Arduino物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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『Arduino物聯網最佳入門與應用』是為一些對於現今當紅的智慧傢庭及物聯網有興趣，卻又苦於沒有足夠知識、經驗與技術能力去開發設計的學習者而編寫。

　　經由淺顯易懂的圖文解說，隻要按圖施工，保證一定成功。本書並不是一本Arduino的基礎入門書籍，如果讀者有需要更加詳細瞭解Arduino硬體及軟體的基礎觀念，以及常用周邊模組的基礎應用等。

　　以『智慧傢庭』為主軸，從物聯網的基本概念、感知層的辨識及感測技術、網路層的藍牙、ZigBee、Wi-Fi等通訊技術，一直到應用層的雲端運算、智慧插座、智慧照明等，逐步引領讀者認識物聯網的基本概念及其應用。全書近百個實用的應用範例及練習，絕對是一本最實用的『物聯網』入門與應用書籍。在本書中每一章所需的軟、硬體知識及相關技術都有詳細圖文解說與實做，讀者可依自己的興趣，適當安排閱讀順序，並且輕鬆組裝完成具有個人特色的Arduino智慧傢庭應用。

　　學習最容易：
　　Arduino公司提供免費的Arduino IDE開發軟體，內建多樣化函式簡化瞭周邊元件的底層控製程序。本書使用開放式架構Arduino UNO闆及各種相關模組，讀者可以隨自己的興趣及喜好，快速、輕鬆組裝具有創意的『物聯網』應用電路。

　　學習花費少：
　　本書所使用的硬體Arduino UNO闆、周邊元件及模組皆可在電子通路或網站上購得，而且價格便宜。軟體可在Arduino官網下載最新版本，使用最少的花費就能玩齣『物聯網』的大能力。

　　學習資源多：
　　Arduino IDE提供多樣化範例程式，不但在官網上可以找到多元的技術支援資料，而且網路上也提供相當豐富的共享資源。另外，硬體開發商也有多樣化周邊模組可以提供選擇使用。

　　應用生活化：
　　全書內容涵蓋大多數『智慧傢庭』應用所需的入門知識與應用技能，生活化的單元教學設計，除瞭能夠提高學習者的興趣之外，也能激發齣創意及想像力。全書內容包含RFID大樓門禁管理係統、NFC卡片傳送網址電路、溫溼度計、瓦斯警報器、PM2.5空氣品質檢測器、傾斜角測量電路、電子羅盤、環境光綫亮度顯示電路、人員進齣計數電路、紫外綫指數測量電路、土壤溼度檢測電路、雨量檢測電路、磁場強度檢測電路、重量檢測電路、藍牙全彩調光燈、藍牙尋物器、藍牙防丟器、藍牙溫溼度監控電路、藍牙插座開關、藍牙電力監控插座開關、Wi-Fi全彩調光燈、Wi-Fi溫溼度監控電路、Wi-Fi雲端氣象站、Wi-Fi插座開關、Wi-Fi電力監控插座開關等多種生活應用。隻要稍加修改本書的範例，就可以輕鬆完成其它好玩又有趣的『物聯網』應用電路。

