Ameba程式教學(MQ氣體模組篇) (電子書)

Ameba程式教學(MQ氣體模組篇) (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

曹永忠
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具体描述

  本書主要是給讀者熟悉使用Ameba RTL8195AM偵測各類有害氣體之氣體模組的介紹、使用方式、電路連接範例等等。
 
  Ameba RTL8195AM開發板最強大的不只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,只要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Ameba RTL8195AM開發板市售價格比原廠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,就可以輕易駕御這些模組。
好的,这是一份关于一本名为《Ameba程式教學(MQ氣體模組篇) (電子書)》的图书的详细简介,内容侧重于该书可能涵盖的主题、技术背景以及目标读者,而不涉及该书的具体内容本身。 --- 图书简介:探索嵌入式系统与传感器技术的前沿应用 一、 背景与定位:嵌入式开发浪潮中的关键技术 当前,物联网(IoT)、智能家居以及工业自动化领域的蓬勃发展,对嵌入式系统工程师和电子爱好者提出了更高的要求。核心挑战之一在于如何有效地将物理世界的信号,特别是环境监测数据,准确、稳定地转化为数字信息并进行处理。这要求开发者不仅要掌握微控制器编程,更要精通各类传感器接口与数据采集技术。 本书聚焦于这一关键环节,旨在为读者提供一个全面、深入的实践平台,通过特定微控制器架构的编程应用,构建可靠的环境监测系统。它不仅仅是一本简单的硬件操作手册,更是一份系统性的软件设计与硬件集成指南,为读者从零开始构建复杂监测应用奠定了坚实的基础。 二、 核心技术领域聚焦:微控制器平台与环境感知 本书的理论框架建立在对主流嵌入式平台架构的深刻理解之上。它假定读者对微控制器(MCU)的基本原理,如I/O端口操作、中断服务程序(ISR)以及定时器/计数器使用有基本的认识。在此基础上,本书将重点剖析如何利用该平台强大的计算和通信能力,去驱动和解析外部环境传感器的输出信号。 系统集成与接口设计: 一个成功的嵌入式项目,其核心在于软硬件之间的无缝对接。本书将详细阐述不同类型传感器输出信号的特性——无论是模拟电压信号还是数字通信协议(如I2C、SPI)。对于模拟信号的处理,重点将放在模数转换器(ADC)的精度配置、采样率的优化,以及如何通过软件滤波算法(如滑动平均、卡尔曼滤波的简化版本)来抑制噪声,获取稳定读数。对于数字接口,则会涉及精确的时序控制和数据包解析。 实时数据处理与状态机设计: 在实际应用中,传感器数据并非孤立存在,而是构成了一个动态变化的环境状态。因此,本书将深入探讨如何构建高效的软件状态机。系统需要根据传感器读数的变化,实时判断当前的环境状态(例如,从“正常”过渡到“警报”)。这要求对任务调度、优先级管理有清晰的认识,确保关键的数据采集和警报响应不会被低优先级的后台任务延迟。 三、 实践驱动的学习路径:从理论到部署 本书的设计理念是实践驱动。理论讲解服务于实际操作,每一个关键概念的引入都伴随着明确的硬件连接图和详尽的代码示例。 代码结构与模块化: 为了培养良好的工程实践习惯,书中强调代码的模块化设计。读者将学习如何将传感器驱动代码(底层寄存器操作或库函数调用)、数据处理逻辑(单位转换、标定)以及系统主循环(Main Loop)清晰地分离。这种结构不仅有利于代码的调试和维护,也为未来扩展系统功能(如增加网络通信模块)提供了良好的起点。 系统校准与误差分析: 任何传感器都有其局限性和环境依赖性。本书不会回避传感器数据的非理想性。一个重要的组成部分将涉及系统校准的必要性。读者将学习如何进行零点漂移补偿、线性化处理,以及如何根据制造商提供的规格书,估算系统的测量不确定度和误差范围。这对于构建需要高可靠性的监测系统至关重要。 能效与低功耗设计初步(若适用): 对于许多部署在偏远或电池供电环境的应用,功耗管理是核心考量。本书可能会触及如何利用微控制器的低功耗模式(如睡眠模式、深度睡眠),仅在需要进行数据采集或通信时唤醒系统,从而延长设备的续航时间。 四、 目标读者画像 本书的受众群体覆盖广泛,主要面向以下几类学习者和专业人士: 1. 电子工程与计算机科学专业学生: 渴望将课堂理论知识应用于真实世界的传感器应用,特别是涉及实时数据采集和嵌入式编程的课程作业或毕业设计。 2. DIY 爱好者与创客(Makers): 希望搭建具备环境感知能力的智能设备,如智能温室、空气质量监测站或定制化的安全报警系统。他们需要一个清晰的路径,将零散的传感器元件整合为一个功能完善的系统。 3. 初级嵌入式软件工程师: 需要快速熟悉特定微控制器平台上的传感器驱动开发流程,希望通过实践项目巩固对硬件抽象层(HAL)和底层驱动编程的理解。 4. 自动化与工业控制领域的技术人员: 关注如何利用低成本、高灵活性的嵌入式方案,实现特定过程参数的实时监控与反馈。 五、 总结展望 本书提供了一个坚实的学习框架,引导读者掌握现代嵌入式系统中至关重要的传感器数据处理技术。通过本书的学习,读者将不再局限于简单的“点亮LED”或“读取按键状态”,而是能够自信地构建出能够与真实物理世界进行有效“对话”的智能设备。掌握这些技能,意味着打开了通往更复杂、更具实用价值的物联网及自动化项目的大门。它强调的不仅是“如何实现功能”,更是“如何实现健壮、可靠的功能”。 ---

