超簡單AIoT物聯網與網站架設必學神器:Node-RED視覺化開發工具 (電子書)

超簡單AIoT物聯網與網站架設必學神器:Node-RED視覺化開發工具 (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

陳會安
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具体描述

∗目前已知最簡單的IoT物聯網與Web網站架設工具∗
∗使用視覺化流程建構工業4.0、智慧製造和智慧工廠∗
∗輕鬆使用Node-RED建構你自己的物聯網平台與MVC網站∗

  Node-RED 可以說是目前已知最簡單的 AIoT 物聯網與 Web 網站架設工具,能夠幫助你快速整合相關應用來建構出監控介面的儀表板(Dashboard),和使用各種網路通訊協定進行資料交換。Node-RED 更支援 MVC 架構的 Web 網站,只需幾個節點的視覺化流程,加上少少的 HTML 標籤和 JavaScript 程式碼,就可以輕鬆建構 MVC 架構的 Web網站、REST API、存取 MySQL 資料庫和打造 AIoT 智慧物聯網平台。

  內容重點

  ✎零基礎免寫程式輕鬆使用 Node-RED 視覺化流程來建立監控介面的儀表板(Dashboard)、執行網路爬蟲和剖析 Open Data 的 JSON 資料。

  ✎使用 Node-RED 輕鬆建構 MVC 架構的 Web 網站、實作 REST API 和將資料存入 MySQL 資料庫。更支援 MQTT、 TCP、 UDP 和 Websocket 通訊協定和序列埠通訊,幫助我們整合 Arduino 和 ESP8266 開發板,最後使用 TensorFlow.js 打造你的 AIoT 智慧物聯網平台。

  ✎本書提供 Node 套件的綠化版 Node-RED 開發環境,免安裝輕鬆幫助你建構學習 Node-RED 物聯網應用和 Web 網站架設的 Windows 開發環境。
 