項目實戰導嚮的嵌入式係統開發指南：從零構建高性能應用 本書旨在為具備一定編程基礎，渴望深入理解嵌入式係統硬件交互與軟件架構的工程師和高級愛好者提供一本全麵、實用的開發參考手冊。它聚焦於現代嵌入式開發中的核心挑戰——如何高效地集成硬件驅動、實現復雜的實時算法，並構建穩定、可維護的係統軟件棧。全書以項目驅動為核心，通過一係列復雜且貼近工業應用的原型設計，揭示從底層寄存器操作到高級操作係統移植的全過程。 第一部分：深度解析微控製器底層架構與高效編程 本部分將徹底剖析主流32位微控製器（如基於Cortex-M內核的係列）的內部結構。內容覆蓋處理器流水綫、存儲器保護單元（MPU）的配置與應用，以及關鍵的外設接口。我們將詳細講解時鍾樹的精確配置，確保係統運行在最佳頻率和功耗比下。 章節重點： 1. 寄存器級編程精通： 摒棄高級抽象庫的依賴，直接操作GPIO、定時器（Timer）和中斷控製器（NVIC）。講解如何通過位操作實現毫秒級甚至微秒級的精確時序控製，這是實現高性能信號處理和快速響應係統的基礎。 2. 中斷係統與實時性保障： 深入探討中斷延遲的成因，包括總綫仲裁、上下文切換開銷。重點介紹如何設計高效的嚮量錶、實現嵌套中斷優先級的閤理劃分，以及使用硬實時（Hard Real-Time）技術來規避競爭條件（Race Conditions）。 3. 低功耗模式的精細控製： 不僅僅是進入休眠，而是學習如何根據應用需求，動態調整CPU頻率、關閉不活躍的外設時鍾，並利用事件喚醒機製（Event-Driven Wakeup），實現待機電流在微安（µA）級彆的優化策略。 第二部分：通信協議棧的深度實現與調試 現代嵌入式係統無處不依賴於可靠、高速的通信。本部分超越瞭簡單的API調用，專注於理解和優化主流通信協議棧的底層實現。 章節重點： 1. 高級串行通信（UART/SPI/I2C）： 探討DMA（直接內存存取）在高速數據傳輸中的應用，如何利用DMA減少CPU乾預，實現高吞吐量的數據采集。針對SPI，我們將實現主機與多個從機的快速切換機製，並解決總綫競爭問題。 2. 工業級現場總綫（CAN/RS-485）： 詳細介紹CAN協議的幀結構、仲裁機製和錯誤處理。通過實操項目，構建一個基於CANOpen或J1939標準的分布式節點，強調數據完整性校驗和時間戳機製。 3. 網絡嵌入式接口（Ethernet MAC/TCP/IP 棧裁剪）： 針對資源受限的環境，講解如何手動配置以太網控製器（如LwIP或自定義輕量級協議棧），實現ARP、UDP的最小化實現。重點在於內存池的管理和TCP連接的擁塞控製參數調優。 第三部分：構建健壯的係統軟件架構 構建可擴展和易於維護的嵌入式軟件，必須依賴於清晰的架構設計。本部分將引導讀者從“寫腳本式代碼”邁嚮“工程化開發”。 章節重點： 1. 嵌入式實時操作係統（RTOS）的選型與內核剖析： 對FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS進行深入對比，重點剖析任務調度器（如搶占式、協作式調度）的工作原理。學習如何使用信號量、消息隊列和互斥鎖來安全地共享資源。 2. 任務間通信與同步的陷阱： 詳細分析死鎖（Deadlock）和活鎖（Livelock）的實際發生場景，並提供靜態分析工具和運行時調試技巧來預防這些問題。引入基於事件驅動的消息中心設計模式。 3. 固件的可靠性與可升級性（OTA）： 介紹雙備份分區（A/B Slot）的固件更新策略，確保更新失敗時係統仍能迴滾到上一個穩定版本。探討如何安全地存儲和驗證OTA數據包的完整性（CRC校驗和加密簽名）。 第四部分：傳感器數據融閤與數字信號處理（DSP） 本部分將聚焦於如何從噪聲環境中提取有價值的信息，這是許多高端嵌入式應用（如控製係統、健康監測）的核心要求。 章節重點： 1. IIR/FIR數字濾波器設計與實現： 介紹如何根據采樣率和所需截止頻率，使用MATLAB或Python工具鏈設計數字濾波器，並將其係數高效地移植到定點或浮點微控製器上進行實時運算。 2. 卡爾曼濾波器的理論與嵌入式應用： 從狀態空間模型齣發，推導離散卡爾曼濾波器的迭代步驟。通過一個融閤加速度計和陀螺儀數據的姿態估計項目，展示如何降低係統噪聲，提供平滑、準確的估計值。 3. 數據可視化與遠程監控接口： 構建一個本地數據服務器，使用WebSocket或MQTT協議將處理後的數據推送到桌麵或移動端進行實時可視化，實現遠程診斷和性能監控。 全書的示例代碼均采用標準C語言編寫，注重代碼的可移植性和效率，並附帶詳細的硬件抽象層（HAL）設計文檔，旨在幫助讀者掌握構建下一代高性能、高可靠性嵌入式係統的核心能力。

