藍芽氣氛燈程式開發(智慧家庭篇) (電子書)

藍芽氣氛燈程式開發(智慧家庭篇) (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

曹永忠
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具体描述

  本書針對智慧家庭為主軸,進行開發各種智慧家庭產品之小小書系列,主要是給讀者熟悉使用Arduino Nano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出來的技術、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。
 
  Ameba RTL8195AM開發板最強大的不只是它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,以下是一本与您提到的图书主题不相关的、详细的图书简介: 《量子计算与未来科技:超越经典边界的计算范式》 作者: 张伟 博士 出版社: 蓝鲸科技出版集团 出版日期: 2024年5月 页数: 680页(精装) ISBN: 978-7-5180-XXXX-X 内容简介: 本书深入探讨了量子计算这一颠覆性前沿技术的基础理论、关键算法及其在多个科学与工程领域的革命性潜力。我们正处在一个计算能力即将迎来质变的关键节点,经典计算机的摩尔定律正在逼近物理极限,而量子力学的奇特属性,特别是叠加态与量子纠缠,为我们开辟了一条通往指数级计算能力提升的新路径。本书旨在为对量子信息科学感兴趣的工程师、研究人员、高年级本科生及研究生提供一套全面、深入且实践性强的知识体系。 全书结构严谨,内容涵盖从基本原理到前沿应用的完整脉络,共分为六大部分,共二十二章。 --- 第一部分:量子力学基础回顾与信息编码(第1章至第4章) 本部分作为全书的理论基石,首先回顾了理解量子计算所必需的线性代数知识,特别是希尔伯特空间、算符、本征值等概念。随后,引入了量子力学对经典物理学的根本性突破。 重点章节: 第2章:量子比特(Qubit)的数学描述: 详细阐述了量子比特如何超越经典比特的0/1限制,引入布洛赫球模型,并解释了叠加态的物理意义及其在信息存储中的优势。 第3章:量子测量与概率解释: 深入分析了波函数坍缩的机制,以及如何从量子态的概率幅中提取经典信息,这是量子计算与经典控制的交界点。 --- 第二部分:量子门与量子线路设计(第5章至第8章) 本部分聚焦于构建量子算法的“逻辑门”,即量子门。量子门是酉矩阵变换,它们是实现量子计算操作的基本单元。 重点章节: 第5章:单量子比特门集: 详述了泡利门(X, Y, Z)、哈达玛门(H)等对单个量子比特的操作,并通过对这些门组合的分析,展示如何生成任意单量子比特旋转。 第6章:多量子比特纠缠操作: 重点讲解了受控非门(CNOT)、受控Z门(CZ)等如何实现量子比特之间的相互依赖性,这是量子并行性的核心机制。 第7章:通用量子门集与量子线路: 论证了“通用性”的概念,即仅用有限的一组门(如H, T, CNOT)即可模拟任何酉变换。本书提供了设计复杂量子线路的系统化步骤。 --- 第三部分:核心量子算法解析(第9章至第13章) 这是本书的实践核心,详细剖析了那些展示出量子优越性的标志性算法。 重点章节: 第9章:Deutsch-Jozsa 算法与函数预言机: 作为第一个展示量子加速的算法,本书不仅解释了其原理,还提供了在模拟器上运行的实例代码。 第10章:Grover 搜索算法: 深入解析了振幅放大技术,展示了其在无结构数据库搜索中相较于经典算法 $sqrt{N}$ 的二次加速。 第11章:Shor 因子分解算法: 这是量子计算最著名的应用。本章拆解了Shor算法的两个关键步骤——周期查找和模幂运算,并详细解释了量子傅里叶变换(QFT)在周期查找中的核心作用。 第12章:量子相估计(QPE): QPE是许多高级算法(如Shor算法、量子化学模拟)的基石,本章对其迭代过程和精度控制进行了详尽的数学推导。 --- 第四部分:容错量子计算与硬件挑战(第14章至第17章) 量子态的脆弱性是实现大规模量子计算的最大障碍。本部分探讨了如何对抗环境噪声和退相干效应。 重点章节: 第14章:噪声模型与退相干: 分析了常见的量子噪声源(如弛豫、去相位),并用数学模型描述了其对量子态的影响。 第15章:量子纠错码: 详细介绍了Shor码、表面码(Surface Code)等主要的容错策略,解释了如何利用编码将逻辑量子比特嵌入到多个物理量子比特中。 第16章:硬件平台比较: 对超导电路、离子阱、拓扑量子计算、光量子计算等主流硬件实现路径进行了深入的技术和工程评估,探讨了各自的优势与瓶颈。 --- 第五部分:量子模拟与应用前沿(第18章至第20章) 本部分将理论应用于实际的科学问题,展示了量子计算在解决“经典难题”方面的潜力。 重点章节: 第18章:变分量子本征求解器(VQE): 重点介绍这一混合量子-经典算法,并将其应用于小分子(如$ ext{H}_2$, $ ext{LiH}$)的基态能量计算,这是量子化学模拟的入门级实践。 第19章:量子近似优化算法(QAOA): 讨论QAOA如何用于解决组合优化问题,如最大割问题(Max-Cut),并探讨其在当前NISQ(有噪声的中等规模量子)设备上的局限性。 --- 第六部分:面向实践:量子编程生态(第21章至第22章) 为了弥合理论与实践的差距,本书最后提供了现代量子计算编程工具链的实战指南。 重点章节: 第21章:主流量子软件开发框架: 详细介绍了Qiskit(IBM)、Cirq(Google)等主流开源框架的API结构、电路构建流程以及如何在本地模拟器和远程真机上部署任务。 第22章:案例研究与未来展望: 通过一个完整的量子金融模型(如期权定价)的模拟案例,展示端到端的开发流程。最后对量子霸权、后量子密码学等热点话题进行了批判性展望。 本书特色: 1. 数学严谨性与工程实用性的完美结合: 理论推导清晰,同时配有大量Python/Qiskit代码示例,读者可直接在配套的在线资源中运行和修改。 2. 全面覆盖NISQ与容错计算: 兼顾当前可用设备(NISQ)的算法实践与未来容错计算的理论框架。 3. 专家级洞察: 作者结合其在量子物理和高性能计算领域的多年研究经验,对技术瓶颈和发展趋势进行了深刻剖析。 本书是所有希望在未来十年内参与到量子计算浪潮中的专业人士不可或缺的参考指南。

