智慧物联网大冒险：4P程式指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书主轴使用联发科技出品的LinkIt 7697开发板，带领着大家设计六大结合程式及动手做的物联网专题。针对初入门物联网的初学者与小朋友，本书由浅入深，序章介绍基本的物联网概念及环境设定的方式；书中六大章节，以每章一个专题的方式，帮助大家建立起物联网概念，并能实际将其应用至生活中。读者将可透过本书学习到如何使用LinkIt 7697开发板，以及BlocklyDuino图形化程式介面，并透过动手做的电流急急棒和抢答器，学习STEAM教育，更结合MCS服务来控制与监控开发板状态，打造出生活化又有趣的物联网专题，并经由专题（Project）、热情（Passion）、同侪（Peers）及玩乐（Play）等4P，探索程式设计与创意学习。

　　4P的深入内涵究竟是什么？其实，4P这项教育理念，是由MIT美国麻省理工学院「终身幼儿园」计画主持人，同时也被程式设计及科技业界誉为「儿童程式之父」的密契尔・瑞斯尼克（Mitchel Resnick）提出，主要着眼点在于让孩子们创意学习。而4P分别代表的意义如下：
　　•专题（Projects）：由专题展开学习
　　•热情（Passion）：透过兴趣，触发学习热情。
　　•同侪（Peers）：建立社群，使同侪分享、互助、合作。
　　•玩乐（Play）：以玩乐方式，进一步探索创意学习。
　　本书正式以此4P为核心理念，设计6个简单又好玩的物联网专题，盼望让初学者与小朋友体验程式学习、创意学习的乐趣。

本书特色

　　本书除了介绍物联网的基本概念，以及如何使用LinkIt 7697开发板，更结合乐高积木、图形化程式设计、STEAM教育及MCS云服务，帮助初学者与小朋友能更快了解如何使用LinkIt 7697，搭配BlocklyDuino图形化程式介面制作简易物联网系统。深切盼望读者能在阅读本书过程中，经由专题（Project）、热情（Passion）、同侪（Peers）及玩乐（Play）等4P，探索程式设计与创意学习。

