用Arduino全麵打造物聯網 (電子書)

用Arduino全麵打造物聯網 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

孫駿榮
圖書標籤:
  • Arduino
  • 物聯網
  • DIY
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  • Maker
  • 嵌入式係統
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具體描述

國內第一本Arduino中文暢銷書作者全新力作!

  Arduino的開放式軟硬體架構在近年來逐漸成為基礎硬體學習的主流,而物聯網則是未來趨勢,書中以Arduino為工具實戰物聯網,運用Arduino的學習基礎,即可進入到物聯網專題實作。書中的所有通訊模組與感測器可使用標準零件,但由於實作物聯網所需的元件較多,所以本書亦可搭配國內專業廠商Appsduino艾思迪諾針對Arduino物聯網開發的套件組閤包。另提供範例程式與函式庫、電路圖、軟體下載連結說明等資源。

本書特色

  ■ 瞭解物聯網的概念與技術
  ■ 運用Arduino實作物聯網
  ■ 將物聯網運用於日常生活

名人推薦

  林嘉勳/零壹科技股份有限公司董事長
  許永和/國立虎尾科技大學資工係主任
  張傳育/國立雲林科技大學研發長
  黃鋕銘/長茂科技股份有限公司董事長
  曾憲雄/亞洲大學講座教授、前颱灣網路資訊中心董事長
  廖斌毅/前國立高雄應用科技大學電資學院院長
  (以上推薦者係依姓氏筆劃排列)
好的,這是一本關於使用Arduino技術打造物聯網係統的圖書簡介,內容詳實,不含您提到的特定書名內容。 --- 書名:嵌入式係統與物聯網應用實踐:從基礎到前沿 導語:連接現實與數字的橋梁 在信息爆炸的時代,物聯網(IoT)已經不再是遙不可及的未來概念,而是深刻影響我們生活、工業生産乃至城市管理的現實技術。本手冊旨在為讀者提供一個係統、深入且極具實踐性的指南,全麵剖析如何運用主流的嵌入式開發平颱,結閤現代通信協議,構建穩定、高效且智能化的物聯網解決方案。 本書聚焦於基礎理論的夯實與前沿技術的融閤應用,它不僅僅是一本技術手冊,更是一份帶領工程師、創客和技術愛好者跨越理論鴻溝,直抵實際項目落地的行動指南。我們相信,通過本書的學習,讀者將能夠獨立設計、開發並部署具備數據采集、遠程控製及邊緣計算能力的智能係統。 第一部分:嵌入式係統基礎構建與環境搭建 本部分為後續高級應用奠定堅實的底層基礎。我們將從最核心的微控製器架構入手,深入探討實時操作係統(RTOS)在資源受限環境下的優化策略。 微控製器選型與深入解析: 詳細對比分析當前主流的微控製器係列(如高性能ARM Cortex-M係列、低功耗MSP係列等)的內核架構、內存管理機製及中斷處理流程。重點剖析如何進行寄存器級彆的編程以實現對硬件資源的精細化控製。 開發環境的專業化配置: 介紹集成開發環境(IDE)的高級調試技巧,包括斷點管理、內存監視、實時變量跟蹤。同時,探討交叉編譯工具鏈的配置,確保代碼能夠在目標硬件上無縫運行。 傳感器與執行器接口技術: 詳細闡述各類常用傳感器的電氣特性、數據手冊解讀方法,並重點講解I2C、SPI、UART、CAN總綫等通信協議在實際電路設計中的阻抗匹配、電平轉換與噪聲抑製技術。對於執行器部分,將深入分析PWM調速、步進電機精確控製及伺服係統反饋迴路的建立。 第二部分:構建高效穩定的網絡通信層 物聯網的核心在於“網”。本部分將徹底拆解實現設備間可靠通信所需的關鍵技術棧。 無綫通信協議棧深度剖析: 不僅停留在應用層麵,本書將深入講解IEEE 802.15.4(Zigbee)、Bluetooth Low Energy (BLE) 的幀結構、網絡拓撲構建與安全握手流程。對於Wi-Fi模塊的應用,我們將探討TCP/IP協議棧的移植與優化,特彆是嵌入式係統中的Socket編程高級技巧,如非阻塞I/O與事件驅動模型。 低功耗廣域網絡(LPWAN)技術專題: 針對遠程、低帶寬場景,本書將詳盡介紹LoRaWAN/NB-IoT的接入流程、空中接口協議(Air Interface Protocol)特點及功耗管理策略。重點將放在網絡服務器(Network Server)與應用服務器(Application Server)之間的數據轉發機製。 網絡安全基礎與實踐: 在設備接入網絡的初期,安全防護至關重要。我們將覆蓋TLS/SSL證書管理、密鑰交換機製(如Diffie-Hellman)、固件級加密存儲以及安全啓動(Secure Boot)的實現流程,確保數據傳輸的機密性與完整性。 第三部分:物聯網雲平颱集成與數據處理 設備采集到數據後,如何高效、安全地傳輸至雲端並進行價值挖掘,是本部分的核心內容。 MQTT協議的深度應用: 詳細講解MQTT協議的三種服務質量(QoS)等級在不同應用場景下的權衡選擇。同時,介紹如何構建一個高可用的Broker集群,並實現消息的持久化與負載均衡。 主流雲平颱對接策略: 針對AWS IoT Core、Azure IoT Hub以及國內領先的雲服務平颱,提供標準化的SDK使用指南與設備身份認證(Device Provisioning)流程。著重分析如何利用雲平颱的規則引擎(Rules Engine)對實時數據流進行初步的過濾和路由。 時序數據庫與數據可視化: 介紹專為物聯網海量時間序列數據設計的數據庫結構(如InfluxDB)。展示如何利用Grafana等工具構建動態儀錶盤,實現多維度、多變量的實時數據監控與曆史趨勢分析。 第四部分:邊緣計算與係統的高級智能 為減少雲端壓力和提高響應速度,邊緣智能已成為必然趨勢。本部分緻力於將計算能力下沉至設備端。 輕量級機器學習模型的部署: 介紹如何利用TensorFlow Lite for Microcontrollers或其他量化工具,將訓練好的分類或迴歸模型壓縮並部署到資源有限的嵌入式平颱上。重點在於內存占用優化和推理速度的提升。 OTA(Over-The-Air)固件空中升級機製設計: 構建一個健壯的遠程升級框架,包括分版本控製、A/B分區策略、失敗迴滾機製。確保在設備聯網環境不穩定的情況下,固件更新的原子性與安全性。 係統容錯與故障診斷: 探討嵌入式係統在長期運行中可能遇到的硬件漂移、內存泄漏等問題。教授如何設計看門狗(Watchdog Timer)機製、實現遠程日誌迴傳(Log Aggregation)以及自動化健康檢查(Health Check)服務,以最大化係統的可用時間(Uptime)。 結語:展望與持續學習 物聯網領域技術迭代迅速。本書提供的是一套紮實的方法論和一套可復用的工程框架。我們鼓勵讀者在掌握這些核心技術後,積極探索5G、數字孿生(Digital Twin)等前沿概念的應用,將所學知識融入到真正的産業創新實踐中去。掌握這些技術,意味著您已經站在瞭未來智能世界構建的最前沿。 目標讀者: 嵌入式係統工程師、硬件開發者、軟件工程師、物聯網項目經理、電子信息專業學生及所有對構建智能設備感興趣的技術人員。 ---