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系博士,目前在國立暨南國際大學電機工程學系與國立高雄科技大學商務資訊應用系兼任助理教授與自由作家,專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、物聯網系統開發、Arduino開發、嵌入式系統開發。長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、物聯網系統開發、軟硬體技術整合等領域,並持續發表作品及相關專業著作。
 
  Email:prgbruce@gmail.com
  Line ID:dr.brucetsao WeChat:dr_brucetsao
  作者網站:www.cs.pu.edu.tw/~yctsao/myprofile.php
  臉書社群(Arduino.Taiwan)www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/
  Github網站:github.com/brucetsao/
  原始碼網址:github.com/brucetsao/ESP_Bulb 
 
許智誠(Chih-Cheng Hsu)
 
  美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)資訊工程系博士,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系專任副教授,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、多層式網頁系統、系統整合、金融資料探勘、Python建置(金融)資料探勘系統。
 
  Email: khsu@mgt.ncu.edu.tw
  作者網頁:www.mgt.ncu.edu.tw/~khsu/
 
蔡英德 (Yin-Te Tsai)
 
  國立清華大學資訊科學博士,目前是靜宜大學資訊傳播工程學系教授,靜宜大學資訊學院院長及靜宜大學人工智慧創新應用研發中心主任。曾擔任台灣資訊傳播學會理事長,台灣國際計算器程式競賽暨檢定學會理事,台灣演算法與計算理論學會理事、監事。主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發、智慧計算與應用。
 
  Email:yttsai@pu.edu.tw
  作者網頁:www.csce.pu.edu.tw/people/bio.php?PID=6#personal_writing

图书目录

自序
 
Maker系列
氣體感測器介紹
常見氣體感測器
章節小結
MQ2氣體感測器
氣體感測模組(MQ2)
測試氣體感測模組(MQ2)
章節小結
MQ3氣體感測器
氣體感測模組(MQ3)
測試氣體感測模組(MQ3)
章節小結
MQ4氣體感測器
氣體感測模組(MQ4)
測試氣體感測模組(MQ4)
章節小結
MQ5氣體感測器
氣體感測模組(MQ5)
測試氣體感測模組(MQ5)
章節小結
MQ6氣體感測器
氣體感測模組(MQ6)
測試氣體感測模組(MQ6)
章節小結
MQ7氣體感測器
氣體感測模組(MQ7)
測試氣體感測模組(MQ7)
章節小結
MQ8氣體感測器
氣體感測模組(MQ8)
測試氣體感測模組(MQ8)
章節小結
MQ9氣體感測器
氣體感測模組(MQ9)
測試氣體感測模組(MQ9)
章節小結
MQ135氣體感測器
氣體感測模組(MQ135)
測試氣體感測模組(MQ135)
章節小結
本書總結

图书序言

  • ISBN:9786263320666
  • EISBN:9786263322738
  • 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:13.7MB

图书试读

 
  Ameba RTL8195AM系列的書是我出版至今四年多,出書量也破九十本大關,專為瑞昱科技的Ameba RTL8195AM開發板謝的第一本教學書籍,當初出版電子書是希望能夠在教育界開一門Maker自造者相關的課程,沒想到一寫就已過四年,繁簡體加起來的出版數也已也破九十本的量,這些書都是我學習當一個Maker累積下來的成果。
 
  這本書可以說是我的書另一個里程碑,之前都是以專案為主,以我設計的產品或逆向工程展開的產品重新實作,但是筆者發現,很多學子的程度對一個產品專案開發,仍是心有餘、力不足,所以筆者鑑於如此,回頭再寫基礎感測器系列與程式設計系列,希望透過這些基礎能力的書籍,來培養學子基礎程式開發的能力,等基礎扎穩之後,面對更難的產品開發或物聯網系統開發,有能游刃有餘。
 
  目前許多學子在學習程式設計之時,恐怕最不能了解的問題是,我為何要寫九九乘法表、為何要寫遞迴程式,為何要寫成函式型式…等等疑問,只因為在學校的學子,學習程式是為了可以了解『撰寫程式』的邏輯,並訓練且建立如何運用程式邏輯的能力,解譯現實中面對的問題。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困惑,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,反而自己造成了學習上的障礙。
 
  本系列的書籍,針對目前學習上的盲點,希望讀者從感測器元件認識、、使用、應用到產品開發,一步一步漸進學習,並透過程式技巧的模仿學習,來降低系統龐大產生大量程式與複雜程式所需要了解的時間與成本,透過固定需求對應的程式攥寫技巧模仿學習,可以更快學習單晶片開發與C語言程式設計,進而有能力開發出原有產品,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,可以很有把握的了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出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。
 
