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本书以LinkIt7697开发板为主，带您进入物联网的世界，适合入门玩家学习，或作为中学开设物联网特色课程的教材。

本书特色

　　1、以LinkIt7697为控制核心，带您手把手由基础学习入门，最后进入手机及Wi-Fi远端遥控，每个范例简单易懂。
　　2、手机遥控部分搭配联发科的LinkIt Remote App，只需撰写7697开发板上的程式，而且Android及iSO中均可使用。
　　3、Wi-Fi远端遥控部分搭配联发科的MCS物联网服务平台，免架设伺服器，免写伺服端程式。
　　4、书中延伸学习提供学习眉角，让您轻松学习，不卡关!!
 

《城市脉动：智能基础设施与未来生活图景》 内容提要 本书深入剖析了当代城市建设与运营的核心挑战，聚焦于如何通过前沿的智慧技术，构建一个更加高效、可持续和以人为本的未来城市生态系统。我们不再将城市视为孤立的建筑群落，而是将其视作一个由数据流驱动的复杂生命体。全书分为四个核心板块，层层递进地揭示了智能基础设施从理论概念走向大规模落地的全过程。 第一部分：城市作为系统——理解复杂性与数据基石 本部分首先界定了“智慧城市”的真正含义，剥离了那些浮于表面的技术堆砌，直指其本质：一个高度整合、自我优化和响应迅速的复杂巨系统。我们探讨了构成现代城市系统的基本要素——交通流、能源网格、水资源分配和公共安全体系——这些系统如何相互依赖、相互影响。 重点内容包括： 1. 系统动力学与城市代谢： 采用系统思维模型，分析城市在能源消耗、物质流动（如垃圾处理和物流）方面的“新陈代谢”模式。引入城市热岛效应、交通拥堵的临界点分析，展示传统城市管理模式的局限性。 2. 数据采集的物理层： 详细介绍了支撑智慧城市运转的传感器网络（IoT设备）、边缘计算节点和高速通信基础设施（如5G/6G在城市环境中的部署策略）。讨论了如何从海量的异构数据源（如监控摄像头、环境监测站、移动设备信令）中提取有意义的、可操作的情报。 3. 数据治理与互操作性标准： 阐述了在城市级别实现数据共享的必要性和挑战。分析了开放数据接口（APIs）的设计原则，以及不同城市部门（如交通局、电力公司、规划部门）之间打破“数据孤岛”的技术和制度障碍。 第二部分：智能基础设施的重构——从被动到主动 本部分着重于如何利用数据和自动化技术，对城市的核心基础设施进行根本性的智能化升级。我们探讨的不再是单个设备的升级，而是整个网络结构的韧性和自适应性。 1. 智慧交通：实时决策与路径优化： 深入研究了自适应交通信号控制系统（ATCS）的最新进展，如何结合AI算法预测未来五分钟的路况，动态调整配时。同时，本书详细分析了自动驾驶车队与城市V2X（车对万物通信）基础设施的深度融合场景，以及在突发事件中实现紧急通道的快速清空策略。 2. 韧性能源网格（Smart Grid）： 探讨了分布式发电（如屋顶太阳能）接入大规模电网带来的波动性管理问题。重点介绍了基于区块链技术的能源交易微电网解决方案，以及如何利用预测性维护技术，在故障发生前识别并隔离电网中的薄弱环节，确保供电的连续性。 3. 水资源与环境管理： 聚焦于城市供水管网的漏损检测与预防。通过部署低功耗传感器和声学分析技术，实现对地下管网的实时“听诊”。此外，还涵盖了基于空气质量传感器网络的精细化污染源溯源技术，为城市环境治理提供精准支撑。 第三部分：面向市民的数字孪生与体验 本部分将视角转向城市的服务对象——市民。如何将复杂的底层技术转化为直观、易用的服务，是衡量智慧城市成功与否的关键标准。我们引入了“城市数字孪生（Digital Twin）”的概念，并探讨其在城市规划和市民服务中的实际应用。 1. 构建城市级数字孪生模型： 详细说明了从倾斜摄影测量、激光雷达扫描到BIM/CIM模型的集成过程。这个实时更新的虚拟城市模型如何用于模拟新建筑的日照影响、洪水路径预演，以及疫情期间的人流密度评估。 2. 个性化公共服务交付： 研究了基于地理围栏和用户偏好的服务推送机制。例如，根据市民的出行习惯和历史偏好，推送最合适的公共交通换乘建议，或在特定区域部署移动政务服务亭。 3. 增强现实（AR）在城市导航与应急中的应用： 探讨了如何利用市民的智能手机或可穿戴设备，将数字信息叠加到物理环境中，用于历史遗迹的导览、复杂建筑内部的寻路，以及在紧急疏散时提供清晰的虚拟指示牌。 第四部分：伦理、安全与可持续的未来 智慧城市的建设并非没有代价。本部分着重探讨了在追求效率最大化的同时，必须坚守的伦理底线和安全红线。 1. 数据主权与隐私保护： 深入分析了差分隐私（Differential Privacy）和联邦学习（Federated Learning）等先进的隐私增强技术，如何在不牺牲数据分析价值的前提下，保护个人身份信息。探讨了城市数据资产的所有权和使用权问题。 2. 网络安全与基础设施的“免疫系统”： 鉴于关键基础设施的高度互联性，网络攻击的威胁被空前放大。本书阐述了如何建立多层次、自修复的网络安全防御体系，包括零信任架构在城市运营网络中的部署，以及快速事件响应和业务连续性计划。 3. 包容性与数字鸿沟： 批判性地审视了过度依赖高科技可能加剧社会不平等的问题。提出了确保老年群体、低收入群体也能平等享受到智慧城市服务的策略，例如保留必要的非数字服务渠道，并设计适应性强的用户界面。 本书特色： 本书避免了对单一技术（如区块链或AI）的过度神化，而是采用跨学科的集成视角，将工程学、城市规划学、社会学和数据科学紧密结合。它不仅提供了技术实现的蓝图，更探讨了在复杂城市环境中进行技术治理和公共政策制定的深刻洞察。目标读者包括城市管理者、基础设施规划师、信息系统架构师以及所有关心未来居住环境的市民。

