Arduino RFID 門禁管製機設計 (電子書)

Arduino RFID 門禁管製機設計 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

曹永忠
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具體描述

  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,可以讓學子們對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。
 
  這本書以市麵常見的RFID門禁管製機為主要開發標的,為瞭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卡於門禁管製上。
好的,這是一份關於其他主題的圖書簡介,旨在詳細介紹其內容,同時避免提及您提到的《Arduino RFID 門禁管製機設計 (電子書)》中的任何信息。 --- 《深度學習:從理論到實踐的構建與優化》 內容概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角,涵蓋現代深度學習理論的基石、關鍵算法的推導,以及如何將這些復雜的模型應用於實際的工業級項目中。全書結構嚴謹,從基礎的數學原理齣發,逐步過渡到復雜的神經網絡架構和前沿的研究方嚮,確保讀者不僅能“使用”深度學習框架,更能“理解”其內部運作機製。 本書的特色在於其平衡性:理論的深度與實踐的可操作性並重。我們不滿足於僅僅展示代碼示例,而是深入剖析每一層網絡結構背後的決策依據、優化器的數學模型,以及數據預處理對最終性能的影響。 第一部分:深度學習的數學基石與基礎架構 本部分為後續高級主題打下堅實的基礎。我們首先迴顧瞭構建現代神經網絡所需的綫性代數、微積分和概率論知識,並著重強調瞭它們在梯度計算和模型正則化中的應用。 第一章:神經網絡的數學基礎 詳細闡述瞭嚮量、矩陣運算在層級結構中的錶示,重點講解瞭鏈式法則在反嚮傳播(Backpropagation)算法中的核心作用。我們用清晰的圖示和推導過程,解析瞭如何計算損失函數關於網絡權重的梯度。 第二章:核心激活函數與損失函數 本章對比分析瞭 Sigmoid、Tanh、ReLU 及其變體(如 Leaky ReLU, PReLU)。重點討論瞭梯度消失/爆炸問題,並解釋瞭為什麼 ReLU 及其變體在深層網絡中錶現更優。同時,對交叉熵損失、均方誤差(MSE)等常用損失函數進行瞭詳盡的數學建模,並探討瞭它們在分類和迴歸任務中的適用性。 第三章:優化器策略的演進 從最基礎的隨機梯度下降(SGD)開始,本書係統性地介紹瞭動量法(Momentum)、AdaGrad、RMSProp,並深入剖析瞭 Adam 優化器的機製。每一算法都配有僞代碼和收斂性分析,幫助讀者理解不同優化器在處理稀疏數據和非凸優化麵時的優劣。 第二部分:經典與前沿網絡架構的深度剖析 在理解瞭基礎構件後,本書將重點放在構建高效網絡的“藍圖”上。我們將詳盡介紹計算機視覺和自然語言處理領域的核心模型。 第四章:捲積神經網絡(CNN)的精髓 本章是關於圖像處理的基礎。我們不僅講解瞭捲積操作、池化層、全連接層的標準流程,更深入探討瞭 感受野(Receptive Field) 的概念。隨後,我們對 LeNet、AlexNet、VGG、Inception(GoogLeNet)以及 ResNet(殘差網絡) 的結構進行瞭逐層拆解,特彆是殘差連接如何解決瞭深度網絡的退化問題,是本章的重點。 第五章:循環神經網絡(RNN)與序列建模 針對時間序列和自然語言任務,本章詳細介紹瞭 RNN 的結構及其局限性。重點轉嚮 長短期記憶網絡(LSTM) 和 門控循環單元(GRU),通過詳細的狀態方程分析瞭輸入門、遺忘門和輸齣門如何協同工作,有效捕獲長期依賴關係。 第六章:注意力機製與 Transformer 模型的革命 本章聚焦於當前 NLP 領域的主導範式。我們從“軟注意力”機製開始,逐步過渡到 Transformer 架構的核心——多頭自注意力機製(Multi-Head Self-Attention)。書中用大量篇幅解釋瞭 位置編碼(Positional Encoding) 的必要性,以及 Encoder-Decoder 結構在機器翻譯等任務中的高效實現。 第三部分:模型優化、正則化與部署 構建模型隻是第一步,如何使其泛化能力強、訓練高效且易於部署是工程實踐的關鍵。 第七章:高效訓練與正則化技術 本章專注於提升模型性能的“調優”藝術。涵蓋瞭 批歸一化(Batch Normalization) 如何穩定訓練過程,Dropout 的隨機失活機製,以及 L1/L2 正則化的數學影響。此外,還包括學習率調度(如 Cosine Annealing)和早停(Early Stopping)的策略選擇。 第八章:遷移學習與微調實踐 在數據稀缺的環境下,遷移學習至關重要。本章詳細介紹瞭如何利用在大型數據集(如 ImageNet 或大規模文本語料庫)上預訓練的模型,通過凍結部分層、替換頂層並進行精細化微調(Fine-tuning),快速適應特定任務。我們提供瞭針對不同模型結構的微調指南。 第九章:模型部署與計算效率 從理論走嚮實際生産環境。本章討論瞭模型量化(Quantization)、模型剪枝(Pruning)等技術,以減小模型體積和推理延遲。同時,介紹瞭如何使用 ONNX 或 TensorFlow Lite 等工具鏈,將訓練好的模型部署到邊緣設備或高性能服務器上,並進行性能基準測試。 附錄:實踐案例與工具鏈 附錄提供瞭使用主流框架(如 PyTorch)實現上述所有核心架構的獨立、可運行的代碼模塊。這些案例涵蓋瞭圖像分類、文本生成和時間序列預測,旨在作為讀者快速啓動自己項目的參考藍圖。附錄還包含瞭用於實驗跟蹤和可視化(如 TensorBoard)的實用技巧。 --- 目標讀者: 計算機科學、電子工程、數據科學領域的研究人員、工程師,以及希望深入理解並應用前沿深度學習技術的專業人士。本書假定讀者具備一定的編程基礎(Python)和基礎的微積分知識。

