物聯網實戰:使用樹莓派/Arduino/ESP8266 NodeMCU/Python/Node-RED打造安全監控系統 (電子書)

物聯網實戰:使用樹莓派/Arduino/ESP8266 NodeMCU/Python/Node-RED打造安全監控系統 (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

林聖泉
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具体描述

  本書首先引領你開啟樹莓派的大門,進入充滿神奇、瑰麗、希望的多彩世界。同時,也敞開探索Arduino資源的視窗,指引你善用俯拾皆是的各式珍貴資源。你將一步一步從基本程式設計、簡單電路組裝到測試的紮實演練,最後建立一個實用的物聯網。

  本書分成三大部分
  ➤ 樹莓派:從開箱設定到GPIO應用
  ➤ Arduino:從LED閃爍的控制到Wi-Fi模組的開發
  ➤ 樹莓派與Arduino:運用Node-RED融合兩者,輕易開發物聯網

  閱讀本書後,你將學到
  ✔ 樹莓派GPIO應用
  ✔ Python程式設計
  ✔ Arduino程式設計
  ✔ 樹莓派與Arduino整合應用
  ✔ ESP8266 NodeMCU應用
  ✔ Node-RED程式設計

  本書適用於
  ☛ 大專院校「機電整合」、「專題製作」、「網際網路程式設計」等課程
  ☛ 高中、高職「微電腦應用實習」相關課程
  ☛ 各級學校開辦的正規或短期「物聯網」探索課程
  ☛ 創客玩家DIY物聯網
 
好的,这是一本关于物联网(IoT)实践的书籍简介,聚焦于使用树莓派(Raspberry Pi)、Arduino、ESP8266/NodeMCU以及Python和Node-RED等主流技术栈,构建一套功能完备、安全可靠的监控系统。 --- 图书简介: 《物聯網實戰:使用樹莓派/Arduino/ESP8266 NodeMCU/Python/Node-RED打造安全監控系統 (電子書)》 在快速发展的数字时代,物联网(IoT)技术已不再是遥不可及的概念,而是渗透到我们生活和工作各个角落的关键基础设施。从智能家居的安全防护到工业环境的实时监控,构建一个稳定、高效且安全的物联网系统变得至关重要。 本书并非一本理论堆砌的教科书,而是一本面向实践者的、从零开始构建功能性物联网监控系统的实战指南。我们深入探讨如何整合当前市场上最流行、最灵活的硬件与软件工具链,手把手带领读者穿越从传感器数据采集到云端可视化和远程控制的每一个关键环节。 核心技术栈深度解析与整合 本书的基石在于对三大主流微控制器平台的全面覆盖: 1. 树莓派(Raspberry Pi): 作为功能强大的单板计算机,它在物联网系统中扮演“智能中枢”的角色。我们将详述如何利用树莓派运行操作系统、搭建本地服务器、处理复杂的数据分析任务,并作为整个系统的网关和决策核心。内容涵盖操作系统(如Raspberry Pi OS)的优化配置、网络连接管理、以及通过Python实现底层驱动和高级数据处理。 2. Arduino/ESP8266/NodeMCU: 这些低功耗微控制器是物联网“感知层”的支柱。我们会详细区分不同平台的适用场景。对于需要高精度和稳定性的任务,我们将展示如何使用Arduino平台进行基础的传感器接口编程。而对于需要原生Wi-Fi连接和更强处理能力的任务,我们将重点讲解ESP8266(如NodeMCU开发板)的固件编程,特别是使用Arduino IDE或MicroPython进行高效的无线数据传输。 3. 软件驱动力:Python与Node-RED: Python: 作为物联网领域最受欢迎的编程语言,Python贯穿本书始终。我们不仅会展示如何使用Python编写直接控制硬件(如GPIO、I2C、SPI)的脚本,还会深入讲解如何利用其强大的库(如`paho-mqtt`)来实现可靠的消息传递协议,以及如何使用`Flask`或`Django`构建轻量级的Web API接口。 Node-RED: 这是一个基于流的编程工具,极大地简化了物联网应用的开发流程。本书将详细介绍如何利用Node-RED的可视化界面,快速搭建数据处理流程、连接不同的服务(如数据库、消息代理、通知服务),并最终实现复杂的自动化逻辑,有效降低了系统集成的门槛。 构建全方位的安全监控系统 本书的最终目标是落地一个“安全监控系统”。这个系统不仅仅是简单地读取温度或湿度数据,它涉及到身份验证、数据加密、异常检测和实时警报。 数据采集与预处理: 我们会选择多种传感器(如PIR运动传感器、门窗磁传感器、温湿度传感器、甚至简单的摄像头模块)进行实战操作。重点在于如何对采集到的原始数据进行去噪、校准和格式化,确保输入到后续处理模块的数据是准确可靠的。 通信协议的选取与实现: MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)作为物联网标准通信协议,将是数据传输的核心。我们将讲解如何设置和使用一个本地或云端的MQTT Broker(如Mosquitto),并确保设备之间的通信是高效和低带宽消耗的。 安全机制的植入: 在构建监控系统时,安全性是重中之重。内容涵盖了如何为设备配置安全的Wi-Fi凭证、如何使用TLS/SSL加密MQTT通信,以及在系统网关层面实施基础的防火墙规则,保护数据不被恶意窃听或篡改。 可视化与远程控制: 数据只有被有效展示才有价值。我们将结合Node-RED Dashboard或使用Python框架(如Plotly/Dash)创建直观的仪表盘。读者将学习如何实时查看传感器状态,并设计反向控制逻辑,例如通过Web界面远程触发继电器或调整监控参数。 存储与日志: 系统运行必然产生大量数据。我们会介绍如何将关键事件和历史数据存储到本地数据库(如SQLite或InfluxDB),并探讨如何有效地管理日志文件,以便于故障排查和系统审计。 适合的读者群体 无论您是电子工程专业的学生、嵌入式系统爱好者、希望将现有监控方案升级为智能化的系统集成商,还是希望通过动手项目掌握主流物联网技术的开发者,本书都能为您提供清晰的路线图和可复现的代码示例。 通过阅读本书,您不仅能掌握分散的硬件和软件知识点,更重要的是,您将学会如何将这些碎片化的技术整合成一个健壮、可扩展且具备基础安全防护的物联网监控解决方案。准备好,用您的双手,构建起属于自己的智能安全网络。

