Arduino RFID 門禁管制機設計 (電子書)

Arduino RFID 門禁管制機設計 (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

曹永忠
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具体描述

  本書針對目前學習上的盲點,希望讀者當一位產品駭客,將現有產品透過逆向工程的手法,進而了解核心控制系統之軟硬體,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,可以讓學子們對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。
 
  這本書以市面常見的RFID門禁管制機為主要開發標的,為了讓讀者可以更簡單讀取電子標簽(RFID Tag),透過Mifare MF RC522 RFID模組來讀取Mifare卡片,應用RFID卡於門禁管制上。
好的,这是一份关于其他主题的图书简介,旨在详细介绍其内容,同时避免提及您提到的《Arduino RFID 門禁管制機設計 (電子書)》中的任何信息。 --- 《深度学习:从理论到实践的构建与优化》 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角,涵盖现代深度学习理论的基石、关键算法的推导,以及如何将这些复杂的模型应用于实际的工业级项目中。全书结构严谨,从基础的数学原理出发,逐步过渡到复杂的神经网络架构和前沿的研究方向,确保读者不仅能“使用”深度学习框架,更能“理解”其内部运作机制。 本书的特色在于其平衡性:理论的深度与实践的可操作性并重。我们不满足于仅仅展示代码示例,而是深入剖析每一层网络结构背后的决策依据、优化器的数学模型,以及数据预处理对最终性能的影响。 第一部分:深度学习的数学基石与基础架构 本部分为后续高级主题打下坚实的基础。我们首先回顾了构建现代神经网络所需的线性代数、微积分和概率论知识,并着重强调了它们在梯度计算和模型正则化中的应用。 第一章:神经网络的数学基础 详细阐述了向量、矩阵运算在层级结构中的表示,重点讲解了链式法则在反向传播(Backpropagation)算法中的核心作用。我们用清晰的图示和推导过程,解析了如何计算损失函数关于网络权重的梯度。 第二章:核心激活函数与损失函数 本章对比分析了 Sigmoid、Tanh、ReLU 及其变体(如 Leaky ReLU, PReLU)。重点讨论了梯度消失/爆炸问题,并解释了为什么 ReLU 及其变体在深层网络中表现更优。同时,对交叉熵损失、均方误差(MSE)等常用损失函数进行了详尽的数学建模,并探讨了它们在分类和回归任务中的适用性。 第三章:优化器策略的演进 从最基础的随机梯度下降(SGD)开始,本书系统性地介绍了动量法(Momentum)、AdaGrad、RMSProp,并深入剖析了 Adam 优化器的机制。每一算法都配有伪代码和收敛性分析,帮助读者理解不同优化器在处理稀疏数据和非凸优化面时的优劣。 第二部分:经典与前沿网络架构的深度剖析 在理解了基础构件后,本书将重点放在构建高效网络的“蓝图”上。我们将详尽介绍计算机视觉和自然语言处理领域的核心模型。 第四章:卷积神经网络(CNN)的精髓 本章是关于图像处理的基础。我们不仅讲解了卷积操作、池化层、全连接层的标准流程,更深入探讨了 感受野(Receptive Field) 的概念。随后,我们对 LeNet、AlexNet、VGG、Inception(GoogLeNet)以及 ResNet(残差网络) 的结构进行了逐层拆解,特别是残差连接如何解决了深度网络的退化问题,是本章的重点。 第五章:循环神经网络(RNN)与序列建模 针对时间序列和自然语言任务,本章详细介绍了 RNN 的结构及其局限性。重点转向 长短期记忆网络(LSTM) 和 门控循环单元(GRU),通过详细的状态方程分析了输入门、遗忘门和输出门如何协同工作,有效捕获长期依赖关系。 第六章:注意力机制与 Transformer 模型的革命 本章聚焦于当前 NLP 领域的主导范式。我们从“软注意力”机制开始,逐步过渡到 Transformer 架构的核心——多头自注意力机制(Multi-Head Self-Attention)。书中用大量篇幅解释了 位置编码(Positional Encoding) 的必要性,以及 Encoder-Decoder 结构在机器翻译等任务中的高效实现。 第三部分:模型优化、正则化与部署 构建模型只是第一步,如何使其泛化能力强、训练高效且易于部署是工程实践的关键。 第七章:高效训练与正则化技术 本章专注于提升模型性能的“调优”艺术。涵盖了 批归一化(Batch Normalization) 如何稳定训练过程,Dropout 的随机失活机制,以及 L1/L2 正则化的数学影响。此外,还包括学习率调度(如 Cosine Annealing)和早停(Early Stopping)的策略选择。 第八章:迁移学习与微调实践 在数据稀缺的环境下,迁移学习至关重要。本章详细介绍了如何利用在大型数据集(如 ImageNet 或大规模文本语料库)上预训练的模型,通过冻结部分层、替换顶层并进行精细化微调(Fine-tuning),快速适应特定任务。我们提供了针对不同模型结构的微调指南。 第九章:模型部署与计算效率 从理论走向实际生产环境。本章讨论了模型量化(Quantization)、模型剪枝(Pruning)等技术,以减小模型体积和推理延迟。同时,介绍了如何使用 ONNX 或 TensorFlow Lite 等工具链,将训练好的模型部署到边缘设备或高性能服务器上,并进行性能基准测试。 附录:实践案例与工具链 附录提供了使用主流框架(如 PyTorch)实现上述所有核心架构的独立、可运行的代码模块。这些案例涵盖了图像分类、文本生成和时间序列预测,旨在作为读者快速启动自己项目的参考蓝图。附录还包含了用于实验跟踪和可视化(如 TensorBoard)的实用技巧。 --- 目标读者: 计算机科学、电子工程、数据科学领域的研究人员、工程师,以及希望深入理解并应用前沿深度学习技术的专业人士。本书假定读者具备一定的编程基础(Python)和基础的微积分知识。