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 
  Youtube:Tsao Bruce
 
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
目 錄
物聯網系列
控制LED燈泡
發光二極體
控制發光二極體發光
章節小結
控制雙色LED燈泡
雙色發光二極體
控制雙色發光二極體發光
章節小結
控制全彩LED燈泡
全彩二極體
控制全彩發光二極體發光
章節小結
全彩LED燈泡混色原理
全彩二極體
混色控制全彩發光二極體發光
章節小結
控制WS2812燈泡模組
WS2812B全彩燈泡模組特點
主要應用領域
串列傳輸
WS2812B全彩燈泡模組
控制WS2812B全彩燈泡模組
混色控制WS2812B全彩燈泡模組
章節小結
透過藍芽控制WS2812燈泡模組
透過藍芽控制WS2812B全彩燈泡模組發光
章節小結
基礎程式設計
上傳電腦原始碼
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 Nano藍芽模組控制
手機藍芽基本通訊功能開發
如何執行AppInventor程式
章節小結
氣氛燈泡外殼組裝
LED燈泡外殼
E27 金屬燈座殼
接出E27 金屬燈座殼電力線
準備AC交流轉DC直流變壓器
連接AC交流轉DC直流變壓器
連接DC輸出
放入AC交流轉DC直流變壓器於燈泡內
準備WS2812B 彩色燈泡模組
WS2812B 彩色燈泡模組電路連接
藍芽模組電路連接
藍芽模組置入燈泡
Nano開發板置入燈泡
準備燈泡隔板
裁減燈泡隔板
WS2812B 彩色燈泡模組黏上隔板
WS2812B 彩色燈泡隔板放置燈泡上
蓋上燈泡上蓋
完成組立
燈泡放置燈座與插上電源
軟體下載
軟體安裝
手機安裝藍芽裝置
桌面執行軟體
執行藍芽控制氣氛燈之應用程式
燈泡展示畫面
章節小結
手機應用程式開發
開啟新專案
控制全彩LED圖形介面開發
藍芽基本通訊畫面開發
預覽全彩LED圖形介面
控制介面開發
Debug介面開發
系統對話元件開發
修改系統名稱
控制程式開發-初始化
控制程式開發-系統初始化
系統測試-啟動AICompanion
系統測試-進入系統
系統測試-控制RGB燈泡並預覽顏色
系統測試-控制RGB燈泡並實際變更顏色
結束系統測試
章節小結
預覽功能之手機進階程式開發
開啟原有專案
進行介面擴增
色盤介面擴增
擴增即時顯示功能
擴增關燈功能
修改系統名稱
控制程式開發-初始化
系統測試-啟動AICompanion
系統測試-進入系統
系統測試-控制RGB燈泡並預覽顏色
系統測試-控制RGB燈泡並實際變更顏色
結束系統測試
章節小結
本書總結
附錄
Arduino Nano腳位圖
燈泡變壓器腳位圖
參考文獻

图书序言

  • ISBN:9786263321014
  • EISBN:9786263322585
  • 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:37.5MB

