Ameba程式設計(物聯網基礎篇) (電子書)

Ameba程式設計(物聯網基礎篇) (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

曹永忠
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具体描述

  本書第一部分主要教導讀者如何使用Ameba RTL8195AM開發板連上物聯網平台ThingSpeak網站,並實作一個簡單的溫溼度感測裝置,將資料即時傳送到物聯網平台。
 
  第二部分是教導讀者使用Apache,自行建立網頁伺服器,並透過php程式開發,將該網站轉成一個自製的物聯網平台,研習上部分,將溫溼度感測裝置傳送到自行開發的物聯網網站。
 
  第三部分則更進階,直接使用Ameba RTL8195AM開發板強大無線網路功能,自行建立網頁伺服器,並整合聲音偵測感測模組,開發一個視覺化顯示功能的物聯網之智慧裝置。
好的,这是一本关于物联网(IoT)基础编程的图书简介,内容专注于该领域的核心概念和实践应用,但不包含特定书名《Ameba程式設計(物聯網基礎篇) (電子書)》的内容。 --- 图书简介: 深入浅出,构建物联网世界的基石:面向实践的嵌入式系统与传感器应用开发 在当今数字化浪潮中,物联网(IoT)已成为连接物理世界与信息世界的关键桥梁。从智能家居到工业自动化,再到智慧城市,理解如何设计、编程和部署低功耗、高效率的嵌入式设备是进入这一前沿领域的必修课。本书旨在为初学者和希望系统化知识的开发者提供一个坚实的基础,侧重于如何使用现有的成熟开发平台和工具链,快速实现从概念到原型验证的全过程。 本书聚焦的核心领域: 本书严格围绕物联网系统的基础架构、核心组件的编程实现以及数据通信的初步实践展开,完全避开任何特定厂商的专有命名或已有的产品系列介绍。我们将致力于传授跨平台通用的编程思维和硬件交互原理。 第一部分:嵌入式系统的硬件基础与编程环境搭建 本部分将打下坚实的理论和实践基础,帮助读者理解物联网节点的“心脏”——微控制器(MCU)的工作原理。 1. 微控制器架构概览: 我们将详细解析主流嵌入式处理器的基本结构,包括CPU核心、存储器(RAM/ROM/Flash)的工作机制,以及它们如何协同工作以执行程序。重点讨论寄存器、中断服务程序(ISR)以及基本时钟系统的配置。 2. 开发工具链的搭建与初步编程: 介绍开源和行业标准的集成开发环境(IDE)的配置流程,包括交叉编译器的使用。读者将学习如何编写第一个“点亮LED”程序,理解编译、链接和烧录(Flashing)的完整流程。这一环节强调硬件抽象层(HAL)的概念,理解软件如何与特定硬件接口进行解耦。 3. 输入/输出(I/O)端口操作详解: 深入探讨数字输入输出(Digital I/O)的配置,包括推挽(Push-Pull)、开漏(Open-Drain)的电气特性及其在实际电路中的应用。我们将通过实例展示如何配置GPIO用于控制继电器和读取按键状态,并处理输入信号的去抖动(Debouncing)问题。 第二部分:传感器与执行器的接口技术 物联网的核心价值在于感知环境和执行操作。本部分专注于如何将模拟和数字世界的数据转化为可处理的信息。 1. 模拟信号处理:模数转换(ADC)的原理与实践: 详尽解析ADC的工作原理,包括采样率、分辨率和量化误差。读者将学会如何配置和读取常见的模拟传感器(如光敏电阻、温度传感器)的输出,并编写程序将原始数字值转换为物理单位(如摄氏度、勒克斯)。 2. 串行通信协议的基石:UART与中断驱动的数据收发: 串行异步通信(UART)是设备间通信的基础。本书将详细讲解波特率的计算、数据帧的结构以及中断驱动的接收机制,确保即使在主程序忙碌时也能可靠地捕获传入数据。 3. 局部总线通信:I²C与SPI的深入应用: 讲解两种最常用的片上(On-chip)或片间(On-chip to On-chip)通信协议。 I²C(两线制): 重点分析主/从架构、地址寻址、时序图,并演示如何通过I²C接口驱动如EEPROM或实时时钟(RTC)模块。 SPI(同步串行): 讨论其高速传输的优势,理解时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)的组合对数据正确性的影响,并应用于驱动存储卡或简单显示屏。 4. 执行器控制:脉冲宽度调制(PWM)的应用: 学习如何利用PWM技术实现对直流电机速度的平滑控制,以及对LED亮度的渐变控制。我们将探讨不同PWM频率对执行器性能的影响。 第三部分:初步的网络连接与数据传输 物联网的“网”是其功能得以实现的关键。本部分将过渡到低功耗无线通信的初步概念,侧重于网络栈的基础概念而非特定复杂的协议栈。 1. 无线通信模块基础认知: 介绍不同频段(如2.4GHz)的无线模块的基本工作模式,包括广播、点对点通信的原理。 2. 嵌入式系统的网络层抽象: 讨论在资源受限的设备上如何构建一个轻量级的通信抽象层。我们将以一个简单的“数据包”结构为例,定义数据的头部、载荷和校验和,实现设备间的可靠、但非标准化的信息传递。 3. 简单的事件驱动模型: 学习如何设计一个程序结构,使其能够响应来自传感器或网络事件的触发,而不是采用轮询(Polling)模式。这对于提高电池寿命和系统响应速度至关重要。 目标读者与学习成果 本书面向电子工程、计算机科学专业的学生,以及希望从传统单片机开发转向物联网领域的硬件工程师和软件开发者。 完成本书的学习后,读者将能够: 熟练配置和使用微控制器的基本I/O、中断和定时器资源。 掌握至少两种串行通信协议(如UART/I²C/SPI)的编程实现。 理解传感器数据采集、ADC转换和PWM输出的基本流程。 具备独立搭建小型物联网原型系统的能力,并理解其软硬件交互的关键点。 本书不依赖于特定的云服务平台或复杂的TCP/IP协议栈,而是专注于嵌入式设备侧的硬核编程能力,这是所有高级物联网应用得以实现的最根本保证。