深入淺出:現代資料庫管理與實務應用指南 書籍簡介: 這本詳盡的著作,旨在為資料庫的初學者、系統管理者以及希望深化技術能力的開發人員,提供一個全面且實用的知識體系。本書聚焦於當代企業級資料庫系統的設計、實施、優化與維護,特別強調關聯式資料庫(如 PostgreSQL、MySQL)與新興的非關聯式資料庫(NoSQL,如 MongoDB、Redis)的異同與適用場景。我們拋開過於學術化的冗長論述,專注於經過實戰檢驗的技術點與最佳實踐。 全書結構嚴謹,共分為五大部分,層層遞進,確保讀者能夠從零開始,逐步掌握資料庫領域的核心技能。 --- 第一部分:資料庫基礎與關聯式模型深度解析 本部分作為理論基石,會徹底剖析關聯式資料庫的運作原理,而非僅停留在基礎的 SQL 語法層面。 核心內容涵蓋: 1. 關聯式代數與實體關係模型(ER Model): 詳述如何將複雜的業務需求轉換為精確的邏輯模型,包括正規化(Normalization)的各級別(1NF, 2NF, 3NF, BCNF)的實務應用與反正規化(Denormalization)在特定效能場景下的取捨。 2. SQL 精通之路: 超越基本的 SELECT/INSERT/UPDATE/DELETE。深入探討進階的窗口函數(Window Functions)、CTE(Common Table Expressions)在複雜報表生成中的威力。同時,詳細解析不同資料庫系統(以 PostgreSQL 為主要範例)的方言差異及其優勢。 3. 交易管理與一致性保證: ACID 特性的深入探討。重點闡述隔離級別(Isolation Levels)的實際影響,特別是讀取現象(如幻讀、不可重複讀)的成因與對策,並教授如何利用鎖定機制(Locking)進行精細控制。 4. 索引結構與優化哲學: 徹底解析 B-Tree、Hash、空間索引(如 R-Tree)的工作原理。不僅展示如何創建索引,更重要的是教會讀者如何使用 `EXPLAIN ANALYZE` 等工具讀懂查詢計劃,辨識索引失效的原因,從根本上解決查詢緩慢的問題。 --- 第二部分:資料庫系統架構與效能調校(Tuning) 此部分將讀者帶入資料庫的「引擎室」,著重於提升系統的穩定性與處理高併發負載的能力。 重點突破: 1. 儲存引擎的奧秘: 以 InnoDB(MySQL)或 Tuples(PostgreSQL)為例,解析資料頁的組織、WAL(Write-Ahead Logging)機制對持久性的貢獻,以及緩存(Buffer Pool)管理對記憶體使用的影響。 2. 連線池管理與應用層整合: 探討資料庫連線的生命週期管理,以及為何應用程式應使用連線池(如 HikariCP 或 PgBouncer)。分析不當的連線管理如何迅速耗盡資料庫資源。 3. 高階效能調校實戰: 這不僅是參數調整,更是系統瓶頸的診斷。教授如何監控 I/O 延遲、CPU 使用率與鎖等待情況。涵蓋關鍵的系統配置參數,如共享緩存大小、排序緩存、以及 checkpoint 頻率的平衡點。 4. 備份、恢復與高可用性(HA): 詳述邏輯備份(如 `pg_dump`)與物理備份的區別。實戰演練異步複製(Asynchronous Replication)的架設,確保在主庫故障時能迅速且無損地切換至備用節點。 --- 第三部分:邁向大數據時代:非關聯式資料庫的選擇與實踐 隨著應用場景的多樣化,單一的關聯式模型已無法滿足所有需求。本部分引導讀者正確選擇與使用 NoSQL 資料庫。 覆蓋範圍: 1. NoSQL 的分類與決策樹: 系統性介紹四種主流 NoSQL 類型: 鍵值儲存 (Key-Value Store): 如 Redis,專注於極速緩存與會話管理。 文件資料庫 (Document Database): 如 MongoDB,強調模式靈活性和快速迭代。 寬欄式資料庫 (Wide-Column Store): 探討其在高寫入負載下的優勢。 圖形資料庫 (Graph Database): 簡介其在處理複雜關係網路中的獨特價值。 2. MongoDB 模式設計(Schema Design): 探討嵌入(Embedding)與參考(Referencing)的權衡。展示如何設計出既能滿足讀取效率,又避免資料冗餘的 NoSQL 結構。 3. Redis 的深入應用: 不僅是緩存。詳述其數據結構(List, Set, Sorted Set)在訊息隊列、排行榜、限流器等場景的創造性應用。探討持久化機制(RDB vs AOF)的選擇。 4. CAP 定理的實務解讀: 拋開純理論,分析主流資料庫在分佈式環境下(如 MongoDB 分片或 Cassandra 集群)如何在一致性、可用性與分區容忍性之間做出工程妥協。 --- 第四部分:資料庫安全、合規性與數據治理 在數據洩露事件頻發的今日,資料庫的安全防護已是重中之重。本部分提供全面的安全策略。 關鍵安全實務: 1. 最小權限原則的實施: 如何精確定義使用者角色(Roles)與權限,避免賦予過高的系統級操作權限。探討行級安全(Row-Level Security, RLS)的應用。 2. 加密技術的整合: 涵蓋傳輸中加密(TLS/SSL)的配置,以及靜態數據加密(Encryption at Rest)的資料庫級與儲存層級差異。 3. 審計(Auditing)與監控: 設定詳細的查詢日誌,追蹤所有敏感數據的存取行為。介紹如何安全地輪換加密密鑰與管理帳戶憑證。 4. 法規遵循: 簡要介紹 GDPR、CCPA 等法規對數據保留、刪除和可攜帶性的要求,並指導如何配置資料庫以支援這些合規性操作,特別是「被遺忘權」的技術實踐。 --- 第五部分:現代化資料庫操作(DBA 2.0) 本部分著眼於將資料庫管理融入現代化的軟體生命週期(SDLC),實現自動化與可重複性。 DevOps 與資料庫的結合: 1. 資料庫即代碼(Database as Code): 介紹 Flyway 或 Liquibase 等遷移工具,如何將資料庫結構變更納入版本控制系統(如 Git)。強調每一次結構變更都必須是可回滾的腳本。 2. 容器化與資料庫: 探討使用 Docker 和 Kubernetes(K8s)部署資料庫服務的挑戰與解決方案。重點講解如何處理有狀態應用(資料庫)在 K8s 環境中的持久化儲存(Persistent Volumes)。 3. 雲端資料庫服務(DBaaS)的評估: 對比 Amazon RDS、Azure SQL Database 或 Google Cloud SQL 的服務模型。分析使用託管服務(如 Aurora, Cloud Spanner)在成本、彈性與控制權之間的權衡取捨。 4. 效能監控與警報系統整合: 教授如何整合 Prometheus/Grafana 或雲端原生監控工具,建立實時的資料庫健康儀表板,並設置基於 SLO/SLA 的自動化警報機制。 --- 本書特色總結: 本書提供大量的真實世界案例分析與可直接採用的配置範例。它不僅教授“如何做”,更深入解析“為何要這樣做”。無論是準備專業級認證,還是負責核心業務系統的穩定運行,這本指南都將是您不可或缺的實用工具書。讀完後,讀者將能夠自信地面對從概念設計到生產環境效能調校的全部挑戰。

