物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 物聯網
• 穿戴式裝置
• 智能硬件
• 嵌入式係統
• 傳感器技術
• 無綫通信
• 數據分析
• 邊緣計算
• 應用開發
• 實踐案例

在未來的世界，你就像一個能夠操縱萬物的上帝，許多事情隻需要揮揮手指，亦或是口頭告知就能夠輕鬆搞定，服務隨需而至，而這樣的生活，正是『物聯網』未來所營造的情境。
 
　　本書內容涵蓋現今最熱門的科技介紹與創意應用，為集閤多位專精於物聯網與穿戴式裝置領域之教授的心血結晶。以淺顯易懂的文字、豐富的圖文範例和精闢的見解來幫助初學者快速進入物聯網的世界。以循序漸進的方式介紹物聯網的起源、曆程、架構、技術、應用、挑戰、未來，內容結閤理論與産業案例，使讀者瞭解物聯網最新的觀念與實務上的應用。
 

電子工程技術前沿：微控製器、嵌入式係統與物聯網安全深度解析 本書聚焦於當前電子工程領域的核心技術分支，為讀者提供一套係統而深入的理論框架與實踐指導，涵蓋瞭微控製器架構、嵌入式係統設計、實時操作係統應用以及至關重要的物聯網安全防護策略。本書旨在培養讀者從底層硬件理解到高層應用構建的全麵工程能力。 第一部分：微控製器體係結構與高效編程 本部分深入剖析瞭現代微控製器的核心機製，重點關注高性能、低功耗的32位架構，如ARM Cortex-M係列。 第一章：現代微控製器基礎架構 本章詳細介紹瞭微控製器（MCU）與傳統CPU在設計理念上的差異。內容涵蓋瞭哈佛與馮·諾依曼體係結構在MCU中的應用場景，以及如何通過流水綫、緩存（Cache）機製優化指令執行效率。特彆探討瞭內存保護單元（MPU）的作用，及其在保障係統穩定性與多任務隔離中的關鍵地位。讀者將學習如何理解和配置啓動序列（Startup Code），掌握從復位到程序執行的完整流程。 第二章：高級中斷處理與低延遲響應 中斷是嵌入式係統實現實時性的基石。本章側重於深入講解嵌套嚮量中斷控製器（NVIC）的配置與優化。內容包括中斷優先級分組、亞秒級延遲的性能分析、以及如何有效管理中斷服務程序（ISR）以避免阻塞和競態條件。此外，還講解瞭事件係統（Event System）與直接內存訪問（DMA）控製器的高效協同工作方式，確保數據傳輸無需CPU乾預，從而最大化係統吞吐量。 第三章：低功耗設計與電源管理 隨著電池供電係統的普及，功耗優化成為核心挑戰。本章係統性地介紹瞭MCU的各種低功耗模式（如睡眠、停止、待機模式）及其喚醒機製。內容深入到寄存器級彆的電源控製，講解瞭如何根據任務負載動態調整時鍾頻率和電壓（DVFS），並探討瞭外部晶振與內部RC振蕩器的精度與功耗權衡。實際案例將演示如何通過周期性喚醒與深度睡眠的智能切換，將設備的待機電流降至納安級彆。 第四章：高效固件開發與工具鏈 本章聚焦於固件開發的工程實踐。內容包括：C/C++在資源受限環境下的高效編程範式、volatile關鍵字的正確使用、位操作的性能優化。同時，詳細介紹瞭交叉編譯工具鏈（Cross-Toolchain）的配置、鏈接器腳本（Linker Script）的定製，以及如何利用靜態分析工具進行代碼質量檢查。調試技術方麵，深入講解瞭JTAG/SWD接口的底層原理、斷點（Breakpoint）的高級設置（如數據觀察點），以及實時跟蹤（Trace）機製的應用。 第二部分：嵌入式操作係統與實時調度 本部分將理論知識擴展到復雜的操作係統環境，重點探討實時操作係統的設計哲學、內核機製與資源管理。 第五章：實時操作係統（RTOS）核心概念 本章構建RTOS的理論基礎。內容涵蓋瞭任務（Task）的生命周期、上下文切換（Context Switching）的機製、以及內核調度器（Scheduler）的算法分析（如固定優先級、輪轉、最短剩餘時間優先）。對優先級反轉（Priority Inversion）問題進行瞭詳盡的剖析，並介紹瞭信號量、互斥鎖（Mutex）、消息隊列等同步原語的正確使用場景與潛在陷阱。 第六章：內存管理與虛擬化初探 針對嵌入式環境的內存限製，本章詳細討論瞭靜態內存池（Memory Pool）和動態內存分配（Heap Management）的優缺點。更進一步，本章介紹瞭內存管理單元（MMU）與內存保護單元（MPU）在RTOS中的角色差異。對於需要運行更復雜軟件棧的係統，本章也初步引入瞭虛擬化概念，解釋瞭Hypervisor如何實現對底層硬件的資源隔離與管理。 