智慧物联网大冒险：4P程式指南 图书简介 --- 深入剖析前沿技术，构建面向未来的智能系统 在数字化浪潮席卷全球的今天，物联网（IoT）已不再是遥远的未来概念，而是深刻影响我们日常生活、工业生产乃至社会治理的核心驱动力。本书并非一本理论堆砌的教科书，而是一次面向实践的、深入骨髓的“大冒险”指南。我们聚焦于如何将抽象的物联网概念转化为可执行、可维护、可扩展的实际系统，并以此为基石，探索“智慧”落地的关键路径。 本书的核心叙事结构围绕“4P”展开——平台（Platform）、协议（Protocol）、性能（Performance）与安全（Protection）。这四个维度构成了构建一个健壮、高效、智能的物联网生态系统的四大支柱。我们相信，只有理解并精通这四个环节，才能真正驾驭物联网的复杂性，实现从数据采集到智能决策的完整闭环。 第一篇：基石——平台构建与架构演进 (Platform) 现代物联网的复杂度，首先体现在其庞大的、异构的设备群落和数据流之上。本篇致力于拆解构建一个稳定、可伸缩的物联网中枢平台所需的关键技术栈和设计哲学。 我们首先探讨物联网平台的层次化架构。从边缘侧的设备接入与数据预处理，到雾计算（Fog Computing）在局部网络的优化，再到云端的数据存储、分析和应用服务，每层承担的职责和面临的挑战截然不同。本书将详细剖析当前主流的云平台（如AWS IoT、Azure IoT Hub、阿里云IoT）的设计范式，并深入分析自建私有云平台时需要重点考虑的模块化设计，包括设备管理服务（Device Management）、数据流引擎（Data Stream Processing）以及应用开发框架（Application Development Framework）。 重点内容将包括： 设备身份认证与生命周期管理： 如何确保数十亿设备的注册、激活、状态更新和退役过程的自动化与高可靠性。 数据湖与时序数据库选型： 针对物联网海量、高频时间序列数据的特性，对比关系型数据库、NoSQL（如MongoDB, Cassandra）以及专业时序数据库（如InfluxDB, TimescaleDB）的优劣与最佳实践。 微服务与容器化部署： 如何利用Docker、Kubernetes等技术，确保平台服务的敏捷迭代和弹性伸缩能力。 第二篇：桥梁——高效通信与协议的深度博弈 (Protocol) 物联网的本质是“连接”。然而，面对电池供电的传感器、资源受限的微控制器和需要高带宽的视频流等多样化需求，单一的通信协议难以应对。本篇将带领读者穿越一系列关键的通信技术“丛林”。 我们不仅仅停留在对MQTT、CoAP、LwM2M等物联网标准协议的介绍，而是深入探究它们的底层设计原理和实际部署中的调优策略。例如，在低功耗广域网（LPWAN）领域，NB-IoT、LoRaWAN的帧结构、功耗优化技巧，以及如何在非授权频段和授权频段之间做出取舍。 更重要的是，我们关注应用层协议的定制化。在特定行业（如工业互联网IIoT）中，如何基于TCP/IP或UDP构建满足特定实时性要求的可靠传输机制。对于边缘计算场景，gRPC和Protocol Buffers如何加速服务间的通信，并减少数据载荷。 本书将提供详尽的协议选型决策树，帮助工程师根据场景的延迟要求、带宽限制、设备能耗和网络拓扑，快速锁定最优的通信方案。 第三篇：引擎——系统性能的极限挖掘与优化 (Performance) 物联网的“智慧”往往依赖于对延迟的极致控制。从自动驾驶的传感器融合到远程医疗的实时反馈，任何毫秒级的延迟都可能导致灾难性的后果。本篇专注于性能调优的系统化方法论。 我们首先从底层硬件开始，探讨嵌入式系统级的性能瓶颈。包括实时操作系统（RTOS）的选择与配置、中断处理的优化、内存管理（特别是堆栈溢出与碎片化问题）以及能效管理。 在软件层面，我们详细拆解数据管道（Data Pipeline）的性能瓶颈。如何设计高效的数据清洗、聚合和特征提取算法，以最小的计算代价在边缘侧完成有意义的分析。针对流处理框架（如Kafka Streams, Flink），我们将展示如何通过并行度设置、窗口函数优化和状态后端管理，实现高吞吐量和低延迟的数据处理。 性能不仅仅是速度，更是系统的鲁棒性。本书将引入压力测试与容量规划的方法论，模拟真实世界中的突发流量和设备故障，验证系统在极限条件下的表现，并提供基于数据驱动的性能改进循环（PDC）。 第四篇：盾牌——全生命周期的安全防御体系 (Protection) 物联网设备作为潜在的攻击入口点，其安全防护被提升到了前所未有的高度。本书视安全为系统设计之初就必须嵌入的基因，而非事后的补丁。 我们构建一个多维度的安全防御模型： 1. 设备侧安全（Trust Anchor）： 聚焦于硬件信任根（RoT）、安全启动（Secure Boot）、固件空中下载（OTA）的安全校验机制，以及利用TEE（可信执行环境）隔离敏感操作。 2. 网络侧安全（Communication Integrity）： 深入解析TLS/DTLS握手优化、密钥管理生命周期（如PKI体系的维护），以及如何防御中间人攻击和拒绝服务攻击。 3. 平台侧安全（Access Control）： 实施基于角色的访问控制（RBAC）和属性访问控制（ABAC），确保数据流的最小权限原则。同时，探讨安全日志审计和异常行为检测机制。 本书提供了一套安全审计清单和渗透测试框架，指导读者从供应链到最终部署的每一个环节，主动识别和修复安全漏洞，真正构建一个“零信任”的智慧物联网环境。 面向读者 本书是为具有一定编程基础（C/C++, Python, Java等）的软件工程师、系统架构师、嵌入式开发人员以及对物联网领域有深入探索欲望的技术爱好者量身打造的。它要求读者不仅要学会“做什么”，更要理解“为什么这样做”，从而能够驾驭复杂的物联网系统，在大数据、人工智能与物理世界交汇的“大冒险”中，成为真正的领航者。 ---

作者简介

许钰莨

　　现职： CAVEDU教育团队专任讲师、国立海洋大学机电暨机械研究所控制组硕士
　　专长：IoT物联网软硬体整合、LinkIt 7688 7697软硬体整合、Raspberry Pi、Arduino软硬体整合、App手机程式开发设计。

