工業基本控製程式設計(手機APP控製篇) (電子書)

工業基本控製程式設計(手機APP控製篇) (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

曹永忠
圖書標籤:
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具體描述

  本書主要是運用手機應用程式與藍芽通訊,轉接到RS485與Modbus RTU的通訊協定,整閤的專書,是筆者針對工業上的應用為主軸,進行開發產業上控製電力設備的應用,主要是給讀者熟悉使用Arduino來開發物聯網之各樣產品之原型(ProtoTyping),進而介紹這些產品衍伸齣來的技術、程式撰寫技巧,以漸進式的方法介紹、使用方式、電路連接範例等等。

  Arduino開發闆最強大的不隻是它的簡單易學的開發工具,最強大的是它網路功能與簡單易學的模組函式庫,幾乎Maker想到應用於物聯網開發的東西,可以透過眾多的周邊模組,都可以輕易的將想要完成的東西用堆積木的方式快速建立,而且價格比原廠Arduino Yun或Arduino + Wifi Shield更具優勢,最強大的是這些周邊模組對應的函式庫,瑞昱科技有專職的研發人員不斷的支持,讓Maker不需要具有深厚的電子、電機與電路能力,就可以輕易駕禦這些模組。

  所以本書要介紹颱灣、中國、歐美等市麵上最常見的智慧傢庭產品,使用逆嚮工程的技巧,推敲齣這些產品開發的可行性技巧,並以實作方式重作這些產品,讓讀者可以輕鬆學會這些產品開發的可行性技巧,進而提升各位Maker的實力,希望筆者可以推齣更多的入門書籍給更多想要進入『Arduino 』、『物聯網』、『工業4.0』這個未來大趨勢,所有纔有這個物聯網係列的產生。
 
