Internet of Things with Arduino Blueprints
 
  Arduino 是一款能够作为多项用途的微电脑开发板,并且也是一款理想的开放硬体平台,可以充分活用在物联网(Internet of Things,IoT)的开发领域中。
 
  本书结合物联网与云端运算的概念,聚焦在如何将 Arduino 应用于网路相关的专案中。内容包含致动器控制、从各种感测器读取资料、以及透过无线方式从 HTTP、TCP 等协定传递资料等等。
 
  读者可将这些示范专案作为更大型专案的基础蓝图。借由本书的知识,便能够成为物联网领域的 Arduino 开发专家,建构出具实务性的各项应用。
 
  你能够从本书学习到
 
  •制作出强大的网路型继电器,透过内嵌其中的网页伺服器来监控家用电器。
 
  •建构可携式的 Wi-Fi 讯号强度感测器,并且根据讯号强度产生触觉回馈。
 
  •透过液体感测器量测水流速率及流量,并取得即时读数。
 
  •利用具动作侦测功能的 Arduino 监视器,将照片上传至云端,借此提供居家防护。
 
  •搭配 Arduino 云端连线服务,实作太阳能面板的即时电压纪录功能。
 
  •借由 GPS 取得定位资讯,并上传至云端。
 
  •使用 Twitter 推文控制车库电灯。
 
  •制作 Arduino 红外线遥控器,控制常见的电器装置。
 
  适用读者
 
  期望利用 Arduino 来开发物联网专案的人士,皆可从本书获得诸多助益与提示。若你已是一名有经验的软体开发者,并熟悉电子装置的基本知识,便可快速地实作出书中的各项专案。
好的,这是一份针对一本名为《Arduino物联网专案实作》的书籍的简介,但内容不包含该书的任何实际内容,而是聚焦于一系列其他主题,旨在吸引具有不同技术兴趣的读者。 --- 图书简介:探寻数字与物理的交汇点:深入解析嵌入式系统架构、数据科学基础及人机交互的未来 书籍定位: 本书并非一本关于特定硬件平台的指南,而是致力于为渴望理解现代技术栈中核心驱动力——数据流、系统设计与用户体验——的工程师、开发者和技术爱好者提供一份全面而深刻的理论与实践框架。我们聚焦于构建智能系统的底层逻辑、数据处理的哲学,以及如何设计出真正以人为本的界面。 第一部分:嵌入式系统的高级架构与软件工程实践 (Advanced Embedded System Architecture and Software Engineering) 本部分将带领读者超越基础的微控制器编程,深入探讨现代嵌入式系统在企业级应用中的设计哲学。我们将详细剖析实时操作系统(RTOS)的调度算法,特别是 FreeRTOS 和 Zephyr 内核在资源受限环境下的内存管理与任务同步机制。 系统级设计模式: 重点讲解有限状态机(FSM)在复杂设备逻辑控制中的应用,以及如何通过事件驱动架构(EDA)来解耦模块间的依赖关系。我们将分析使用观察者模式和中介者模式来构建可扩展的固件框架。 低功耗与能效优化: 探讨电源管理单元(PMU)的工作原理,分析不同睡眠模式(如深度睡眠、唤醒源管理)对电池寿命的实际影响。深入研究如何通过周期性唤醒和数据聚合策略来实现能源效率的最大化,而非仅仅依赖硬件规格。 可靠性与故障注入: 讨论在关键任务系统中,如何实施看门狗定时器(WDT)的有效配置,以及如何设计冗余校验机制(如CRC校验在数据传输中的应用)。我们将模拟硬件故障和软件异常,演示系统如何优雅地恢复或安全降级。 第二部分:数据科学在物理世界中的基础构建 (Foundations of Data Science Applied to Physical Systems) 理解数据流是现代技术的核心,本部分将教授读者如何从传感器和设备中捕获、清洗和初步分析数据,为后续的高级处理打下坚实基础,尽管我们不会涉及具体的云平台或深度学习模型。 时间序列数据的预处理哲学: 介绍处理物理世界中采集到的时间序列数据的关键步骤。这包括噪声过滤技术的理论基础,例如卡尔曼滤波(Kalman Filter)的基本代数结构及其在状态估计中的作用。探讨如何识别和处理数据中的异常值(Outliers)和漂移(Drift)。 特征工程的物理意义: 重点讲解如何根据物理定律和系统行为,从原始数据中提取有意义的特征。例如,如何通过傅里叶变换的基本概念来分析振动信号中的周期性,或者如何使用移动平均法来平滑传感器读数,使其更具代表性。 描述性统计与数据可视化基础: 教授如何使用基础统计工具(均值、标准差、分布分析)来描述设备状态。我们将探讨静态可视化图表(如直方图、散点图)在揭示系统行为模式方面的作用,强调清晰传达信息的重要性。 第三部分:人机交互(HCI)的原则与界面设计的前沿思考 (Principles of Human-Computer Interaction and Interface Design) 一个智能系统只有易于使用,其价值才能完全体现。本部分侧重于理论指导和设计原则,关注如何构建直观、高效且令人愉悦的交互体验,而非特定界面的编码实现。 认知负荷与用户心智模型: 深入探讨人机交互领域的核心理论,包括设计启发式原则(如尼尔森十大原则的理论根源)以及如何评估和最小化用户的认知负荷。我们将分析用户如何构建对复杂系统的心理模型,并指导设计如何与之对齐。 反馈机制的工程化: 讨论不同类型的反馈(视觉、触觉、听觉)在紧急情况和日常操作中的有效性。我们将研究反馈的延迟容忍度,以及如何设计“恰到好处”的反馈,避免信息过载。 无形计算与情境感知设计: 探索超越传统屏幕界面的交互范式。这包括如何设计能够理解用户当前环境(如光线、运动、任务焦点)的系统,并根据情境自动调整信息呈现方式。讨论如何设计那些“隐形”于背景,但在需要时能立即提供帮助的系统。 总结与展望: 本书旨在培养读者一种系统性的思维方式——即从底层硬件能力出发,通过健壮的软件架构,高效地处理数据流,最终服务于提升人类体验。它为那些希望在传感器网络、自动化控制、工业互联网(IIoT)或任何需要处理物理世界数据的领域中,构建下一代智能解决方案的专业人士,提供了坚实的理论基石和跨学科的视野。阅读本书,您将掌握的不是一套具体的指令集,而是一套驱动未来技术创新的通用设计语言。