著者信息

作者簡介

林聖泉


  國立中興大學生物機電工程學系教授
  機械技師
  專長:最佳化設計、嵌入式C程式設計、圖控LabVIEW程式設計、機構設計
 

图书目录

【Part I 樹莓派】
Chapter 1 樹莓派介紹
1.1 簡介
1.2 安裝步驟
1.3 作業系統
1.4 外接USB 網路攝影機
1.5 樹莓派腳位
Chapter 2 Python 介紹
Chapter 3 樹莓派GPIO
3.1 LED 控制
3.2 基本數位輸入
3.3 超音波測距模組
3.4 溫濕度感測模組
3.5 步進馬達控制
3.6 伺服馬達控制
Chapter 4 停車場車位計數顯示與柵欄啟閉控制系統
4.1 系統組成元件
4.2 控制方式
【Part II Arduino】
Chapter 5 Arduino 介紹
5.1 Arduino
5.2 Arduino UNO 數位輸出與輸入
5.3 Arduino UNO 類比輸入訊號
5.4 Arduino UNO 控制伺服馬達
Chapter 6 ESP8266 NodeMCU:無線網路開發模組
6.1 ESP8266 NodeMCU
6.2 MQTT
6.3 ESP8266 NodeMCU 與樹莓派的融合

【Part III 樹莓派與Arduino】
Chapter 7 樹莓派與Arduino UNO 的結合
7.1 I2C 通訊方式
7.2 USB 連接
Chapter 8 Node-RED 介紹
8.1 前言
8.2 第1 個Node-RED 流程
8.3 Node-RED 訊息
8.4 結點安裝步驟
8.5 Node-RED 流程組成
Chapter 9 居家環境監控系統
9.1 室內溫濕度量測與顯示
9.2 各房間電燈開關控制
Chapter 10 居家設備控制系統
10.1 咖啡機控制
10.2 窗簾控制
10.3 百葉窗控制
Chapter 11 居家安全監視系統
Chapter 12 使用者介面客製化
12.1 主題設計
12.2 介面格式設計
12.3 版面配置
參考資料
附錄A:安裝Arduino 函式庫方法
附錄B:電子零件清單

图书序言

  • ISBN:9789864344369
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:222.1MB

图书试读

用户评价

评分

坦白說,市面上關於樹莓派和Arduino的書籍多如牛毛,但真正能把「安全監控」這個主題做得有深度的卻相對少見。安全監控不只是把鏡頭架起來錄影而已,它涉及到數據的即時性、傳輸的安全性,以及後端儲存和通知機制。我非常期待看到作者是如何處理這些細節的。例如,在ESP8266上實現低功耗的資料上傳,或者如何在樹莓派上搭建一個輕量級的監控伺服器,用Python來處理影像串流。而且,既然強調「安全」,或許書中會觸及到資料加密、或至少是如何避免未經授權的遠端存取。這可不是隨便複製貼上網路範例就能達成的。如果這本書能夠提供一套從硬體採購清單、到最後系統穩定運行的全套SOP,那對於急於想在自家或辦公室部署監控系統的讀者來說,簡直是福音。這類實用技術的書籍,最怕的就是「為了湊頁數而寫」,但從這本書的技術組合來看,它顯然是在解決一個實際且複雜的問題,這份決心值得肯定。