著者信息

作者簡介

陳會安


  現職
  專職資訊圖書作者、大專資訊課程老師

  經歷
  企業講師、松崗電腦產品經理、美商PH出版經理、專業電腦書作者

  資訊技術作家,出版超過 100 本電腦著作,包括:程式設計(C/C++、Java、C#、HTML5、PHP、ASP.NET、JSP等)、資料庫、系統分析、資料結構等各種不同主題。

  近年研究人工智慧、機器學習 / 深度學習、資料科學、網路爬蟲、大數據分析和物聯網相關課程與圖書寫作,也熱衷利用 Raspberry Pi、Arduino、ESP8266 / ESP32 和 Micro:bit 等開發板製作創客作品,投入創客領域的教學與寫作。

  ▌fChart 程式設計教學工具官方網址:fchart.github.io/
 

图书目录

CH 01:Node-RED 基礎與使用介面
1-1 物聯網與 Node-RED 基礎
1-2 在 Windows 建立 Node-RED 開發環境
1-3 Node-RED 編輯器的使用介面說明
1-4 Node-RED 編輯器的基本操作
1-5 重設 Node-RED 開發工具

CH 02:建立 Node-RED 視覺化流程
2-1 流程基礎程式設計
2-2 建立第一個 Node-RED 流程
2-3 編輯 Node-RED 流程
2-4 匯入與匯出 Node-RED 流程
2-5 Node-RED 最常用節點和 msg 訊息結構
2-6 Node-RED 更改 msg 訊息的節點

CH 03:Node-RED 儀表板的輸入節點
3-1 認識 Node-RED 儀表板
3-2 Button 按鈕元件
3-3 TextInput 文字輸入元件
3-4 Slider 滑桿和 Numeric 數值輸入元件
3-5 Switch 開關和 Dropdown 選單元件

CH 04:Node-RED 儀表板的輸出節點和版面配置
4-1 Text 元件輸出文字內容
4-2 Gauge 元件使用計量表顯示數值
4-3 Notification 元件顯示警告訊息框
4-4 使用 Chart 元件繪製統計圖表
4-5 客製化 Node-RED 儀表板的版面配置

CH 05:Node-RED 網路爬蟲與 Open Data
5-1 認識網路爬蟲
5-2 建立 Node-RED 網路爬蟲
5-3 剖析 Open Data 的 JSON 資料
5-4 使用 Google 圖書查詢的Web API
5-5 整合應用:OpenWeatherMap 天氣資料儀表板

CH 06:MQTT 物聯網通訊協定
6-1 通訊協定與 Node-RED 儀表板
6-2 認識 MQTT 通訊協定
6-3 MQTT 代理人和客戶端
6-4 使用 Node-RED 建立 MQTT 客戶端
6-5 清除沒有使用的配置節點
6-6 整合應用:使用 MQTT 建立溫溼度監控儀表板

CH 07:TCP、UDP 與 Websocket 網路通訊
7-1 TCP 通訊協定
7-2 UDP 通訊協定
7-3 Websocket 通訊協定
7-4 整合應用:使用TCP 建立溫度監控儀表板