赵伟伶

　　CAVEDU教育团队讲师
　　专长：LinkIt 7697软硬体整合
 

序章    准备好，我们要展开物联网大冒险了！
第一章    好凉快喔！自己动手做一个电风扇
第二章    碰！碰！碰！电流急急棒
第三章    叮咚！叮咚！自动升降的交通栅栏
第四章    看谁按得快！按钮抢答器好好玩
第五章    冲啊！看我蓝牙遥控车的厉害！
第六章    转快！转慢！进化版的智慧风扇

 

序章：准备好，我们要展开物联网大冒险了！
 
写过程式吗？像是用Scratch来做制作自己的游戏或是动画，或是使用LEGO EV3或是mBot打造自己的机器人系统。其实，写程式有非常多不同的功用，这本书的目的是协助大家透过LinkIt 7697，搭配一些基本的电子元件跟感测器，再透过自己撰写编辑的程式，赋予我们的创作品具有智慧，再让它们连接上网路，成为广大网际网路中一员，打造自己的云端服务，听起来超酷的吧！所以，就请跟着我们，一起透过这本书，来玩一场物联网的大冒险！
 
什么是物联网？
 
您可能会想问？刚刚我们一直提到物联网，到底物联网是什么啊？过去我们在网际网路上所浏览的内容，不论是文字、图片、音乐、影片或是小游戏…等，都是由其他的「人」所提供的。
 
我们希望未来的世界，环境中的各种装置、物品，其智慧程度越来越高，让「物」透过网路，依照我们所建立的规范与方式（其实就是写程式啦¬），彼此相互沟通、做出决定、予以实行，并适时地通知「人」。
 
就像哈利波特世界中的家庭小精灵，能在不打扰主人的情况下，默默地让我们的日常生活维持高品质的运作。
 
就先举我们第六章「智慧电风扇」为例子，一般的电风扇我们要自己去启动或关闭，并调整它的转速等运作功能；但是连接上网路的智慧电风扇，我们可以透过云端服务网站，在很远、很远的地方就可以控制它，也可以让这台电风扇自己去感觉房屋内的温度，然后调整风速跟风向，是不是很厉害呢？
 
要怎么开始展开我们的物联网大冒险呢？
 
「有好多新的观念、名词，我不太懂耶！」没有关系喔！这些我们在后续的章节都会一点一点、慢慢跟大家解释，所以大家可以放心。在展开物联网大冒险之前，我们要先在自己的电脑上，安装好一个名叫「BlocklyDuino」的程式编辑器，这样我们之后写程式就会非常方便喔！但是要怎么装呢？
 
第一章 好凉快喔！自己动手做一个电风扇
 
让直流马达转动
我们的第一个程式练习，是要让直流马达转动。
 
请大家到【类比I/O】分类中，找到第二个「类比写入」积木。积木上的Pin选4，然后在数字的栏位写上255，这会让马达全速运转；再拿出同样一个「类比写入」积木，Pin选5，然后在数字的栏位写上0。

评分☆☆☆☆☆

这本《智慧物联网大冒险：4P程式指南》，光是书名就让我眼睛一亮！身在台湾这个科技发展快速的地方，我们每天都能感受到物联网带来的便利，从智慧家居到智慧城市，无处不在。但有时候，我们会觉得物联网离我们很近，但又好像有点遥不可及，不知道背后的原理是什么，更不用说自己动手去实践了。这本书的"大冒险"三个字，让我觉得它可能是一本能够带领我们深入探索物联网世界的旅程，而不是一本冷冰冰的教科书。我很好奇，作者会用什么样的"4P程式"来指导我们进行这场冒险？是像寻宝一样，一步一步解开物联网的奥秘？还是像闯关游戏一样，通过解决一个个问题来掌握核心技术？我特别期待这本书能提供一些实际操作的指导，甚至是一些小项目的设计思路，让我们这些对物联网充满好奇的读者，也能从"看热闹"变成"能上手"。毕竟，光是听故事很有趣，但如果能亲手创造，那就更有成就感了！