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這本電子書的標題給我的感覺是,它瞄準的讀者群絕對是那些「不想只看不做」的技術愛好者。現在網路上的教學資源雖然多,但往往是東一篇韌體教學、西一篇Python腳本,要將它們整合成一個「系統」的脈絡,卻是個大工程。本書既然定調在「實戰」,那想必在專案的完整性上會做得非常到位。我比較好奇的是,它在「Node-RED」這個環節會如何發揮?畢竟Node-RED在流程化和介面化上非常強大,對於非純軟體背景的讀者來說,它可能是讓整個物聯網專案從「可行」走向「易用」的關鍵。如果作者能深入講解如何用Node-RED串接來自不同硬體(例如,把NodeMCU感測到的溫濕度資料,和樹莓派上的攝影機串起來),並設計出一個直觀的Web儀表板來展示監控結果,那就太棒了。這種跨平台、跨協定(可能是MQTT、HTTP等)的整合能力,才是現代物聯網專案的核心價值。我預期這本書的內容會非常紮實,甚至可能需要讀者具備一定的程式基礎,但只要能成功跑出第一個端到端的安全監控系統,付出的時間絕對是值得的。這類書籍的價值,不在於你學了多少零散知識,而在於你是否能建構出一個完整的解決方案。

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哇,這本關於物聯網實戰的電子書光看書名就讓人熱血沸騰了!尤其看到「樹莓派/Arduino/ESP8266 NodeMCU」這些關鍵字,就知道內容絕對是硬核又實用的乾貨。光是這些平台組合起來,就能玩出千變萬化的應用場景,這本書顯然不只是紙上談兵,而是真正手把手教你怎麼把這些零散的硬體、軟體串聯起來,變成一個有用的系統。我猜測作者在內容編排上一定花了不少心思,畢竟要讓初學者從零開始,把硬體的接線、韌體的燒錄,到後端的資料流處理都能講得清清楚楚,這門學問可不小。特別是對台灣這邊的創客社群來說,樹莓派和ESP系列簡直是國民級的開發板,如果這本書能針對台灣常見的電子零件供應鏈或特定網路環境做些微調或補充說明,那就更貼心了。我特別期待看到它如何處理「安全監控」這個主題,是單純的影像串流?還是結合了AI邊緣運算來做物件辨識?這中間的技術深度,絕對是衡量一本實戰書好壞的關鍵指標。總之,光是這個豐富的技術棧就已經讓人對這本電子書抱持著極高的期望值,希望能早點入手,實際動手驗證書中的每一個章節,把那些理論知識轉化為桌面上實際運作的成果。

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對於我這種偶爾會接觸到舊設備升級或想自己DIY監控系統的玩家而言,這本電子書的魅力就在於它的「廣度」與「深度」的平衡。很多書可能專注在單一平台,例如只講ESP32或只講Python,但當你需要讓這些東西協同工作時,就會遇到大量的協定轉換和資料格式匹配問題。我希望作者在講解Node-RED的資料流時,能多花點篇幅解釋背後的MQTT訊息代理(Broker)運作原理,這樣讀者才能真正掌握資料流動的脈絡,而不是只會拖拉元件。此外,由於是電子書形式,我猜測它在程式碼和硬體接線圖的呈現上會相當方便查找和複製貼上,這在實作過程中是極大的加分項。如果能附帶一個GitHub連結,隨時更新或提供勘誤,那就更貼心了。總結來說,這本書像是一個工具箱,裡面裝滿了當前物聯網最熱門、最實用的工具,並且還貼心地附上了組裝說明書,光是看到這個組合,就知道這絕對是一本「會讓人動起來」的好書。

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從另一個角度來看,這本電子書對於想要轉換跑道或提升技能的工程師來說,絕對是一份很好的敲門磚。現在的工業自動化和智慧家庭領域,對熟悉異質平台整合的人才需求非常大。光是能操作樹莓派(偏向Linux環境與應用開發)和Arduino(偏向嵌入式C/C++),再加上Python作為膠水語言,還有Node-RED來做快速原型開發,這四者的結合,幾乎涵蓋了物聯網開發的基礎技能光譜。讀完這本書,讀者不只是學會了怎麼寫一段程式,而是學會了如何「設計一個邊緣運算節點」以及「如何建立一個雲端或本地的數據中樞」。我猜測,書中的專案範例可能不只是一個單一的監控實例,而是會用這個基礎架構去擴展出不同的應用場景,像是環境監測警報、智慧門禁等等。這種系統性的思維訓練,比單純的技術操作更為寶貴,也更容易讓讀者在面對未來新的硬體平台時,能快速上手並融會貫通。

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