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
 
吳佳駿 (Chia-Chun Wu)
  
  國立中興大學資訊科學與工程學系博士,現任教於國立金門大學工業工程與管理學系專任助理教授,目前兼任國立金門大學計算機與網路中心資訊網路組組長,主要研究為軟體工程與應用、行動裝置程式設計、物件導向程式設計、網路程式設計、動態網頁資料庫、資訊安全與管理。
 
  Email: ccwu0918@nqu.edu.tw

图书目录

自序
 
物聯網系列
ThingSpeak物聯網介紹
ThingSpeak網站
建立帳號
帳號登入
查看Channel資料
創建新Channel
溫溼度模組電路組立
取得Channel寫入金鑰
顯示溫溼度
上傳溫溼度到ThingSpeak
查看Channel資料
Import/Export Channel資料
章節小結
運用Php MYSQL網站實作物聯網
網頁伺服器安裝與使用
建立資料庫
網站php程式設計(瀏覽資料篇)
進入Dream Weaver CS6主畫面
開啟新檔案
新增PHP網頁檔
編輯新檔案
插入表單
開始設計表單
插入表格
插入2X6表格
產生2X6表格
輸入表格標題
調整表格欄位大小
設定表格標題居中對齊
瀏覽資料程式檔先行存檔
建立網頁系統子目錄
瀏覽資料程式檔存檔
建立mysql連線
mysql連線設定畫面
設定mysql連線
mysql連線設定完成畫面
打開連線資料表資料區
建立資料查詢
連線資料集建立畫面
設定連線資料集內容
展開連線資料集欄位
將擷取資料欄位填入對應表格欄位
將單筆處理功能填入表格
選取重複顯示資料區
建立重複顯示資料功能
設定重複顯示資料之每頁筆數
處理上下頁與筆功能區域開啟新檔案
建立移動到首頁功能(畫面)
已建立移動到首頁功能
建立移動到上一頁功能
建立移動到上一頁功能(畫面)
已建立移動到上一頁功能
建立移動到下一頁功能
建立移動到下一頁功能(畫面)
已建立移動到下一頁功能
建立移動到末頁功能
建立移動到末頁功能(畫面)
已建立移動到末頁功能
網站php程式設計(插入資料篇)
進入Dream Weaver CS6主畫面
開啟新檔案
新增PHP網頁檔
編輯新檔案
切換到程式設計畫面
將connect程式填入
將connect連線程式存檔
修正connect連線程式
開啟新檔案
新增PHP網頁檔
編輯新檔案
插入表單
開始設計表單
瀏覽資料程式檔先行存檔
建立mysql連線
mysql連線設定畫面
設定mysql連線
mysql連線設定完成畫面
使用建立URL變數功能
建立第一欄位之URL變數
建立第二欄位之URL變數
建立第三欄位之URL變數
完成建立三欄位之URL變數
切換dataadd到程式設計畫面
使用瀏覽器進行dataadd程式測試
使用瀏覽器進行資料瀏覽
完成伺服器程式設計
設計讀取溫溼度裝置
電路組立
顯示溫溼度
網頁測試
上傳溫溼度資料到網頁資料庫
章節小結
網路視覺化儀表篇
建立簡單的網頁伺服器
麥克風模組電路組立
修改Google 網路資源
視覺化聲音
章節小結
本書總結
作者介紹
附錄
Ameba RTL8195AM腳位圖
Ameba RTL8195AM更新韌體按鈕圖
Ameba RTL8195AM 更換DAP Firmware
Ameba RTL8195AM 安裝驅動程式
Ameba RTL8195AM使用多組UART
Ameba RTL8195AM使用多組I2C
參考文獻

图书序言

  • ISBN:9786263320673
  • EISBN:9786263322592
  • 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:19.8MB

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

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