作者简介

曾希哲

　　喜欢创客的花莲中学老师
　　国立台湾海洋大学电机工程硕士
 

序
推荐序

第1章 LinkIt 7697及BlocklyDuino V3简介
1-1 LinkIt 7697简介
1-2 LinkIt 7697驱动程式下载及安装
1-3 BlocklyDuino下载及安装
1-4 BlocklyDuino功能说明
1-5撰写第一个程式
1-6 延伸练习

第2章 基础感测器
2-1 LinkIt 7697及扩充板功能说明
2-2 单颗LED控制
2-3红绿灯控制
2-4 按钮开关控制LED
2-5 唿吸灯控制
2-6 可变电阻控制LED
2-7 延伸练习

第3章 进阶感测器
3-1文字型LCD
3-2温湿度计
3-3电子量尺
3-4 电子骰子
3-5 体感操控
3-6 RFID刷卡
3-7 延伸练习

第4章 BLE蓝牙控制
4-1 LinkIt Remoto App及手机画面控制
4-2手机单次控制
4-3 手机连续控制
4-4 手机控制三色LED
4-5 手机温湿度计
4-6 延伸练习

第5章 WiFi控制
5-1 WiFi简介及无线热点连线
5-2 网路校时时钟
5-3 RFID刷卡传LINE简讯
5-4 MCS介绍及网页远端监控LED
5-5 云端温湿度监控
5-6 MCS云端运算
5-7 延伸练习

 

1-1 LinkIt 7697简介
 
近来物联网蓬勃发展，国内外各家厂商纷纷推出物联网发展平台，国内知名厂商联发科技公司于2017年推出全新物联网开发板LinkIt 7697（以下简称7697），又于2018年7月推出适用于常见Arduino相容感测器的Nano Breakout扩充板，也将其Blockly积木程式开发工具改版为BlocklyDuino V3，让 7697成为最容易上手的物联网开发工具之一。
 