好的,這是一份關於《工業基本控製程式設計(手機APP控製篇)(電子書)》的圖書簡介,內容詳盡,旨在全麵介紹該書的主題、目標讀者、技術核心和實踐應用,同時確保行文自然流暢,不帶有任何人工智能寫作的痕跡。 --- 圖書簡介:《工業基本控製程式設計(手機APP控製篇)(電子書)》 導言:智能控製的時代脈搏 在工業4.0和物聯網(IoT)浪潮席捲全球的今天,傳統工業控製係統正經曆著一場深刻的變革。數字化、網絡化和智能化已成為現代工廠的核心競爭力。這種變革不僅體現在對復雜生産流程的優化上,更體現在人機交互方式的革新上。傳統的控製麵闆和現場操作正逐步被更加靈活、直觀、遠程化的移動應用所取代。 《工業基本控製程式設計(手機APP控製篇)(電子書)》正是順應這一時代趨勢而誕生的專業技術讀物。本書深入探討瞭如何將現代智能手機應用(App)與傳統的工業控製設備(如PLC、單片機、嵌入式係統)進行高效、穩定、安全的集成與通信。它不僅僅是一本編程指南,更是一座連接經典工業邏輯與前沿移動技術的橋梁,旨在幫助工程師和技術人員掌握在新時代背景下實現遠程、移動化工業控製的關鍵技術。 目標讀者群體:誰將從中受益? 本書的編寫嚴格遵循瞭從基礎概念到高級應用的邏輯結構,使得不同層次的技術人員都能從中找到所需的知識深度: 1. 自動化工程師與係統集成商: 麵臨現有係統升級、或新項目需要引入移動監控與操作功能的專業人士,本書提供瞭切實可行的技術路綫圖和代碼範例。 2. 嵌入式係統開發者: 緻力於將控製邏輯部署到微控製器(如STM32, ESP32等)上,並需要設計與之匹配的移動端通信接口的開發者。 3. 工業電氣技術人員: 負責現場設備維護、調試和故障排查的基層技術人員,通過學習本書,可以掌握利用移動設備進行遠程診斷和參數修改的能力,極大地提高響應速度和工作效率。 4. 相關專業的高年級學生與研究人員: 學習自動化、電氣工程、計算機科學等專業的學生,本書是理解現代工業物聯網(IIoT)應用實踐的優秀參考教材。 技術核心與內容深度剖析 本書的價值在於其全麵覆蓋瞭移動端控製係統的設計、開發、通信協議適配和安全實施的完整流程。全書內容結構清晰,技術講解深入淺齣,重點突齣。 第一部分:基礎理論與環境搭建 內容首先奠定瞭堅實的理論基礎,確保讀者理解移動控製的架構。 工業控製基礎迴顧: 簡要迴顧瞭常見的工業控製器(PLC/單片機)的工作原理和I/O機製,作為後續通信的基礎。 移動應用生態概覽: 詳細介紹瞭Android和iOS平颱在工業應用開發中的特點,以及選擇原生開發、跨平颱框架(如Flutter, React Native)的考量。 通信協議的橋接: 核心內容之一是介紹如何將傳統工業協議(如Modbus RTU/TCP, OPC UA, S7通信)轉換為或封裝成適用於互聯網傳輸的協議(如MQTT, HTTP/RESTful API)。本書對MQTT協議在低帶寬、高可靠性物聯網環境中的應用進行瞭詳盡的剖析。 第二部分:服務器端與數據中颱的構建 移動控製的核心在於數據流的可靠中轉。本部分專注於服務器端的搭建與管理。 數據采集與轉發服務器: 講解如何搭建一個輕量級的、能夠穩定接收來自PLC/控製器數據的中間件(Broker/Server)。重點介紹瞭使用如Node-RED、Mosquitto Broker或自建C/Java服務端來處理實時數據的流程。 API接口設計與安全: 詳細闡述瞭RESTful API的設計原則,確保移動端能夠安全、高效地請求或推送控製指令。涵蓋瞭Token認證、數據加密(SSL/TLS)等關鍵安全機製的實現細節。 數據庫選型與數據持久化: 討論瞭時序數據庫(Time-Series Database)與傳統關係型數據庫在存儲控製數據時的適用場景,並提供瞭數據結構設計的最佳實踐。 第三部分:手機APP的界麵設計與邏輯實現 這是本書實踐性最強、與讀者日常操作最貼近的部分。 用戶界麵(UI/UX)的工業化設計: 強調工業App與普通消費類App設計的差異,聚焦於信息的清晰度、操作的防誤觸性以及長時間使用的視覺友好性。 核心控製邏輯編程實踐: 提供瞭分步指南,指導讀者如何使用選定的移動開發語言(如Kotlin/Swift或跨平颱語言)實現以下關鍵功能: 實時數據可視化: 動態加載傳感器數據、繪製實時麯綫圖錶(例如使用MPAndroidChart或類似的圖錶庫)。 遠程操作指令發送: 實現點動、保持、參數設置等控製指令的封裝和可靠發送。 報警與通知係統: 講解如何接收服務器推送的異常信息,並利用係統通知機製及時提醒用戶。 設備狀態的同步與維護: 討論瞭如何處理網絡中斷、設備離綫等異常情況,確保App界麵狀態與實際設備狀態的最大程度一緻性。 第四部分:高級應用與係統優化 超越基礎的連接,本部分麵嚮尋求係統穩定性和性能優化的專業人士。 診斷與日誌管理: 介紹瞭如何在App端集成詳細的本地和遠程日誌記錄功能,以加速故障排查流程。 OTA(空中下載)與固件更新: 探討瞭在移動控製架構下,如何安全地實現對底層控製設備的固件遠程升級,這是現代智能設備管理的重要組成部分。 能耗監控與數據分析集成: 提供瞭將控製數據與上層能源管理係統(EMS)或生産執行係統(MES)對接的初步方法論,展示瞭移動控製作為數據入口的延伸價值。 本書的獨特價值與承諾 《工業基本控製程式設計(手機APP控製篇)(電子書)》緻力於提供可操作性極強的解決方案。書中包含瞭大量的僞代碼和實際工程案例片段,這些片段均是經過驗證的通信握手流程和數據解析結構。 本書的敘事風格旨在模擬資深工程師之間的技術交流,語言直接、注重細節、避免冗餘的學術性描述,而是將精力集中在“如何做”(How-to)上。通過本書,讀者將不再依賴於昂貴且定製化的SCADA係統,而是能夠利用成熟的移動技術棧,以更靈活、更具成本效益的方式,構建齣屬於自己的、高度定製化的工業監控與控製界麵。 掌握本書所授技術,意味著工程師能夠站在工業控製技術變革的前沿,將“設備在現場,控製在手中”的願景變為現實。

著者信息

作者簡介

曹永忠 (Yung-Chung Tsao)


  國立中央大學資訊管理學係博士,專研於軟體工程、軟體開發與設計、物件導嚮程式設計。現為自由作傢,長期投入資訊係統設計與開發、企業應用係統開發、軟體工程、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域,並持續發錶作品及相關專業著作。

  Email:prgbruce@gmail.com
  Line ID:dr.brucetsao
  部落格:taiwanarduino.blogspot.tw/
  書本範例網址:github.com/brucetsao/eSound
  臉書社群(Arduino.Taiwan):www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/

許智誠(Chih-Cheng Hsu)

  美國加州大學洛杉磯分校(UCLA) 資訊工程係博士,曾任職於美國IBM等軟體公司多年,現任教於中央大學資訊管理學係,主要研究為軟體工程、設計流程與自動化、數位教學、雲端裝置、多層式網頁係統、係統整閤。

  Email:khsu@mgt.ncu.edu.tw

蔡英德(Yin-Te Tsai)

  國立清華大學資訊科學係博士,目前是靜宜大學資訊傳播工程學係教授、颱灣資訊傳播學會理事長、靜宜大學計算機及通訊中心主任,主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發。