著者信息

作者簡介

孫駿榮


  國內第一本Arduino中文書,也是暢銷書的作者

  使用Arduino進行專案開發與相關研究已超過6年以上的經驗,曾經使用Arduino進行數位藝術、自主運動載具等的實現,也使用過其他單晶片於機電整閤的項目,目前從事工業自動化領域。近年來,也常受邀擔任Arduino課程講師,於學校與相關機構講解其整閤應用與軟體實現。

蘇海永

  Appsduino總經理

  學 歷:國立交通大學資訊科學係

  經 歷:
  颱灣第一部通過歐規的傳真機開發與設計
  華邦電子/無線通訊事業處經理(產品規劃)
  亞全科技/協理(GPS與SoC係統晶片設計與規劃)

  涉獵領域
  嵌入式係統、無線通訊係統、物聯網設計應用、行動App、雲端整閤應用

圖書目錄

01 淺談物聯網
1-1 物聯網的起源與發展
1-2 新時代新思維

02 全麵感知的聯網節點
2-1 基礎節點的組成
2-2 控製核心的選擇
2-3 介紹Arduino
2-4 Arduino的軟體介紹與第一次下載
2-5 如何感知訊號
2-6 係統規劃與最佳化

03 物物相連的關鍵
3-1 淺談物聯網通訊
3-2 通訊種類介紹
3-3 序列通訊
3-4 I2C通訊
3-5 SPI通訊
3-6 網路通訊
3-7 結論

04 無所不在的連結
4-1 初入無線通訊
4-2 RF通訊
4-3 2.4G RF通訊(nRF24L01)
4-4 藍牙通訊
4-5 XBee
4-6 Wi-Fi無線網路
4-7 結論

05 傢庭自動化物聯係統
5-0 事前準備
5-1 RFID
5-2 NFC
5-3 GPRS
5-4 結論

06 愛上雲端
6-1 通往雲端的道路
6-2 RESTful
6-3 MQTT
6-4 MQTT to Cloud

A 如何破壞Arduino
B 如何進行除錯
C ASCII字元碼
D 物聯網套件組閤包

圖書序言

  • ISBN:9789863477983
  • EISBN:9789863479901
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:111.2MB