著者信息

作者简介
 
Pradeeka Seneviratne
 
  Pradeeka Seneviratne 是一名软体工程师,具有十年以上的电脑程式与系统设计经验。

图书目录

•01 经由网路控制电源开关
•02 Wi-Fi 讯号强度读取器与触觉回馈
•03 云端智慧水表
•04 具备动作侦测功能的监视器
•05 运用 NearBus 云端连接器和 Xively 记录太阳能面板的电压
•06 GPS 定位追踪器与 Temboo、Twilio 和 Google Maps
•07 灯光推文——受 Twitter 操控的电灯
•08 红外线遥控器控制电子装置
 

图书序言

图书试读

用户评价

评分

拿到《Arduino 物聯網專案實作》這本書,我真的非常驚喜!我本身是個對科技很有興趣的學生,也一直想嘗試自己動手做一些實際的專案,但礙於資源和指導的不足,總是停留在紙上談兵的階段。市面上雖然有很多 Arduino 的入門書,但很多都比較偏向硬體操作,或者只是教一些簡單的互動小實驗,對於如何將 Arduino 應用到更廣泛的物聯網領域,卻顯得有些不足。《Arduino 物聯網專案實作》就恰恰填補了這個空缺! 書中以「專案」為核心,每一個專案的設計都非常有創意,並且緊密結合了生活中的實際需求。我特別喜歡其中一個關於「遠端監控」的單元,它教我如何利用 Arduino 搭配攝影機模組,再結合物聯網技術,建立一套簡易的遠端監控系統。光是想像一下,我就可以在外面透過手機查看家裡的狀況,就覺得非常實用!而且,書中對於每一個專案的程式碼都做了非常細緻的解釋,作者不會把讀者當成完全不懂程式碼的初學者,而是會引導你一步步理解程式的邏輯,並說明為什麼要這樣寫。這對我這種正在學習程式設計的學生來說,真的是莫大的幫助。書本的編排也很流暢,從基礎概念到進階應用,循序漸進,讓我能夠在學習過程中不斷建立自信。

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說真的,在翻開《Arduino 物聯網專案實作》之前,我對於「物聯網」的理解,大概就停留在「所有東西都可以上網」這個很籠統的概念。我參加過一些 IoT 的講座,但總覺得講師講得太理論,聽完還是霧煞煞。這本書卻是用一種非常直觀、甚至是「玩」的方式來引導我進入 IoT 的世界。每一個專案的設計都充滿了巧思,並且緊扣著生活中的實際應用,像是「智慧農業監測」的單元,就教我如何用 Arduino 搭建一套可以即時監測土壤濕度、光照強度,並能根據數據自動控制灌溉系統的小型溫室。 我特別喜歡書中對於「平台串接」的介紹。很多時候,光是把 Arduino 學會還不夠,我們還需要將它與各種雲端平台、資料庫、甚至是一些開源的 IoT 服務結合,才能真正發揮 IoT 的威力。《Arduino 物聯網專案實作》在這方面就提供了非常棒的指引。它深入淺出地介紹了幾個主流的 IoT 雲端平台,並且示範了如何將 Arduino 的數據上傳到這些平台,進而進行分析、視覺化,甚至實現遠端控制。這讓我覺得,我不再只是一個單純的硬體操作者,而是能夠成為一個能夠整合軟硬體、打造出完整 IoT 解決方案的創客!書本的結構也很清晰,從基礎概念到進階應用,循序漸進,不會讓人覺得負擔太重。