  這四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,請大家可以加入Maker的Open Knowledge的行列。
 
曹永忠 於貓咪樂園

用户评价

评分

市面上很多電子書寫得跟教科書一樣,冰冷又難讀,希望這本《Ameba程式教學(MQ氣體模組篇)》在敘事上能更有溫度一點。我個人比較偏好那種帶點「工程師的碎碎念」的風格,你知道嗎?就是會分享一些「我當初在這裡踩了什麼雷,所以你們要這樣做」的心得。光是光碟燒錄或韌體更新這種小事,在不同版本的主控晶片上都可能出現怪問題,如果作者能把這些邊緣案例都記錄下來,那這本書的價值就遠超乎它的售價了。而且,既然是電子書,我很期待它能有豐富的互動連結,像是點擊某個程式碼段落,就能直接跳轉到相關的API說明文件,或者內建一個小型的互動式模擬器,讓讀者在不接實體硬體的情況下,也能先預覽程式執行的流程。這種提升學習效率的設計,絕對是現代教學軟體的一大亮點。

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哇塞,這本書光看名字就覺得很硬核啊!「Ameba程式教學」聽起來像是專門給那些想要深入了解物聯網(IoT)或者嵌入式系統的工程師或玩家看的。我猜裡面應該會有很多關於Ameba開發板的基礎設定、環境配置,甚至可能還會手把手教你怎麼寫第一個「Hello World」等級的韌體。對於初學者來說,這種從零開始的教學書簡直是救星,畢竟市面上的資料有時候都很零散,要自己拼湊起來真的會頭痛欲裂。我特別期待它在硬體介面操作的部分能多著墨,像是GPIO的控制、ADC/DAC的使用,還有如何透過WiFi或藍牙來串接外部服務。如果內容能夠紮實地涵蓋到除錯(Debugging)的技巧,那就更完美了,畢竟寫程式寫到一半當機是常有的事,知道怎麼有效率地找出問題所在,才是王道啊!整體來說,這類型的書籍就是要那種圖文並茂,最好還附上GitHub專案連結,這樣讀者才能即時跟著操作,驗證自己的學習成果。

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欸,這本書的定位感覺很獨特耶,結合了Ameba這個特定平台跟MQ模組這個特定應用。這種主題的書籍,通常最怕的就是「寫得很學術」或者「寫得太淺」。如果內容太空泛,會讓真正想實作的人覺得學不到東西;如果太過於偏重理論推導,那又失去了「教學」的本質。我希望它在結構安排上能非常流暢,從最基本的ADC讀取開始,逐步帶到如何對抗雜訊干擾,進而設計出一個穩健的濃度判斷邏輯。特別想知道,在Ameba的即時作業系統(RTOS)環境下,如何妥善運用多執行緒來處理感測器的輪詢(Polling)和數據上傳,避免因為I/O阻塞而導致整個系統反應變慢。畢竟在安全相關的應用中,即時性就是生命線。如果能提供幾個從簡單到複雜的專案範例,例如:一個基於MQTT協定的即時火災預警系統,那就真的太佛心了,可以直接當作畢業專案來參考。

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說真的,現階段很多教學資源都是以Arduino或樹莓派為主流,Ameba在台灣的社群討論度或許稍微低一些,這也凸顯了這本專門教學的重要性。它填補了一個小眾但非常關鍵的技術空缺。我預期這本書在針對MQ模組的特性進行探討時,會特別強調Ameba平台在低功耗運作上的優勢,畢竟很多氣體監測設備都需要長時間、低頻率地運行,如何有效管理電源,讓電池壽命延長,是場域應用中繞不開的課題。如果作者能針對此點提供幾個優化方案,例如如何設定睡眠模式,以及如何判斷何時該喚醒MCU進行數據採集,那對於開發移動式監測裝置的開發者來說,簡直是無價之寶。總而言之,我希望能看到的不僅是程式碼,更是背後完整的系統設計思維。

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老實說,光是看到「MQ氣體模組篇」這幾個字,我就大概能猜到這本書的深度絕對不是表面功夫。MQ系列氣體感測器在應用上千變萬化,從單純的空氣品質監測,到更進階的火焰偵測,甚至結合邊緣運算來做異常警報,都是非常熱門的領域。我猜想,這本書的作者一定花了不少心思去講解這些感測器背後的電化學原理,畢竟知其然,更要知其所以然嘛!如果內容只停留在「接線照著圖做,然後讀取數值」這種層次,那跟上網找datasheet沒兩樣。我比較想看到的是,如何處理感測器讀數的漂移問題(這絕對是做氣體偵測會遇到的巨大痛點!),以及如何透過軟體演算法來校準和優化偵測的準確度。此外,如何將這些數據即時、穩定地傳輸到雲端平台,並且在異常發生時能觸發本地端的應急措施,這些實務上的考驗,想必是這本書的精華所在。這種專業度,感覺很適合已經有一定程式基礎,想要往工業監控或環境監測領域跨足的朋友們。

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