第七章：高級任務通信與係統可靠性 除瞭基礎的同步機製，本章聚焦於高效且可靠的任務間通信（IPC）。內容包括事件標誌組（Event Flags）、郵箱（Mailbox）機製，以及如何設計健壯的消息傳遞協議以確保數據完整性。可靠性工程方麵，講解瞭看門狗定時器（WDT）的配置、係統健康監測框架的構建，以及如何實現故障恢復（Fail-Safe）邏輯。 第八章：文件係統與數據持久化 本章探討瞭在非易失性存儲（如SPI Flash, SD卡）上實現高效數據持久化的技術。內容包括嵌入式文件係統的結構（如FATFS, LittleFS）的內部工作原理，日誌文件係統（Journaling File System）的優勢，以及如何通過磨損均衡（Wear Leveling）算法來延長閃存介質的使用壽命。數據加密在存儲層的應用也作為關鍵安全實踐被納入討論。 第三部分：網絡通信與邊緣計算協議棧 本部分轉嚮係統的外部連接能力，重點講解瞭麵嚮嵌入式設備的低功耗無綫協議棧和數據傳輸標準。 第九章：嵌入式網絡協議棧基礎 本章詳細解析瞭TCP/IP協議棧在資源受限設備上的裁剪與實現。內容包括LwIP等輕量級TCP/IP棧的配置，ARP、ICMP等底層協議的工作機製。特彆關注瞭嵌入式設備中常見的網絡接口驅動開發，如Ethernet MAC/PHY的初始化與數據幀處理。 第十章：低功耗廣域網（LPWAN）技術剖析 針對物聯網對遠距離、低功耗通信的需求，本章深入研究瞭LoRa/LoRaWAN、NB-IoT等主流LPWAN技術的物理層和MAC層特性。內容包括頻段選擇、擴頻因子（Spreading Factor）對傳輸距離與速率的影響，以及在LoRaWAN網絡服務器（Network Server）與應用服務器（Application Server）之間的數據包結構解析。 第十一章：邊緣計算與數據預處理 本章探討瞭如何在邊緣設備端進行有意義的數據處理，以減輕雲端壓力。內容包括傳感器數據的融閤算法、本地異常檢測模型的部署（如輕量級機器學習推理引擎），以及數據壓縮與去冗餘技術。重點講解瞭數據如何在本地進行格式化，以便後續通過標準API高效上傳。 第十二章：安全通信層：TLS/DTLS的嵌入式實現 在網絡互聯的背景下，數據安全至關重要。本章深入講解瞭TLS/DTLS協議在嵌入式係統中的資源消耗與優化。內容包括如何使用微型加密庫（如mbedTLS的裁剪版本），密鑰生成、數字證書（X.509）的存儲與驗證流程。討論瞭會話恢復機製對維持低功耗連接的重要性。 第四部分：物聯網安全與係統級防護 本部分是全書的重點之一，係統性地講解瞭從硬件信任根到應用層協議的完整安全防護體係。 第十三章：硬件信任根（Root of Trust）與安全啓動 本章闡述瞭建立設備安全基綫的必要性。內容涵蓋瞭安全啓動（Secure Boot）的實現流程，如何利用OTP（一次性可編程存儲器）或eFuses來固化信任根。詳細介紹瞭可信執行環境（TEE）的概念，以及如何在硬件輔助下實現代碼的完整性驗證。 第十四章：固件空中更新（OTA）的安全機製 遠程固件更新是設備生命周期管理的核心，也是主要的攻擊麵。本章詳細設計瞭安全的OTA流程，包括：雙區固件鏡像（A/B Partitioning）、加密簽名驗證、迴滾保護機製。重點分析瞭傳輸過程中和存儲介質上的數據加密策略。 第十五章：側信道攻擊防禦與物理安全 本章轉嚮對物理層攻擊的防禦。內容包括對功耗分析攻擊（SPA/DPA）的理論基礎介紹，以及在固件層麵上采取的對抗措施，如隨機化指令執行時間。同時，討論瞭篡改檢測（Tamper Detection）硬件的集成，以及如何安全地處理敏感密鑰材料，防止其被探針或物理侵入所獲取。 第十六章：應用層協議安全與訪問控製 本章聚焦於設備與雲平颱間的通信安全。詳細分析瞭MQTT、CoAP等物聯網協議在安全擴展（如MQTT over TLS）下的配置要點。討論瞭設備身份認證（Device Identity）的方案，如使用預共享密鑰（PSK）或基於證書的認證。最後，本章強調瞭最小權限原則在設備側API設計中的應用，以限製潛在的橫嚮移動攻擊。 --- 本書的特色在於，它不局限於單一的芯片平颱或通信協議，而是提供瞭一種跨平颱、麵嚮工程實踐的安全與性能優化思維框架，指導讀者構建下一代可靠、高效的嵌入式智能係統。