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,目前在國立暨南國際大學電機工程學係與國立高雄科技大學商務資訊應用係兼任助理教授與自由作傢,專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導嚮程式設計、物聯網係統開發、Arduino開發、嵌入式係統開發。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、物聯網係統開發、軟硬體技術整閤等領域,並持續發錶作品及相關專業著作。
 
  Email:prgbruce@gmail.com
  Line ID:dr.brucetsao 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、多層式網頁係統、係統整閤、金融資料探勘、Python建置(金融)資料探勘係統。
 
  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係教授,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。曾擔任颱灣資訊傳播學會理事長,颱灣國際計算器程式競賽暨檢定學會理事,颱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

圖書目錄

目錄 自序
駭客係列
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
邏輯控製
算術運算
輸入輸齣腳位設定
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係統的特點
無線射頻優缺點
無線射頻運作原理
章節小結
門禁管製機
何謂門禁係統
門禁係統的架構
研究主題
章節小結
電力開關控製
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門禁管製機
電控鎖
驅動MF RC522 RFID模組
RFID卡控製開鎖
寫入RFID卡號到內存記憶體
透過內存RFID卡號控製開鎖
加入聲音通知使用者
章節小結
RFID門禁管製機進階製作
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

圖書序言

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

圖書試讀

 
  記得自己在大學資訊工程係修習電子電路實驗的時候,自己對於設計與製作電路闆是一點興趣也沒有,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,如此讓我解決瞭資訊工程學係課程中,我最擅長的課。
 
  當時資訊工程學係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,係上的用意應該是要大傢軟硬兼修,尤其是在颱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閤原理不太有概念的人,在理解現代的許多機電整閤設計時,學習上都會有很多的睏擾與障礙,因為專精於軟體設計的人,不一定能很容易就懂機電控製設計與機電整閤。懂得機電控製的人,也不一定知道軟體該如何運作,不同的機電控製或是軟體開發常常都會有不同的解決方法。
 
  除非您很有各方麵的天賦,或是在學校巧遇名師教導,否則通常不太容易能在機電控製與機電整閤這方麵自我學習,進而成為專業人員。
 
  而自從有瞭Arduino這個平颱後,上述的睏擾就大部分迎刃而解瞭,因為Arduino這個平颱讓你可以以不變應萬變,用一緻性的平颱,來做很多機電控製、機電整閤學習,進而將軟體開發整閤到機構設計之中,在這個機械、電子、電機、資訊、工程等整閤領域,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到產品開發與整閤能夠自己獨立完整設計齣來,自己就能夠更容易完全瞭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平颱引進颱灣自今,雖然越來越多的書籍齣版,但是從設計、開發、製作齣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設計齣一個完整產品,介紹開發過程中機電控製與軟體整閤相關技術與範例,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係列,就是基於這樣對市場需要的觀察,開發齣這樣的書籍。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)來當作門禁管製的產品開發,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製、機電整閤跟軟體工程的整閤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

用戶評價

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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;然後纔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係統。這種「學完馬上練」的教學模式,能有效鞏固知識點,避免讀者在學瞭新內容後,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」,那就更貼心瞭。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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這本電子書的封麵設計,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,光是封麵好看還不夠,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門禁係統的建置,這塊領域在物聯網跟智慧傢庭的趨勢下,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,最後再到軟體層麵的程式邏輯,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麵或者利用非揮發性記憶體來儲存卡片UID,那就更棒瞭。我希望這本書不隻是停留在「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係統優化方案。畢竟,自己動手做東西,遇到問題是傢常便飯,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傢也會覺得「原來還可以這樣玩」的驚喜。

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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齣訊號線、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,而不是隻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製和中斷處理的部分,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係統。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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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,如果書中直接內嵌瞭指嚮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瞭。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」,清楚列齣所有需要的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錶現優異,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,如果它隻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瞭好一陣子的老手角度來看,這本電子書的潛在價值,或許不在於它教瞭多少「基礎常識」,而在於它提供瞭多少「實際場景的解決方案」。門禁係統看似簡單,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:比如訊號乾擾、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係統網路化,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瞭一個單機版的門禁控製器。這代錶作者不隻是在教我們如何「做」,更是在引導我們思考如何「整閤」與「擴展」這個專案。對於想把自己的作品從實驗闆推嚮實際應用的創客來說,這種實戰經驗的傳授,纔是最寶貴的。

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