CH 08:HTML5 與template 節點
8-1 HTML5 基礎
8-2 HTML5 文字編排和圖片標籤
8-3 HTML5 清單、表格和結構標籤
8-4 網站巡覽的 HTML5 超連結標籤
8-5 template 節點的 Mustache 模版語言

CH 09:JavaScript 與 function 節點
9-1 JavaScript 變數與運算子
9-2 JavaScript 條件與迴圈
9-3 JavaScript 函式與物件
9-4 JavaScript 陣列
9-5 使用 Node-RED 的 function 節點

CH 10:初始 Node-RED 流程與資料分享
10-1 Node-RED 流程的資料分享
10-2 初始 Node-RED 流程
10-3 使用檔案初始 Node-RED 流程
10-4 整合應用:使用 JSON 檔案繪出統計圖

CH 11:使用 Node-RED 建立 MVC 網站
11-1 認識 Web 網站、Web 應用程式和 MVC
11-2 建立 MVC 的 Web 網站
11-3 HTML 表單處理
11-4 使用其他資料來源建立 Web 網站
11-5 整合應用:HTML 表單查詢 Google API 的圖書資料

CH 12:Node-RED 與 MySQL 資料庫
12-1 認識與使用 MySQL 資料庫
12-2 SQL 結構化查詢語言
12-3 Node-RED 的資料庫查詢
12-4 Node-RED 的資料庫操作
12-5 整合應用:將感測器資料存入 MySQL 資料庫

CH 13:建立 REST API 與更多 Node-RED 節點
13-1 使用Node-RED 建立 REST API
13-2 使用Node-RED 執行外部程式
13-3 更多Node-RED 節點的使用
13-4 更多Node-RED 儀表板節點的使用
13-5 整合應用:將 Webcam 擷取的圖片存成圖檔

CH 14:序列埠通訊與硬體控制節點 ─ Arduino
14-1 Node-RED 序列埠通訊
14-2 認識 Arduino 開發板
14-3 使用 Node-RED 的arduino 節點
14-4 整合應用:使用儀表板控制 Arduino 開發板
14-5 整合應用:序列埠通訊與 Arduino 開發板

CH 15:使用 Node-RED 建構物聯網平台 ─ ESP8266
15-1 安裝與使用 MQTT 代理人節點
15-2 Node-RED 網站設定和權限管理
15-3 使用 Ngrok 讓外網連線Node-RED
15-4 ESP8266 建立 IoT 裝置的 MQTT 客戶端
15-5 整合應用:實習工廠溫度監控的 Node-RED 物聯網平台

16 AIOT 智慧物聯網:Node-RED + TensorFlow.js
16-1 人工智慧的基礎
16-2 認識機器學習與深度學習
16-3 TensorFlow 與 TensorFlow.js
16-4 TensorFlow.js 預訓練模型:COCO-SSD
16-5 整合應用:Node-RED 與 Teachable Machine 機器學習

附錄A:本書各章電子零件的購買清單

附錄B:在 Windows 作業系統安裝 Node.js 和 Node-RED

(電子書,所有本書內文提到的附錄B,請上博碩官網下載)
B-1 下載與安裝 Node.js
B-2 安裝與啟動 Node-RED

 

图书序言

  • ISBN:9789864348787
  • EISBN:9789864349470
  • 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:310.2MB

图书试读

用户评价

评分

坦白說,市面上關於 IoT 的書很多,但很多都停留在理論階段,或者只教你用某個特定廠牌的封閉平台,等到你想換平台的時候又得重頭學起。這本強調「神器」和「必學」的書,我更看重它的通用性和未來擴展性。Node-RED 的強項就在於它擁有龐大的社群節點庫,可以對接幾乎所有的協定和服務。我非常期待這本書能深入介紹如何導入和使用那些進階的、客製化的節點,尤其是跟 AI 相關的串接。例如,能不能用一個簡單的視覺化流程,將鏡頭捕捉到的影像傳給一個簡單的識別模型(或許是利用現成的 API),然後將結果(例如「有人在門口」)發送到我的手機通知?如果這本書能揭示這種「AI + IoT + 網站」的三合一整合方案,那它的價值可就遠遠超過「簡單」兩個字所能形容的了,簡直是為未來的智慧家庭打下堅實的基礎。