作者簡介

颱灣受恩股份有限公司團隊

　　為基於物聯網的智慧照護産業，發展居傢、社區照護據點及城市服務中心之智慧照護服務整體方案。

張誌勇
 
　　中央大學資訊工程所博士，現任淡江大學資訊工程學係專任教授,兼任工學院物聯網與大數據中心主任。專長領域為物聯網技術、大數據與人工智慧、無綫感測網路。具有多年主持科技部與教育部計畫的經驗，獲科技部「奬勵特殊優秀人纔」的奬勵,發展多項專利，以及指導學生獲得多項奬項。

石貴平
 
　　中央大學資訊工程所博士，現任淡江大學資訊工程學係專任教授。專長領域為物聯網、無綫感測網路、無綫區域網路及行動計算。具多年主持科技部及教育部計畫經驗，並獲特殊優秀人纔，優秀年輕學者研究計畫。

廖文華
 
　　中央大學資訊工程所博士，現任大同大學資訊經營學係專任教授兼校務研究辦公室執行長。專長領域為物聯網、雲端運算、大數據和金融科技等。具多年主持科技部及教育部計畫經驗，並榮獲教育部「特殊優秀人纔彈性薪資」和科技部「奬勵特殊優秀人纔」的奬勵。

遊國忠

　　中央大學資訊工程所博士，現任真理大學資訊工程學係專任教授兼資訊與商業智慧學院院長。專長領域為物聯網、5G網路、大數據、機器學習和深度學習網路等。具多年主持科技部計畫經驗，多次榮獲科技部「奬勵特殊優秀人纔」的奬勵。

＊本書第1章～第8章為彩色印刷　
第1章　物聯網簡介　
第2章　物聯網的架構　
第3章　智慧生活應用　
第4章　健康照護應用　
第5章　智慧工業4.0與物聯網　
第6章　行動支付與O2O商業整閤應用　
第7章　穿戴自由，無綫感知 － 穿戴式科技　
第8章　智慧機器人與自動駕駛　
第9章　物聯網安全　
第10章　辨識技術　
第11章　感知層的感知技術與嵌入式係統　
第12章　物聯網內網技術　
第13章　物聯網外網技術　
第14章　雲端平颱的物聯網服務　
第15章　互聯網＋X未來發展趨勢　
第16章　大數據與服務感知　
第17章　物聯網未來發展趨勢

评分☆☆☆☆☆

我是一名對智能傢居領域頗感興趣的業餘愛好者，平時也喜歡搗鼓一些電子小玩意兒。這次偶然翻到這本《物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用》，簡直是挖到寶瞭！書裏關於智能傢居部分的講解，我真的太喜歡瞭。它不僅介紹瞭市麵上常見的智能傢居設備，比如智能音箱、智能燈泡、智能門鎖等，還深入分析瞭它們背後的技術原理，比如Wi-Fi、藍牙、Zigbee這些通信協議的作用，以及如何通過App或者語音助手來控製這些設備。更重要的是，它還提供瞭一些實際的搭建和配置的建議，雖然這本書不是專門講智能傢居搭建的，但它提供的那些基礎知識和理念，讓我對如何構建一個個性化的智能傢居係統有瞭全新的認識。比如，它提到瞭一些關於設備聯動和場景設置的思路，讓我腦洞大開，開始思考如何讓傢裏的設備之間能夠更智能地協作，實現更便捷的生活。這本書的理論性和實踐性結閤得非常好，讓我既能理解“是什麼”，也能知道“怎麼做”。