作者簡介

楊明豐

　　近30年電子電機背景的豐厚資曆，
　　擁有許多相關暢銷著作。
　　緻力編寫齣讓初學者可以更快入門，
　　並逐步具備紮實能力的好書。

　　【學曆】
　　‧彰化師範大學工教係電子組
　　‧大同工學院電機工程研究所碩士

　　【經曆】
　　‧颱北市立內湖高工電子科教師
　　‧颱北市立內湖高工電子科主任
　　‧北市勞工局職訓中心工業電子兼任講師
　　‧颱北市立內湖高工教師會會長

　　【證照】
　　‧儀錶甲級技術士
　　‧儀錶乙級技術士
　　‧工業電子丙級技術士監評
　　‧國際技能競賽中華民國技能競賽裁判

　　【著作】
　　‧Arduino自走車最佳入門與應用
　　‧Arduino最佳入門與應用
　　‧數位邏輯(含實習)總復習
　　‧8051入門輕鬆學第3版
　　‧電子學(含實習)滿分總復習(上)(下)
　　‧CPLD數位邏輯設計實務
　　‧電子學實習I、II攻略本
　　‧基本電學I、II
　　‧8051入門輕鬆學第2版
　　‧基本電學I、II應考攻略手冊
　　‧8051單晶片C語言設計實務第2版
　　‧8051單晶片設計實務—組閤語言版
　　‧電子學I、II攻略本
　　‧數位邏輯實習
　　‧數位邏輯
　　‧電子學I、II
　　‧電子實習I、II
　　‧80x86組閤語言
　　‧8051單晶片設計實務
　　‧計算機概論與微電腦實習考前指引
　　‧8051單晶片實作入門與應用
 

Chapter 01 物聯網簡介
Chapter 02 感知層之辨識技術
Chapter 03 感知層之感測技術
Chapter 04 藍牙與 ZigBee 無綫通訊技術
Chapter 05 Wi-Fi 無綫通訊技術
Chapter 06 雲端運算
Chapter 07 傢庭智慧應用
附錄A 實習材料錶
附錄B 名詞索引
附錄C 燒錄 ATmega 開機啓動程式

 

序

　　物聯網（Internet of Things，簡記IoT）一詞最早是齣現在1998 年由美國麻省理工學院Auto-ID 中心主任愛斯頓（Kevin Ashton）所提齣的概念。因為網路基礎建設完善與智慧型手機的普及，造就今日物聯網的快速發展。所謂物聯網是指在每個實體物品上裝設感測器，使物品變得『有意識』而能夠善解人意，並將所擷取的資料透過數據通訊的技術，將其連上網際網路（Internet）至雲端（Cloud）來進行各種運算、識彆、監視、控製等服務。物聯網的應用範圍十分廣泛，由最接近個人應用的穿戴裝置，到智慧傢庭、智慧汽車、智慧交通、智慧工廠、智慧醫療、智慧城市、能源管理、生活商務等多個領域。其中『智慧傢庭』領域的進入門檻較低，競爭也最為激烈，國內外科技大廠也積極投入研發照明、空調、門鎖、影音設備及智慧喇叭等傢庭聯網技術，以提供各項傢庭智慧應用。

　　本書為誰而寫
　　『Arduino 物聯網最佳入門與應用』是為一些對於現今當紅的『智慧傢庭』及『物聯網』有興趣，卻又苦於沒有足夠知識、經驗與技術能力去開發設計的學習者而編寫。經由本書淺顯易懂的圖文解說，隻要按圖施工，保證一定成功。本書並不是一本Arduino 的基礎入門書籍，如果讀者有需要更加詳細瞭解Arduino 硬體及軟體的基礎觀念，以及常用周邊模組的基礎應用等。請參考本書作者的另一本著作『Arduino 最佳入門與應用』，相信可以給您最佳的解決方案。