评分☆☆☆☆☆

哇！看到《智慧物联网大冒险：4P程式指南》这个书名，就觉得一股浓浓的科技感和探险气息扑面而来！我一直对物联网这个东西挺有兴趣的，但说实话，市面上很多讲物联网的书都写得太学术了，看得我头晕眼花，感觉离我日常生活很遥远。不过这个书名听起来就不一样，"大冒险"这三个字，瞬间勾起了我的好奇心，不知道里面会不会有很多有趣的案例，像是怎么用物联网解决生活中遇到的难题，或者是在某个意想不到的场景里，物联网发挥了什么奇妙的作用？而且"4P程式指南"，"P"又是代表什么呢？是某种创新的方法论，还是解决问题的关键步骤？我猜想，这本书应该不只是枯燥的技术讲解，而是会用一种非常生动、接地气的方式，把复杂的物联网概念讲透。台湾的读者嘛，我们都很喜欢这种能学到东西又不会太沉闷的书，最好是读完还能马上想到能怎么运用在自己的工作或者生活上。我期待看到作者是如何把"智慧"和"大冒险"结合起来，带我们进入一个充满无限可能的物联网世界！

评分☆☆☆☆☆

《智慧物联网大冒险：4P程式指南》这个名字，真的太有吸引力了！作为一名在台湾生活、工作的普通民众，我虽然对科技充满兴趣，但一遇到"物联网"、"程式"这些字眼，常常会觉得门槛很高。然而，"大冒险"这三个字，却巧妙地打破了这种距离感，仿佛在说，物联网并非高不可攀，而是可以通过一场充满乐趣的探索来掌握。我非常好奇，作者是如何将"智慧"与"大冒险"巧妙融合的？是会通过一些生动的故事，讲述物联网在日常生活中的应用，让我们这些技术小白也能理解？还是会提供一套独特的"4P程式"，就像是探险家必备的地图和指南针，带领我们一步步揭开物联网的面纱？我尤其期待书中能够有一些实际的范例，能够触及到我们台湾民众的生活场景，例如如何利用物联网让我们的交通更便捷，或者让我们的居家环境更舒适安全。总之，这本书让我感觉，它不是一本高高在上的理论书，而是一本能激发我们好奇心、引导我们行动的实用指南。

评分☆☆☆☆☆

收到《智慧物联网大冒险：4P程式指南》这本书的消息，我脑海里立刻浮现出许多关于物联网的奇思妙想。在台湾，我们早就习惯了各种便利的智能设备，但深入了解其背后的原理，往往会觉得有些抽象。这本书的标题，"大冒险"三个字，就非常有画面感，让人联想到在未知领域探索的刺激与乐趣。我想，作者一定是用一种非常引人入胜的方式来讲解物联网的知识。我尤其好奇这个"4P程式"到底是什么，它是否是解决物联网开发中某个关键问题的核心方法？是某种理论框架，还是某种实践步骤？如果是前者，它是否能帮助我们更好地理解物联网的整体架构？如果是后者，它又是否能指导我们完成一些实际的项目？我非常希望这本书能提供一些不同于传统技术书籍的视角，也许会包含一些在实际开发过程中遇到的挑战以及克服它们的经验。我期待它能是一本既有深度又不失趣味的指南，能够帮助我们这些对物联网感兴趣的读者，更好地把握这个快速发展的领域。

评分☆☆☆☆☆

《智慧物联网大冒险：4P程式指南》这个书名，简直就是为我这样对科技充满好奇但又不太懂程式的人量身定做的！在台湾，我们确实能感受到物联网带来的各种便利，但很多时候，我们只是"使用者"的角色，对于它背后的逻辑，像是"智慧"是如何实现的，"程式"又是扮演了什么关键角色，都感到一知半解。这本书的"大冒险"三个字，瞬间就吸引了我，它让物联网听起来不再是枯燥的技术术语，而是一场充满探索乐趣的旅程。我猜想，作者一定是用一种非常有趣、生动的方式，把复杂的物联网概念拆解开来，让我们这些非专业人士也能轻松理解。我特别期待能够了解这个"4P程式"到底是什么，它是不是一套能够帮助我们解决实际问题的工具，或者是一种创新的思维模式？也许书中会有一些结合台湾在地特色的案例，让我们能更直观地感受到物联网的魅力，例如如何利用物联网让我们的城市管理更高效，或者让我们的农业生产更智能化。总之，这本书给我一种感觉，它不会让你觉得高深莫测，而是会让你跃跃欲试，想要亲手去体验和创造！