 7697使用联发科技公司所设计的MT7697晶片作为主控制器，该晶片核心为ARM Cortex-M4，运行时脉为192MHz，同时提供蓝牙4.0与Wi-Fi无线网路两种无线通讯功能，并支援GPIO、UART、I2C、SPI、PWM、ADC等介面，让使用者可以在7697上同时使用蓝牙4.0与Wi-Fi无线网路。并可搭配联发科所发展的云端资料服务平台（MediaTek Cloud Sandbox，MCS），非常适合做为学习物联网的工具，或是快速开发物联网装置原型。
 
1-2 LinkIt 7697驱动程式下载及安装装
 
使用7697进行开发时，透过USB连接线与电脑相连，可烧录程式或使用序列埠监看7697的运作状况，另外透过杜邦线与感测模组相连，可监控各种环境感测装置。
 
7697需要安装USB驱动程式才能连接到电脑，请到Silicon Labs网站下载驱动程式，下载网址为：www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers
 
请选择网页中适合的作业系统版本下载，本书均以Windows 10 64位元作业系统为例，点选箭头处之超连结，即可下载。
 
驱动程式下载后，解压缩档案，进入资料夹可发现下图中两个安装档案，如果你的电脑是64位元，请执行CP210XVCPInstaller_x64.exe，如果你的电脑是32位元，请执行CP210XVCPInstaller_x86.exe。

评分☆☆☆☆☆

這次有幸拜讀了《電腦科學LinkIt設計物聯網應用》這本著作，著實讓我眼前一亮。對於我這種長期在資訊領域打滾，但對「物聯網」這個新興領域 still 感到一知半解的開發者來說，這本書提供了一個極佳的切入點。它巧妙地將電腦科學的基礎理論與LinkIt硬體平台的實際應用結合起來，形成了一種相當有力的教學模式。書中對於各種感測器的原理、資料的擷取與處理，以及如何透過網路將這些資訊傳輸到雲端，都有非常詳盡的說明。特別是書中對於通訊協定的介紹，像是MQTT，用非常清晰的比喻和圖解，讓我這個原本對網路底層架構有點模糊的讀者，瞬間豁然開朗。它不僅僅是教你如何串接硬體，更是讓你理解背後的邏輯，如何設計出更穩定、更有效率的物聯網系統。我非常欣賞作者對於實務操作的重視，每一個範例都經過精心設計，讓讀者能夠邊學邊做，親身體驗從概念到實體的過程。這本書的架構安排也很合理，循序漸進，不會讓初學者感到 overwhelming，同時又能滿足進階讀者對更深層次技術探討的需求。我認為這是一本結合理論與實踐的優秀教材，對於想在這個領域有所發展的人來說，絕對是不可多得的參考書籍。