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

目錄 自序
駭客系列
Arduino 起源
Arduino特色
Arduino硬體-Duemilanove
Arduino硬體-UNO
Arduino硬體-Mega 2560
程式設計
區塊式結構化程式語言
註解
變數
型態轉換
邏輯控制
算術運算
輸入輸出腳位設定
時間函式
數學函式
亂數函式
通訊函式
章節小結
RFID 簡介
無線射頻發展歷史
RFID系統的特點
無線射頻優缺點
無線射頻運作原理
章節小結
門禁管制機
何謂門禁系統
門禁系統的架構
研究主題
章節小結
電力開關控制
繼電器
電磁繼電器的工作原理和特性
繼電器運作線路
繼電器模組
章節小結
LCD 1602
LCD 1602
LCD 1602函數用法
章節小結
LCD 2004螢幕
LCD 2004
LCD 2004函數用法
章節小結
Arduino時鐘功能
RTC I2C 時鐘模組
RTCDS1307函數用法
章節小結
Arduino EEPROM
EEPROM 簡介
EEPROM 簡單測試
EEPROM函數用法
章節小結
矩陣鍵盤
薄膜矩陣鍵盤模組
矩陣鍵盤函式說明
使用矩陣鍵盤輸入數字串
章節小結
電子標簽(RFID Tag)
MIFARE卡介紹
儲存結構介紹
工作原理介紹
章節小結
無線射頻讀取模組
Mifare MF RC522規格
Mifare MF RC522連接方法
使用MFRC522 RFID模組
使用MF RC522 RFID模組讀取區塊資料
RFID函數用法
章節小結
RFID門禁管制機
電控鎖
驅動MF RC522 RFID模組
RFID卡控制開鎖
寫入RFID卡號到內存記憶體
透過內存RFID卡號控制開鎖
加入聲音通知使用者
章節小結
RFID門禁管制機進階製作
KeyPad輸入預設資料
KeyPad輸入密碼開門
KeyPad輸入密碼儲存在EEPROM
檢核儲存密碼
章節小結
附錄
LCD 1602 函式庫
DS1307函式庫
四通道繼電器模組線路圖
4 * 4 矩陣鍵盤函式庫
MFRC522函式庫
RFID函式庫
MFRC-522 模組線路圖
參考文獻

图书序言

  • ISBN:9786263320703
  • EISBN:9786263322653
  • 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:39.9MB

图书试读

 
  記得自己在大學資訊工程系修習電子電路實驗的時候,自己對於設計與製作電路板是一點興趣也沒有,然後又沒有天分,所以那是苦不堪言的一堂課,還好當年有我同組的好同學,努力的照顧我,命令我做這做那,我不會的他就自己做,如此讓我解決了資訊工程學系課程中,我最擅長的課。
 