　　本書如何編排
　　本書內容以『智慧傢庭』為主軸，從物聯網的基本概念、感知層的辨識及感測技術、網路層的藍牙、ZigBee、Wi-Fi 等通訊技術，一直到應用層的雲端運算、智慧插座、智慧照明等，逐步引領讀者認識物聯網的基本概念及其應用。全書有近百個實用的應用範例及練習，絕對是一本最實用的『物聯網』入門與應用書籍。在本書中每章所需的軟、硬體知識及相關技術都有詳細圖文解說與實做，讀者可依自己的興趣，適當安排閱讀順序，並且輕鬆組裝完成具有個人特色的Arduino 智慧傢庭應用。

　　本書學習資源
　　全書範例程式練習解答存在隨書光碟中的INO 資料夾，使用Arduino IDE 開啓草稿碼，並且上傳至Arduino 闆中，就可以正確執行。全書所需的外掛函式庫在隨書光碟中的FUNC 資料夾，使用Arduino IDE 將其匯入程式庫安裝使用。全書所需的App 程式在隨書光碟中的APP 資料夾，可直接使用手機安裝使用。
 

评分☆☆☆☆☆

這本《Arduino 物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學》，對我這個已經稍微接觸過一些程式設計，但對於物聯網和硬體結閤還處於迷茫階段的讀者來說，簡直是雪中送炭。我一直覺得 Arduino 是一個很酷的東西，但總覺得它跟實際的應用，特別是那種能讓生活變得更方便的「物聯網」，之間好像隔著一層紗，不太確定該如何著手。書名中的「最佳入門」和「應用」這兩個詞，非常精準地捕捉瞭我目前的需求。我不需要那種非常學術、充滿數學公式的深度探討，我需要的是能夠實際動手做，並且能夠看到成果的指引。我對於「打造智慧傢庭」這個部分特別感興趣，因為現在市麵上有很多智慧傢庭的產品，但價格都不太親民，而且有時候功能也不是那麼客製化。如果能透過 Arduino，自己DIY一些符閤我需求的裝置，那不僅能省下不少錢，更能滿足我的個性化需求。我希望這本書能提供一些不同於市麵上現有產品的創意想法，並且教導我如何將這些想法實現。例如，我一直想做一個能夠監測寵物活動的裝置，或者是一個能夠提醒我澆花的自動澆水係統。我期待這本書能夠引導我理解，如何將 Arduino 的感測器、執行器和無線通訊模組結閤，進而實現這些有趣又實用的智慧傢庭功能。

评分☆☆☆☆☆

這本《Arduino 物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學》的書名，對於我這種偶爾會追逐科技新趨勢，但又希望學習過程能紮實、有係統的讀者來說，非常有吸引力。「最佳入門」代錶著它是一個不錯的起點，不會讓人一開始就望之卻步，而「應用」和「打造智慧傢庭」則明確瞭學習的目標和方嚮，這對我這種喜歡學以緻用的人來說很重要。我平常對電子學和程式設計都有一些基礎概念，但總覺得物聯網是一個更廣泛、更結閤的概念，我希望這本書能幫助我打通任督二脈，將我已有的知識和新的物聯網概念串聯起來。我期待書中能有清晰的架構，從基礎的 Arduino 硬體介紹，到感測器的應用，再到無線通訊和雲端平颱的串接，能夠逐步引導我完成一個完整的智慧傢庭專案。例如，我可能會想學習如何利用 Arduino 搭配 Wi-Fi 模組，將傢裡的燈光開關變成可以遠端控製的裝置，或者製作一個能夠自動記錄傢中能源消耗的係統。我希望能透過這本書，理解物聯網的運作原理，並且能夠將這些知識應用到實際的生活中，讓我的傢變得更加智慧、更加便利，甚至更節能。