评分☆☆☆☆☆

這本書的選題和內容都非常符閤當前的市場需求。作為一名內容創作者，我一直密切關注著科技發展的最新動態，尤其是物聯網和穿戴式裝置的領域，我一直覺得這裏麵蘊含著巨大的內容創作潛力。這本《物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用》為我提供瞭非常紮實的基礎知識和豐富的案例素材。書中對物聯網産業鏈的詳細梳理，讓我對整個産業的運作模式有瞭更深的理解；而對各種穿戴式裝置在不同場景下的應用分析，則給瞭我很多靈感，比如如何將這些技術與生活方式、健康管理、甚至娛樂相結閤，創作齣更具吸引力的內容。我特彆喜歡書中關於“未來趨勢展望”的部分，它不僅指齣瞭當下技術發展的瓶頸，也描繪瞭未來可能的發展方嚮，這對於我進行長遠的內容規劃非常有幫助。這本書的學術性與實用性結閤得非常好，既有理論深度，又有實際操作指導，絕對是同類書籍中的佼佼者，值得我反復閱讀和參考。

评分☆☆☆☆☆

這本書真的太對我的胃口瞭！我一直對物聯網和穿戴式裝置這塊兒充滿瞭好奇，總覺得它們是未來生活的大勢所趨，但又覺得有點遙不可及，不知道從何下手。這本《物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用》就像是為我量身定做的入門指南。作者用瞭非常淺顯易懂的語言，把那些聽起來很高深的概念都解釋清楚瞭，比如物聯網到底是怎麼運作的，那些傳感器、網絡、平颱之間是怎麼聯係起來的，穿戴式裝置又有哪些種類，以及它們在日常生活、醫療保健、運動健身等方麵到底能發揮什麼樣的作用。我尤其喜歡的是，它沒有隻停留在理論層麵，而是講瞭很多非常貼近我們生活的實際應用案例。讀完之後，我感覺自己對整個物聯網和穿戴式裝置的生態係統有瞭更清晰的認識，不再是霧裏看花，而是能看到它們如何一點點地滲透進我們的生活，讓生活變得更便利、更健康、更智能。這本書的寫作風格也很棒，不會讓人覺得枯燥乏味，而是像在聽一位經驗豐富的專傢分享他的見解，既有深度又不失趣味性。

评分☆☆☆☆☆

我是一名年長的退休老師，一直對新事物保持著開放的心態，對孫子輩那些智能手錶、智能手環很感興趣，但又苦於沒有閤適的書籍能夠解釋這些東西。偶然的機會，我看到這本《物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用》，抱著試試看的心態翻閱瞭一下，結果完全被吸引住瞭！作者用非常平實、親切的語言，解釋瞭那些看起來復雜的科技原理，讓我這個“老古董”也能聽懂。比如，書中關於健康監測的部分，詳細介紹瞭智能手錶如何測量心率、睡眠質量，甚至還能檢測心電圖，這對我這個年紀的人來說，太有吸引力瞭！它讓我明白，這些小小的穿戴設備，不僅僅是時髦的玩具，更是能夠幫助我們關注身體健康，甚至預警潛在疾病的好幫手。書中還提到瞭一些老年人如何利用智能設備來保持獨立生活，這讓我感到非常溫暖。這本書的優點在於，它把技術講得有溫度，讓讀者感受到科技帶來的關懷，而不是冷冰冰的數字和代碼。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在科技公司工作的普通上班族，我常常感覺自己被科技的洪流裹挾著前進，但又對很多新興技術知之甚少，特彆是物聯網和穿戴式裝置這塊，雖然每天都能聽到，但真正瞭解的卻不多。這本《物聯網與穿戴式裝置概論與實務應用》的齣現，恰好填補瞭我在這方麵的知識空白。書裏的內容涵蓋範圍很廣，從最基礎的物聯網概念，到各種穿戴式裝置的分類和功能，再到它們在不同行業裏的應用，都講得非常透徹。我特彆關注瞭書中關於“數據安全與隱私保護”的部分，這對我來說非常重要，因為我平時也經常使用各種智能設備，對個人信息安全總是有些擔憂。作者在這方麵給齣瞭很多有價值的建議和思考，讓我對如何更安全地使用這些技術有瞭更深刻的認識。整本書的結構清晰，邏輯嚴謹，即使是對技術不太瞭解的讀者，也能輕鬆理解。我覺得這本書不僅適閤學生或者從業者閱讀，對於我們普通大眾來說，也是一本瞭解未來科技趨勢、提升生活品質的絕佳讀物。