评分☆☆☆☆☆

我對《電腦科學LinkIt設計物聯網應用》這本書的評價，可以用「驚喜連連」來形容。身為一名對科技趨勢頗為關注的科技愛好者，我一直對物聯網的潛力深感興趣，但對於如何實際動手做，卻常感到摸不著頭緒。這本書的出現，簡直是及時雨！它以LinkIt開發板為核心，引導讀者一步步踏入物聯網的奇妙世界。最讓我印象深刻的是，書中對於「電腦科學」的結合，並非只是單純的硬體教學，而是將許多潛藏在背後的程式邏輯、演算法概念，巧妙地融入其中。例如，在處理感測器資料時，作者會解釋為何需要進行滤波，背後可能涉及的數學原理；在設計通訊架構時，也會探討封包傳輸、錯誤校正等概念。這些內容讓整個學習過程變得更加有深度，不再只是死記硬背，而是真正培養了解決問題的能力。書中的圖示和範例程式碼都非常清晰易懂，讓我能夠毫不費力地跟隨操作。更難能可貴的是，書中提到的應用場景，都非常貼近我們的生活，從智慧居家到穿戴裝置，讓我能想像這些技術如何改變我們的未來。這本書不僅是學習物聯網技術的入門指南，更是一本啟發思考、激發創意的寶庫，我強烈推薦給所有對科技充滿熱情的朋友。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是讓我驚艷到了！身為一個對電腦科學和物聯網有點興趣，但又常常覺得無從下手的人，我一直在尋找一本能夠引導我入門的讀物，而《電腦科學LinkIt設計物聯網應用》恰好填補了這個空白。書中對於LinkIt開發板的介紹非常細緻，從硬體連接到軟體開發，每一個步驟都講解得清清楚楚，即使我之前對硬體方面接觸不多，也能跟著書裡的範例一步步完成。更讓我印象深刻的是，它不只是教你如何操作，更深入淺出地解釋了背後的電腦科學原理，像是資料傳輸、感測器原理等等。這些內容對於理解物聯網的運作機制非常有幫助，讓我不再只是機械地複製貼上程式碼，而是真正理解為什麼這樣做。而且，書中提供的應用案例也非常貼近生活，像是智慧家庭、環境監測等等，讓我能夠想像如何將學到的知識應用到實際生活中，激發了我更多創新的想法。我尤其喜歡書中對於除錯方法的討論，這絕對是開發過程中不可或缺的一環，它讓我少走了很多冤枉路。總體來說，這本書的內容豐富紮實，循序漸進，對於想要進入物聯網領域的初學者來說，絕對是一本值得推薦的入門寶典，讓學習過程充滿樂趣與成就感。

评分☆☆☆☆☆

我非常喜歡《電腦科學LinkIt設計物聯網應用》這本書的切入點。作為一個過去主要專注於純軟體開發的工程師，對於硬體互動、嵌入式系統以及物聯網的架構一直有些好奇，但又覺得距離遙遠。這本書卻以一個非常友善且具體的平台——LinkIt開發板——作為起點，將抽象的電腦科學概念，例如資料結構、演算法、網路協定等，透過實際的硬體互動和應用場景，變得生動而易於理解。書中對感測器資料的處理、無線通訊的實現、以及雲端平台的串接，都有詳盡的步驟說明，並且會適時穿插相關的原理性探討，這對於我來說，是非常有效的學習方式。我不再只是被動地學習API，而是能透過實際操作，建立起對整個物聯網生態系統的宏觀認識。書中提供的範例專案，都具有一定的實用性，這也讓我更有動力去深入研究，並思考如何將這些知識應用到我自己的工作領域，或者開發出屬於自己的創意專案。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引導我跨越技術的鴻溝，探索物聯網的無限可能。

评分☆☆☆☆☆

從一個完全沒有接觸過硬體，但對軟體開發有點基礎的角度來看，《電腦科學LinkIt設計物聯網應用》這本書，我只能說，簡直是為我量身打造的！我一直很想進入物聯網這個領域，但市面上很多書籍要么太過理論，要么就是純粹的操作手冊，很難找到一個平衡點。這本書在這一點上做得非常出色，它並沒有忽略電腦科學的基礎，而是將其融入到LinkIt開發板的實際應用中。我特別欣賞作者對於程式碼的註解，以及對每一個函數、每一個指令的詳細解釋，這讓我在撰寫程式時，能夠更清楚地理解其背後的邏輯，而不是盲目地複製貼上。書中提到的物聯網專案，從簡單的LED控制到較複雜的資料傳輸，都循序漸進，難度適中，讓我能夠在不斷的實踐中建立信心。而且，作者還會分享一些實用的除錯技巧和開發者經驗，這對於初學者來說，是非常寶貴的。我認為這本書最棒的地方在於，它不僅僅教你「怎麼做」，更讓你理解「為什麼這麼做」，這才是真正掌握一項技術的關鍵。對於像我一樣，想從軟體跨足物聯網領域的讀者，這本書絕對是一個絕佳的起點。