圖書試讀

用戶評價

评分

這套電子書的排版和圖文搭配,對於習慣使用平闆閱讀的讀者來說,體驗相當不錯。很多技術書籍的電路圖常常印得密密麻麻、線路糾結不清,但這本的線路圖清晰明瞭,關鍵的接點都有特別標註齣來,幾乎不需要反覆比對好幾次纔能確認無誤。此外,作者在每個單元結束時設計的「挑戰與延伸」部分,更是讓我愛不釋手。這些挑戰不隻是簡單的複製貼上,而是要求你根據前述知識點,嘗試加入新的感測器或修改邏輯來達成一個進階目標。像是我後來就嘗試著在書中的溫濕度監測係統中,加入瞭氣壓感測器,並讓Arduino在氣壓驟降時自動發送緊急通知郵件給我,這種「舉一反三」的學習過程,遠比死記硬背程式碼有效得多。它真正培養瞭讀者的問題解決能力,讓「物聯網」不再隻是書本上的名詞,而是可以隨時在身邊運作的實體係統。

评分

說實在話,市麵上關於Arduino的書籍多如牛毛,但大多都是著重在單一功能的展示,學完後還是不知道怎麼把零散的知識串接到一個完整的「係統」裡。這本《用Arduino全麵打造物聯網》厲害的地方就在於,它從一開始就確立瞭物聯網的架構思維,教你如何規劃數據的採集、傳輸、儲存,乃至於最後的視覺化呈現。我特別喜歡它探討的幾個章節,例如如何利用MQTT協定進行輕量級的訊息傳遞,這對於資源有限的微控製器來說至關重要。過去我嘗試接上ESP8266模組時,常常遇到連線不穩或是資料丟包的問題,但在參考書中的調試技巧後,穩定性大幅提升。而且,書中還提到瞭數據安全性的基本概念,這在物聯網應用越來越廣泛的現在,絕對是不能忽略的一環。它不僅僅教你怎麼「做」,更教你怎麼「做好」,讓你的專案更可靠、更具備商用潛力,這對於想進一步將興趣發展成副業的朋友們來說,絕對是極具價值的投資。

评分

身為一個工程背景齣身,但平時工作與硬體相關性不高的上班族,我對於能夠快速進入狀況的學習材料特別有需求。這本書的敘事節奏掌握得非常好,不會過度簡化導緻不夠深入,也不會過度複雜讓人產生挫敗感。它很聰明地將複雜的網路通訊概念,轉化成我們可以操作的參數和指令,讓讀者可以專注在「功能實現」而非「底層原理的無限深挖」。例如,當它介紹到如何將Arduino的資料上傳到雲端平颱時,它選用的範例是相對主流且開源的平颱,這意味著讀者未來即使想替換成其他商業平颱,基礎邏輯也是相通的。我個人覺得,這種「搭橋樑」式的教學,比單純的技術說明書來得有溫度。它讓你感覺到,你不是在跟機器溝通,而是在跟一位經驗豐富的老師傅學習,他會在你快要迷失方嚮時,及時遞給你一張清楚的地圖。

评分

這本電子書真的是讓電子科技門外漢如我,也能一窺物聯網的奧妙,特別是搭配Arduino這個親切的平颱,簡直是如虎添翼!我原本以為物聯網就是那種高深莫測的工業級應用,光是聽到Wi-Fi模組、感測器連線這些名詞就頭大瞭。但這本書的編排非常用心,從基礎的電路概念開始講起,一步一步引導讀者認識各種常用的感測器,像是溫度、濕度、光線感應,而且作者還會用很生活化的例子來解釋這些數據的意義。最讓我驚豔的是,它沒有隻是停留在理論層麵,而是紮紮實實地帶領你完成好幾個實際的小專案。像是那個遠端控製傢裡電器的範例,我光是用手機APP就能開關客廳的電風扇,那種「哇,我真的做到瞭!」的成就感,是看YouTube教學影片完全無法比擬的。書中的程式碼範例也都寫得非常清楚,註解詳盡,即便我對C++不甚熟悉,也能邊看邊理解邏輯。對於想把自己的小創意變成現實的創客(Maker)來說,這本書無疑是一本極其實用的入門聖經,讓人敢於動手嘗試,不再被複雜的技術名詞嚇退。

评分

從一個純粹的電子愛好者的角度來看,這本書最讓我感到踏實的是它對「除錯」(Debugging)的重視。在實際動手做的過程中,程式碼編譯通過不代錶一切順利,硬體層麵的問題,例如電源供應不穩、接地不良(Grounding Issues)等等,纔是最常讓人抓狂的地方。書中花瞭相當大的篇幅,去解析常見的硬體連線錯誤會導緻什麼樣的軟體錶現,並且提供瞭一套係統化的檢查流程。這部分的內容,在網路上零散的教學文章中很難找到如此集中的論述。它讓我明白,一個穩定的物聯網設備,一半靠軟體,一半靠紮實的硬體基礎。當我按照書中的建議,重新檢查瞭我的電源模組和杜邦線的接觸點後,那個已經睏擾我兩週的隨機重啟問題,竟然迎刃而解瞭。這種實戰經驗的傳承,價值遠超書籍本身的售價。

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