  當時資訊工程學系對於設計電子電路課程,大多數都是專攻軟體的學生去修習時,系上的用意應該是要大家軟硬兼修,尤其是在台灣這個大部分是硬體為主的產業環境,但是對於一個軟體設計,但是缺乏硬體專業訓練,或是對於眾多機械機構與機電整合原理不太有概念的人,在理解現代的許多機電整合設計時,學習上都會有很多的困擾與障礙,因為專精於軟體設計的人,不一定能很容易就懂機電控制設計與機電整合。懂得機電控制的人,也不一定知道軟體該如何運作,不同的機電控制或是軟體開發常常都會有不同的解決方法。
 
  除非您很有各方面的天賦,或是在學校巧遇名師教導,否則通常不太容易能在機電控制與機電整合這方面自我學習,進而成為專業人員。
 
  而自從有了Arduino這個平台後,上述的困擾就大部分迎刃而解了,因為Arduino這個平台讓你可以以不變應萬變,用一致性的平台,來做很多機電控制、機電整合學習,進而將軟體開發整合到機構設計之中,在這個機械、電子、電機、資訊、工程等整合領域,不失為一個很大的福音,尤其在創意掛帥的年代,能夠自己創新想法,從Original Idea到產品開發與整合能夠自己獨立完整設計出來,自己就能夠更容易完全了解與掌握核心技術與產業技術,整個開發過程必定可以提供思維上與實務上更多的收穫。
 
  Arduino平台引進台灣自今,雖然越來越多的書籍出版,但是從設計、開發、製作出一個完整產品並解析產品設計思維,這樣產品開發的書籍仍然鮮見,尤其是能夠從頭到尾,利用範例與理論解釋並重,完完整整的解說如何用Arduino設計出一個完整產品,介紹開發過程中機電控制與軟體整合相關技術與範例,如此的書籍更是付之闕如。永忠、英德兄與敝人計畫撰寫駭客系列,就是基於這樣對市場需要的觀察,開發出這樣的書籍。所以希望所有的讀者能夠享受與珍惜這個完整的學習經驗,本書主題是運用Arduino來讀取無線射頻卡 (RFID)來當作門禁管制的產品開發,進而將學習的知識與技能延伸到商業門禁管理的產品開發,是本書最大的希望。
 
  另外本書的撰寫方式會讓您體會到許多更複雜的機電控制、機電整合跟軟體工程的整合其實都可以跟隨本書的寫作與理解流程,能讓讀者由淺入深,達到真正宛如愛迪生當年透過自修而發明許多有用之物的些許情境。這就是我們作者對這本書的深切期許。
 
許智誠   於中壢雙連坡中央大學

用户评价

评分

翻開這本書的目錄,內容編排的流暢度其實是決定閱讀體驗好壞的關鍵。我個人對於技術書籍的排版,有個比較挑剔的要求,就是圖文比例必須要拿捏得宜。光是純文字的程式碼堆砌,讀起來真的會很枯燥乏味,而且也容易讓人產生閱讀疲勞。理想的狀態是,每當提到一個新的硬體模組連接,就必須要有清晰的接線圖,最好是能用不同顏色標示出訊號線、電源線和接地線,讓讀者在實際操作時可以一目瞭然。再者,對於Arduino程式碼的解釋,如果能用「區塊式」的方式逐行說明,而不是只丟一個完成的程式碼然後草草帶過,那學習效果肯定會好上好幾倍。畢竟,我們買這本書的目的,就是想學會「為什麼要這樣寫」,而不是單純複製貼上。特別是涉及到時序控制和中斷處理的部分,如果能搭配流程圖來輔助理解,那絕對是加分題。希望這本書在這一塊做得夠細膩,能真正幫助讀者建立起紮實的邏輯思維,而不是僅僅學會照本宣科完成一個看起來很酷炫的門禁系統。如果內容的深度和廣度都能兼顧到,這本書的價值性就會大幅提升。

