本書以Arduino 這個著名的開放式軟硬件平臺為工具,結合豐富的范例,系統全面地介紹了物聯網的三大要素“物”“聯”和“網”的產品開發和具體實現。書中涵蓋了物聯網的概念與技術,主控端、傳感端、通信和聯網等模塊的硬件集成、軟件開發和軟硬件整合等。另外,云下載資源中還提供了范例程序、電路圖等資源,以配合本書的學習和實踐。 本書適合物聯網產品開發從業者與技術人員使用,也可以用作高校學生學習硬件設計的實踐教程。
本書提供了3個壓縮文件供讀者下載,以配合本書的學習和實踐。下載網址為http://pan.baidu.com/s/1i43qtfB本書以Arduino這個著名的開放式軟硬件平臺為工具,結合豐富的范例,系統全面地介紹了物聯網的三大要素“物”“聯”和“網”的產品開發和具體實現。書中涵蓋了主控端、傳感端、通信和聯網等模塊的硬件集成、軟件開發和軟硬件整合。Arduino 設計平臺的“開放”已不只是“軟件開源”意義上的開放了,它的硬件設計也完全“開源”了——即硬件的設計電路也完全開放了,是一個徹頭徹尾的開放式軟硬件開發和設計的平臺。
前言
物聯網這個名詞真是讓人又愛又恨。這個名詞絕對是這幾年最常被人 提出來討論的議題之一,但是因為它所涉及的范圍廣,聽得越多反而越不知道什么是物聯網真正的應用所在。其實它早在我們生活周圍了!智能手機,不!我們應該稱之為智能終端,因為手機早已不只是手機,它可以讓用戶隨時隨地通過因特網得到所有想知道的信息,以及隨時隨地和朋友互動,這就是物聯網的應用之一。我們把物聯網細分成3部分:“物”,各種各樣的設備,甚至包括人類都是其中一部分;“聯”,將所有的物品通過有線或無線的方式連接在一起,彼此能夠交換信息;“網”,將物物相連成網,這個網將成為應用與價值的所在。筆者接觸 Arduino 也快 10 年了,看著它開始在中國臺灣落地萌芽,到 現在百花齊放,每天都有人發表新的應用和新的想法,Arduino 不再只是冷冰冰的硬件,而是實現大家心中夢想的最佳墊腳石。以 Arduino 來展開物聯網的介紹,無疑是希望用最簡單的東西讓大家能夠體驗物聯網的無所不及。本書篇幅有限,只能點出每種應用的關鍵與角色,書中有太多太多主題可以再單獨深入研究下去。坦白地說,筆者也無法將每個技術或領域研究透徹,因此本書若有錯誤或引用不當之處,歡迎隨時來信指教。希望以此書拋磚引玉,吸引更多玩家一起悠游物聯網的世界。Scott Sun2016夏
孫駿榮,具有六年多Arduino專案開發與相關研究經驗,曾使用Arduino進行數字藝術、自主運動載體工具的實現,也在機電整合應用的項目中使用過其他單片機,目前從事工業自動化領域開發。近年來,也常受邀擔任Arduino課程講師,在學校與相關機構講解整合應用與軟件開發。
01 淺談物聯網物聯網 (Internet of Things,IoT)這個名詞可以解釋得很簡單,物品能夠連上網絡就算是物聯網。1-1 物聯網的起源與發展 21-2 新時代新思維 61-3 關于本書 9
02 全面感知的聯網節點點是構成平面最重要也是最基本的單位。它的結構看似簡單,卻必須擔負起、承、轉、結尾等不同的角色。借助數以百計、數以千計的點,可以變化出無窮盡的網絡世界。2-1 基礎節點的組成 122-2 控制核心的選擇 142-3 介紹 Arduino 222-4 Arduino 的軟件介紹與第一次下載 272-5 如何感知信號 312-6 系統規劃與優化 45
03 物物相連的關鍵數以萬計的點灑落在空間中,彼此之間有著默契的相連,幾個之間組成一個網絡。這樣的網絡連接非常有價值,點與點、網絡與網絡間共享著信息與數據,帶給空間無窮無盡的變化。3-1 淺談物聯網通信 563-2 通信種類介紹 603-3 串行通信 643-4 I2C通信 813-5 SPI通信 903-6 網絡通信 923-7 小結 105
04 無所不在的連接在物聯網中,無所不在的通信占有大部分的版圖,其中又以無線通信被視為物聯網設置的基本配備。所有感測到的數據要能夠不受限制地往上傳遞,靠的就是部署完善的通信網絡,目前在大都市中,移動通信網絡(Cellular communication)和Wi-Fi無線網絡覆蓋范圍最為廣泛,有許多的應用因此孕育而生。4-1 初入無線通信 1084-2 RF通信 1154-3 2.4G RF 通信(nRF24L01) 1224-4 藍牙通信 1304-5 XBee 1434-6 Wi-Fi 無線網絡 1564-7 小結 164
05家庭自動化物聯系統本章以3種無線技術為引子,分別引入不同的應用到家庭自動化的開發中,通過前面學習的傳感與控制方式,完成一個完整的解決方案。
5-1 事前準備 1665-2 RFID 1685-3 NFC 2025-4 GPRS 2085-5 小結 217
06愛上云計算物聯網的最后一公里,數據的集成與應用,才是發揮物聯網價值的所在。為山九仞豈能功虧一簣。
6-1 通往云計算的道路 2206-2 RESTful 2226-3 MQTT 2266-4 MQTT to Cloud 230
APPENDIX A?如何破壞 Arduino APPENDIX B?如何進行除錯 APPENDIX C?ASCII字元碼 APPENDIX D?物聯網套件組合包