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哇!收到這本《Arduino 物聯網專案實作》,真的有種挖到寶的感覺!我一直對 IoT(物聯網)這個概念很感興趣,但總是覺得很抽象,不知道該從何下手。市面上關於 Arduino 的書其實不少,但很多都只停留在基礎的硬體操作,或是教你做一些簡單的閃爍 LED、讀取感測器的小玩意兒。這本書完全不一樣!它很扎實地從「實作」出發,每一個專案都好像在帶領我走過一個真實世界的應用場景。 我印象最深刻的是其中一個關於「智慧家庭自動化」的專案,作者不僅教你如何用 Arduino 串接各種感測器(像是溫濕度、光照),還教你如何透過 Wi-Fi 將數據傳輸到雲端,甚至進一步透過手機 APP 來遠端控制家裡的電器。這真的讓我看到了 IoT 的無限可能!以前總覺得 IoT 離我好遙遠,好像是科技大廠才玩得起的高端技術,但透過這本書,我發現原來透過 Arduino 這樣親民的平台,我們普通人也能打造出屬於自己的智慧生活。書中的程式碼講解非常詳細,即使我不是軟體工程師,也能一步步跟著理解,而且作者還提供了很多除錯的技巧,讓我在遇到問題時不會感到徬徨無助。

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這本《Arduino 物聯網專案實作》真是讓我大開眼界!我之前買過幾本 Arduino 的書,但大多都只停留在教你怎麼焊接、怎麼寫基本的 C 語言,然後做一些很炫砲的 LED 燈效或是簡單的感測器讀取。老實說,那些東西很有趣,但總覺得少了點「應用」的感覺,好像跟我們的日常生活有點距離。《Arduino 物聯網專案實作》就完全不一樣,它從一開始就告訴你,我們要做的是「專案」,而且是要能解決實際問題、能讓你生活更便利的專案。 書裡面的每一個專案都設計得非常有實用性,而且涵蓋的領域也很廣。我最感興趣的是其中一個關於「環境監測」的專案,作者教我如何用 Arduino 結合各種感測器,像是 PM2.5、二氧化碳、噪音等等,然後將這些數據透過 Wi-Fi 傳輸到一個網頁上,讓我可以在任何地方監測家裡的空氣品質。光是想到這個,就覺得很酷!而且書中對於程式碼的解釋非常詳盡,就算你對程式語言不是很熟悉,也能夠理解作者的邏輯,一步步跟著實作。作者還提供了一些常見的除錯技巧,這對初學者來說真的非常重要,因為常常會卡關。

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我一直對 IoT 這塊領域充滿好奇,但礙於自己不是電機系出身,總覺得門檻很高,不知道該從何學習。《Arduino 物聯網專案實作》這本書的出現,真的像是及時雨!我之前也零星看過一些 IoT 的介紹,但總覺得講得太專業、太概念化,聽了半天還是不知道實際要怎麼動手做。這本書卻非常務實,它直接從「專案」的角度切入,而且每一個專案都緊扣著生活中的實際應用,例如書中提到的一個「智慧寵物餵食器」專案,利用 Arduino 搭配物聯網技術,就可以遠端控制寵物的餵食時間和份量,這對像我這樣忙碌的上班族來說,簡直是福音! 書中對於每一個專案的實作步驟都寫得非常清楚,從硬體選型、接線圖,到程式碼的撰寫和解釋,都力求詳盡。而且,作者並沒有只停留在 Arduino 的基礎操作,而是更進一步地探討了如何將 Arduino 與雲端平台(例如 Blynk、ThingSpeak 等)整合,實現數據的遠端傳輸、監測和控制。這讓我了解到,IoT 的核心在於「連接」和「智慧」,而這本書正好提供了我實現這些目標的完整藍圖。更棒的是,書中還有不少關於如何優化程式碼、提升穩定性的技巧,這讓我在學習的過程中,不僅能做出東西,更能做出「好」的東西。

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