图书试读

自序
 
  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

老實說,我對市面上很多強調「智慧家庭」的書籍總有點保留,常常內容空泛,講了一堆概念卻沒有實際可操作的範例。但這本《藍芽氣氛燈程式開發》從標題上就顯得很務實,它鎖定在「氣氛燈」這個具體且實用的應用上,這讓我覺得作者是真的下了功夫去鑽研一個小而美的專案。氣氛燈不只是開關燈那麼簡單,它牽涉到色彩學、PWM 脈衝寬度調變控制、甚至是網路協定的穩定性。我希望這本書能夠詳細拆解色彩空間的轉換過程,例如如何將 RGB 值轉換成可供低功耗藍牙(BLE)傳輸的數據包,並且如何優化傳輸效率,避免延遲造成燈光閃爍。如果它能涵蓋如何透過手機 App(不論是 Android 還是 iOS)與硬體進行雙向通訊,例如讀取當前設定的顏色回傳到 App 端,那就更具參考價值了。這種深度的互動設計,才是真正智慧化的表現,而不是單向的指令發送。期待看到它如何將硬體控制的複雜性,用簡單易懂的方式呈現在讀者面前。

评分

我比較挑剔的一點是,軟體與韌體的版本迭代速度非常快。一本技術書出版後,可能沒多久,所用的 IDE 版本或相關 SDK 就會更新,導致書中的操作步驟和實際情況產生差異。因此,對於這本《藍芽氣氛燈程式開發(智慧家庭篇)》,我最關心的其實是它對於「未來性」的考量。作者有沒有提到如何將這個藍牙系統橋接(Bridge)到更上層的智慧家庭平台,比如 Home Assistant 或是 Apple HomeKit?雖然書名強調藍牙,但智慧家庭的趨勢是集中控制。如果書中能包含一個關於「自製網關」(DIY Gateway)的簡要介紹,說明如何讓藍牙設備在區域網路中被發現和控制,那就非常符合「智慧家庭篇」這個副標題了。這樣一來,這本書就不只是一份單機專案指南,而是一個可擴展到整個智慧家庭生態系的起點,這對我們這些希望系統能夠長期維護和升級的愛好者來說,絕對是決定購買的關鍵因素。

评分

老實說,市面上關於藍牙的書籍很多,但專門針對「氣氛營造」這一點著墨甚少的佔多數。這本書的獨特性就在於它強調了「氛圍」這個軟性需求,這背後牽涉到的是演算法的設計,而不僅僅是通訊的建立。我非常好奇作者是如何將「情感」轉化為「程式碼」的。例如,有沒有介紹如何建立預設的情緒模式,像是「閱讀模式」的暖白光,「派對模式」的快速變色,或是「助眠模式」的漸暗紅光。這些都需要精確的時間控制和色彩漸變曲線。如果書中能展示如何使用視覺化工具來設計這些燈光序列,而不是單純地手動輸入數值,那就太酷了。這種從使用者體驗出發的開發思路,正是現代軟硬體整合產品成功的關鍵。我期待這本書能跳脫單純的技術文件,更像是一本引導讀者創造「體驗」的設計手冊。

评分

這本書的定位看起來像是專為電子科系學生或想轉職到物聯網領域的工程師設計的入門磚。我比較在乎的是它對不同開發平台的相容性。如果它只聚焦在某一個特定的微控制器(MCU)上,那它的受眾範圍就會受限。理想情況下,我希望它能至少涵蓋兩種主流的開發環境,例如 Arduino 生態系統和 ESP 系列晶片,這樣讀者可以根據手邊現有的資源來選擇。更進一步,如果書中有提及如何利用現有的開源韌體庫(Library)來加速開發進程,並且講解如何修改這些庫以滿足氣氛燈對低延遲的要求,那這本書的實用價值就會直線上升。畢竟,在實際專案中,時間成本是非常關鍵的考量因素。另外,對於電源管理的部分,如果能有專門的章節討論如何設計低功耗模式,讓這個藍牙燈泡可以長時間使用電池供電而不會很快耗盡,那就非常貼心了,這對追求便攜性的使用者來說是個大加分項。

评分

這本書的封面設計很吸引人,那種帶點科技感又有點溫馨的藍色調,一下子就抓住我的目光。身為一個對物聯網(IoT)和智慧家庭很有興趣的玩家,光是書名就讓我充滿好奇。我一直在尋找那種可以讓我從零開始,一步步建構自己專屬智慧場景的實戰指南,而不是只有理論介紹的艱澀教科書。聽說這本書的內容涵蓋了基礎的藍牙通訊協定介紹,這對初學者來說非常重要,因為很多進階應用都是建立在穩固的底層知識之上。我特別期待它在實作層面能有多深入,例如如何選擇合適的開發板、韌體編寫的流程,以及如何讓燈光效果隨著音樂或環境變化而動態調整。希望作者能提供清晰的電路圖和程式碼範例,這樣我在實際操作時才能少走很多冤枉路。畢竟,光是環境光感測器和藍牙模組的連線方式就常常讓人頭痛,如果書裡有詳細的除錯(Debugging)技巧分享,那就太棒了。總之,光是這個包裝和主題設定,就讓我對它寄予厚望,希望能成為我年底的專案靈感來源。

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