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這本電子書的封面設計,說實話,蠻吸引人的,那種藍綠色的漸層加上硬挺的線條感,給人一種專業又充滿科技感的印象。不過,光是封面好看還不夠,身為一個對DIY電子專案有興趣的讀者,我更在乎的是內容的實用性跟深度。從書名來看,它聚焦在RFID門禁系統的建置,這塊領域在物聯網跟智慧家庭的趨勢下,算是非常熱門的應用。我個人比較期待看到的是,作者如何從最基礎的Arduino硬體配置開始講起,中間穿插講解RFID模組(像是RC522那種常見型號)的通訊協定,最後再到軟體層面的程式邏輯,特別是權限管理和資料儲存的部分。如果能深入探討到如何增加安全性,例如加入密碼輸入介面或者利用非揮發性記憶體來儲存卡片UID,那就更棒了。我希望這本書不只是停留在「讀取卡片ID然後開門」這個基本功能,而是能提供一些進階的除錯技巧和系統優化方案。畢竟,自己動手做東西,遇到問題是家常便飯,一本好的教學書,關鍵就在於它能不能在你卡住的時候,提供清晰且具備操作性的指引。整體來說,這本書的定位看起來相當明確,對於初學者應該是個不錯的入門磚,但也期待它能帶來一些讓資深玩家也會覺得「原來還可以這樣玩」的驚喜。

评分

從課程設計的角度來看,這本書的結構如果能循序漸進、層層遞進,對於學習者的信心建立是極為重要的。我希望它能設計成一個完整的學習路徑。起初,可能從最簡單的LED閃爍開始,確保讀者熟悉Arduino IDE的操作;接著進入到最核心的RFID卡片讀取與顯示,建立基礎的溝通橋樑;然後才是進入門禁邏輯的建構,例如判斷卡片是否在「白名單」內。最理想的狀況是,在每個章節的結尾,都能設計一個「本章小結與挑戰」,讓讀者在學完理論後,立刻動手實作一個小型變體應用,例如,嘗試用NFC卡片代替RFID,或是設計一個簡單的紀錄系統。這種「學完馬上練」的教學模式,能有效鞏固知識點,避免讀者在學了新內容後,把舊的細節忘光光。如果作者能在書中融入一些常見的「錯誤示範」與「除錯步驟」,那就更貼心了。畢竟,學會如何從錯誤中學習,往往比直接學會正確答案來得更有價值,也更能培養解決問題的獨立能力。

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閱讀電子書的體驗,跟實體書有著本質上的不同。如果是針對技術教學的電子書,我會非常看重它的可搜尋性以及超連結的實用性。想像一下,當我在編寫程式碼遇到特定函式庫找不到說明時,如果書中直接內嵌了指向官方文件或關鍵論壇的超連結,那查找資料的效率將會大幅提升,這比我自己在網路上慢慢搜尋要方便太多了。另外,鑑於Arduino的程式碼往往會引用許多外部的函式庫(Libraries),我期望作者能提供一個完整的「環境建置清單」,清楚列出所有需要的Library名稱,甚至附上快速安裝指南,這樣可以省去讀者很多時間在配置開發環境上。如果這本書的電子版格式(例如ePub或PDF)在縮放、註記和螢光筆劃線等功能上表現優異,那對我的學習過程也會有很大的幫助。畢竟,電子書的便利性就在於它的互動性,如果它只是把紙本書的內容掃描進去,那不如直接買紙本書來得實在。因此,對於這本電子書的「電子化品質」我抱持著高度的期待。

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從一個已經在電子世界摸爬滾打了好一陣子的老手角度來看,這本電子書的潛在價值,或許不在於它教了多少「基礎常識」,而在於它提供了多少「實際場景的解決方案」。門禁系統看似簡單,但要將它導入到真實環境中,遇到的問題往往是書本上學不到的:比如訊號干擾、電源不穩定的應對、或是長時間運作下的元件壽命考量。我會很關注作者有沒有針對這些「邊緣情況」提供對策。例如,在戶外安裝時,如何確保RFID讀取模組的防水防塵性能,以及如何處理長時間待機時的功耗優化。更進一步說,如果這本書能觸及到將系統網路化,例如透過ESP8266或ESP32模組,將開門記錄上傳到雲端資料庫進行異地監控,那這本書的價值就遠遠超過了一個單機版的門禁控制器。這代表作者不只是在教我們如何「做」,更是在引導我們思考如何「整合」與「擴展」這個專案。對於想把自己的作品從實驗板推向實際應用的創客來說,這種實戰經驗的傳授,才是最寶貴的。

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