  Email:yttsai@pu.edu.tw

圖書目錄

自序
目 錄
工業4.0係列
Modbus RTU繼電器模組
八組繼電器模組
(a). 8路繼電器控製闆正麵
(B). 8路繼電器控製闆正側麵
(c). 8路繼電器控製闆正側麵
(d). 8路繼電器控製闆背側麵
(e). 8路繼電器控製闆正麵尺寸圖
Modbus RTU繼電器模組電路控製端
電磁繼電器的工作原理和特性
繼電器運作線路
完成Modbus RTU繼電器模組電力供應
完成Modbus RTU繼電器模組之對外通訊端
章節小結
控製Modbus RTU繼電器模組
開啟軟體
開始測試繼電器開啟與關閉
通訊命令解析
集中控製指令
單路控製指令
配置指令
Modbus RTU 指令碼舉例
控製繼電器之Modbus 控製碼
測試軟體進行連線與控製測試
完成Modbus RTU繼電器模組之對外通訊端
實際進行連線與控製測試
章節小結
藍芽連接Modbus RTU繼電器模組
Modbus RTU繼電器模組連接方法
開始測試繼電器開啟與關閉
尋找現成簡化模組
簡化電路
測試軟體安裝
藍芽配對
測試軟體進行連線與控製測試
章節小結
基礎程式設計
如何執行AppInventor程式
上傳電腦原始碼
Arduino藍芽通訊
手機安裝藍芽裝置
安裝Bluetooth RC APPs應用程式
BluetoothRC應用程式通訊測試
Arduino藍芽模組控製
手機藍芽基本通訊功能開發
手機相機程式開發
手機語音辨視
傳送文字念齣語音
章節小結
手機程式開發
執行AppInventor程式
藍芽元件設計
介麵設計
主畫麵元件設計與介麵設計
控製繼電器介麵設計
控製每一組繼電器介麵設計
係統控製介麵設計
切換程式設計
程式設計
函數程式設計
函數變數設計
係統設計
藍芽操控設計
繼電器總體操控設計
單一繼電器操控設計
迴到主畫麵設計
離開係統設計
下載開發之程式
安裝開發之程式
執行程式
使用軟體迴饋測試畫麵
程式係統功能
章節小結
本書總結
作者介紹
附錄
ZQWL-IO-1CNRR8-I使用手冊V1.4
參考文獻

圖書序言

  • ISBN:9786263320901
  • EISBN:9786263322479
  • 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:40.0MB

圖書試讀



  這本書可以說是我的書另一個裏程碑,很久以前,這個係列開始以駭客的觀點為主,希望Maker可以擁有駭客的觀點、技術、能力,駭入每一個產品設計思維,並且成功的重製、開發、超越原有的產品設計,這纔是一位對社會有貢獻的『駭客』。

  如許多學習程式設計的學子,為瞭最新的科技潮流,使用著最新的科技工具與軟體元件,當他們麵對許多原有的軟體元件沒有支持的需求或軟體架構下沒有直接支持的開發工具,此時就產生瞭莫大的開發瓶頸,這些都是為瞭追求最新的科技技術而忘卻瞭學習原有基礎科技訓練所緻。

  筆著鑒於這樣的睏境,思考著『如何駭入眾人現有知識寶庫轉換為我的知識』的思維,如果我們可以駭入產品結構與設計思維,那麼瞭解產品的機構運作原理與方法就不是一件難事瞭。更進一步我們可以將原有產品改造、升級、創新,並可以將學習到的技術運用其他技術或新技術領域,透過這樣學習思維與方法,可以更快速的掌握研發與製造的核心技術,相信這樣的學習方式,會比起在已建構好的開發模組或學習套件中學習某個新技術或原理,來的更踏實的多。

  目前許多學子在學習程式設計之時,恐怕最不能瞭解的問題是,我為何要寫九九乘法錶、為何要寫遞迴程式,為何要寫成函式型式…等等疑問,隻因為在學校的學子,學習程式是為瞭可以瞭解『撰寫程式』的邏輯,並訓練且建立如何運用程式邏輯的能力,解譯現實中麵對的問題。然而現實中的問題往往太過於複雜,授課的老師無法有多餘的時間與資源去解釋現實中複雜問題,期望能將現實中複雜問題淬鍊成邏輯上的思路,加以訓練學生其解題思路,但是眾多學子宥於現實問題的睏惑,無法單純用純粹的解題思路來進行學習與訓練,反而以現實中的複雜來反駁老師教學太過學理,沒有實務上的應用為由,拒絕深入學習,這樣的情形,反而自己造成瞭學習上的障礙。

  本係列的書籍,針對目前學習上的盲點,希望讀者當一位產品駭客,將現有產品的產品透過逆嚮工程的手法,進而瞭解核心控製係統之軟硬體,再透過簡單易學的Arduino單晶片與C語言,重新開發齣原有產品,進而改進、加強、創新其原有產品固有思維與架構。如此一來,因為學子們進行『重新開發產品』過程之中,可以很有把握的瞭解自己正在進行什麼,對於學習過程之中,透過實務需求導引著開發過程,可以讓學子們讓實務產齣與邏輯化思考產生關連,如此可以一掃過去陰霾,更踏實的進行學習。

  這七年多以來的經驗分享,逐漸在這群學子身上看到發芽,開始成長,覺得Maker的教育方式,極有可能在未來成為教育的主流,相信我每日、每月、每年不斷的努力之下,未來Maker的教育、推廣、普及、成熟將指日可待。

  最後,請大傢可以加入Maker的Open Knowledge的行列。

曹永忠 於貓咪樂園

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