评分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個剛踏入社會，對新科技充滿憧憬，但又苦於沒有專業背景的年輕人來說，《Arduino 物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學》這本書的齣現，簡直是個及時雨。我常常在網路上看到各種關於智慧傢庭的介紹，覺得非常有趣，但總覺得那些東西離我好遙遠，需要花費大量的金錢和時間去學習。這本書的「入門」和「輕鬆學」的字眼，真的打動瞭我。我希望能透過這本書，學習到如何利用 Arduino 這個平颱，自己動手做齣一些小玩意，來體驗智慧傢庭的便利。我對於「打造智慧傢庭」的應用方嚮非常感興趣，我希望能學會如何利用感測器來監測傢裡的狀況，例如，透過 Arduino 製作一個能偵測瓦斯洩漏的警報器，或者是一個能監測空氣品質的裝置。我希望能有具體的步驟和詳細的說明，讓我在實際操作過程中不會感到迷惘。我也期待書中能有一些關於如何將 Arduino 連接到網際網路的介紹，這樣我就可以實現遠端控製的功能，讓我的傢變得更加智慧。如果書中能包含一些關於常見物聯網通訊協定的介紹，並且有實際的程式碼範例，那對我來說將會非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本《Arduino 物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學》的書名，我整個眼睛都亮起來瞭！身為一個對新科技充滿好奇，又有點擔心技術門檻太高的颱灣讀者，這個書名根本就是為我量身打造的嘛！「最佳入門」這幾個字，真的讓人吃瞭定心丸，錶示就算我對 Arduino 一竅不通，也能從零開始學起，不會感到挫摺。而且「打造智慧傢庭」這個應用方嚮，實在是太貼近生活瞭，我一直很嚮往能把傢裡變得更聰明、更便利，像是自動開關燈、遠端控製傢電、監測傢中環境等等，但總覺得那些東西都好遙遠，需要很專業的知識。這本書直接點齣瞭我的痛點，而且「輕鬆學」的承諾，更是讓我心動不已。我甚至可以想像，未來我可以在週末，不用跑去上什麼昂貴的實體課程，就能在傢裡，跟著書裡的步驟，一步一步做齣屬於自己的智慧傢庭小裝置，那種成就感肯定爆棚！我腦中已經開始盤鏇各種可能的應用瞭，或許可以先從簡單的感應器開始，像是光線感應，讓燈在天黑的時候自動亮起，或是溫度感應，控製冷氣的開啟。這本書如果能把這些基礎的概念，用非常淺顯易懂的方式講解清楚，並且提供實際可操作的範例，那我真的會非常非常感謝作者。我已經迫不及待想要翻開這本書，開始我的智慧傢庭改造計畫瞭！

评分☆☆☆☆☆

《Arduino 物聯網最佳入門與應用：打造智慧傢庭輕鬆學》這本書的標題，聽起來就充滿瞭吸引力，尤其對於我們這種喜歡動手做、喜歡實驗的「玩傢」來說。我平常就對電子零件、程式碼這些東西有點興趣，也知道 Arduino 是個很棒的平颱，但對於如何將它「連結」到實際的「物聯網」應用，特別是「智慧傢庭」這個主題，我一直沒有一個清晰的概念。書名中的「最佳入門」，讓我感覺這本書會是一個很好的起點，即使我可能還不是專傢，也能找到適閤自己的學習路徑。而「應用」的部分，更是直接點齣瞭我最想知道的，也就是「能幹嘛」。我希望這本書不隻教我怎麼接線、怎麼寫程式，更希望它能提供一些實際的專案，像是如何利用 Arduino 做齣一個簡單的智慧門鈴，或者是一個能夠遠端監控傢中溫濕度的裝置。我對「打造智慧傢庭」的潛力感到非常興奮，想像著自己可以把傢裡變成一個充滿科技感的空間，這絕對是一種很酷的體驗。我希望這本書能夠打破我對於物聯網的想像侷限，讓我看到更多可能性，並且激發我更多的創意。如果書中能有一些關於網路通訊、感測器數據分析的基礎概念，並且有實際操作的範例，那就更完美瞭。