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拿到這本書的電子版後,我立刻把它丟進平板裡,準備在通勤時間邊看邊吸收。我對網站架設的部分特別感興趣,因為光是架設一個簡單的儀表板來顯示感測器數據,對我來說都是個挑戰。我記得以前為了弄個簡單的網頁介面,得學一堆HTML、CSS,然後還得搞後端的資料庫連接,光是SSL憑證的設定就能讓我搞上一整天。如果這本書能透過 Node-RED 這種低程式碼(或無程式碼)的方式,讓我直接在視覺化介面上拉出一個漂亮的Dashboard,那就太神了!這樣我就可以專注在「數據」本身,而不是那些瑣碎的介面美化和環境配置上。對於想快速驗證專案概念(Proof of Concept, PoC)的人來說,這種效率工具簡直是無價之寶。希望書裡能多著墨在如何串接常見的雲端服務,例如把數據推送到Google Sheet或者簡單的圖表庫,這樣實用性才會大大提升,不然光會在本機跑,那跟自言自語沒什麼兩樣嘛。

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最近大家都在談數位轉型,很多中小企業主或部門主管其實很想導入一些自動化的監控系統,但又請不起昂貴的顧問公司。這本書的「網站架設」部分,讓我聯想到它或許能成為一個快速建構內部監控儀表板的利器。想想看,不用外包給網頁設計師,自己就能架設一個專屬的、符合內部需求的監控介面,所有資料即時更新,而且成本極低。這對於資源有限的團隊來說,簡直是及時雨。我希望書中的網站架設章節,不僅僅是教你拉出一個顯示溫度的數字,而是能展示如何設計使用者權限、如何處理不同頁面之間的資料導航,甚至是如何讓這個儀表板能夠在手機上良好顯示(響應式設計)。如果能提供幾套不同產業的範例模板,例如工廠製程監控、溫室環境控制,那這本書的實戰價值就會飆升到最高點,成為辦公室裡人手一本的寶典!

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這本電子書光是書名就讓人眼睛一亮,感覺上就是針對我們這些想玩物聯網,但又怕被一堆程式碼嚇跑的工程師或學生設計的。「超簡單」這三個字,簡直就是我的救星!我之前試過想學MQTT,結果光是環境設定就搞得我暈頭轉向,更別提後面的資料流處理了。看到書名裡提到 Node-RED 這個「視覺化開發工具」,心裡就覺得踏實多了。我對那種像積木一樣拖拉組合就能把硬體跟軟體串起來的開發方式一直很有興趣,畢竟工程師的時間都很寶貴,誰想花大把時間在除錯那些語法錯誤?希望這本書能真正做到「神器」的等級,讓我能快速上手,把家裡那些閒置的感測器、樹莓派統統拉起來,建個屬於自己的小系統,展示給朋友看的時候也能很有面子。畢竟在這個AIoT當紅的時代,如果還只會用Excel整理資料,那真的就太遜了。我期待它能提供非常實用的範例,最好是能直接複製貼上就能跑起來的那種,讓我不用再為那些基礎設定燒腦筋。

评分

這本書的定位看起來非常精準,是介於硬體玩家和專業軟體開發者之間的一個甜蜜點。許多技術文件都是寫給純程式設計師看的,充滿了抽象的概念和繁瑣的設定步驟,讓人望之卻步。但如果能用 Node-RED 這種視覺化流程的方式來解釋整個 IoT 的資料傳輸路徑,從感測器端觸發、經過訊息代理(Broker)、再到最後的應用層顯示,整個脈絡就會清晰無比。這對於初學者來說,建立起完整的系統觀念至關重要。我希望它能用非常生活化的例子來解釋那些技術術語,例如把資料流比喻成水管系統,讓大家一看就懂「訊息是如何從A點流到B點的」。如果能搭配實際的硬體操作,像是如何用 ESP32 或 Arduino 輩的微控制器發送數據到 Node-RED,那就更完美了,這樣才能真正做到「物聯網」的實戰演練,而不只是紙上談兵的軟體教學。

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