Arduino+ESP32智慧聯網最佳入門與應用:打造AIoT輕鬆學 (1版)
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【簡介】
《Arduino+ESP32智慧聯網最佳入門與應用》是寫給對當紅的「物聯網」、「智慧家庭」及「人工智慧」有興趣,卻又苦於沒有足夠知識、經驗與技術能力去開發設計的學習者。全書淺顯易懂的圖文解說,只要按圖施工,保證一定成功。
本書以「智慧家庭」為主軸,從物聯網的基本概念,感知層的辨識及感測技術,網路層的藍牙及Wi-Fi通訊技術,應用層的雲端運算、智慧插座及智慧照明。一直延伸到「人工智慧」的指紋辨識、手勢辨識、語音辨識及影像辨識等。逐步引領讀者認識「物聯網」的基本概念及應用。
全書近兩百個應用範例及練習,書中各章所需的軟、硬體知識及相關技術,都有詳細圖文解說及實作。讀者可依自己興趣,安排閱讀順序,輕鬆組裝完成具有個人特色的Arduino「智慧家庭」應用電路。本書絕對是一本最實用的「物聯網」及「智慧家庭」入門及應用書籍。
🚩【易學資源多】使用Arduino Uno及ESP32兩種最受歡迎的嵌入式開源開發板,同時完成「物聯網」及「智慧家庭」應用電路,提供讀者全方位的學習選擇。本書絕對是最容易學習,而且CP值最高的「物聯網」入門及應用書籍。
🚩【學習花費少】Arduino Uno、ESP32及相關模組購得容易、價格便宜。使用免費的Arduino、ESP32開發軟體及最少的硬體花費,就能玩出「物聯網」的大能力。
🚩【應用生活化】生活化的單元教學設計,如:RFID大樓門禁管理系統、溫溼度計、瓦斯警報器、PM2.5空氣品質檢測器、方位指示電路、電子羅盤、自動小夜燈、人員進出計數、停車場車位計數、紫外線指數測量、藍牙防丟尋物器、藍牙全彩調光燈、Wi-Fi溫溼度監控、Wi-Fi雲端氣象站、Wi-Fi電力監控插座、雲端電力監控、指紋門鎖、手勢調光燈、語音控制情境燈、人臉辨識門鎖等。稍加修改本書範例,就可輕鬆完成好玩又有趣的AIoT專案。
【目錄】
Chapter 01 物聯網簡介
1-1 認識物聯網
1-2 物聯網的架構
1-3 物聯網的產業發展
Chapter 02 感知層之辨識技術
2-1 認識條碼
2-2 認識 RFID
2-3 認識 RFID 模組
2-4 認識 NFC
2-5 認識 NFC 模組
Chapter 03 感知層之感測技術
3-1 溫度感測器
3-2 氣體感測器
3-3 灰塵感測器
3-4 運動感測器
3-5 光感測器
3-6 水感測器
3-7 霍爾感測器
3-8 壓力感測器
3-9 重量感測器
Chapter 04 藍牙無線通訊技術
4-1 藍牙技術
4-2 藍牙傳輸
4-3 認識 ESP32 開發板
4-4 ESP32 藍牙傳輸
4-5 ESP32 BLE 傳輸
Chapter 05 Wi-Fi 無線通訊技術
5-1 認識電腦網路
5-2 認識 TCP/IP 四層模型
5-3 認識網頁
5-4 認識 ESP8266 模組
5-5 認識 ESP32 Wi-Fi
Chapter 06 雲端運算
6-1 認識雲端運算
6-2 雲端運算平台
Chapter 07 家庭智慧應用
7-1 智慧插座
7-2 智慧照明
Chapter 08 人工智慧應用
8-1 指紋辨識
8-2 手勢辨識
8-3 語音辨識
8-4 影像辨識
附錄A 實習材料表
附錄B 名詞索引
附錄C Arduino燒錄器實作
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玩轉AIoT智慧物聯網-智慧居家動手做(學AI真簡單系列5)
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玩轉AIoT智慧物聯網:智慧居家動手做
系列名:學AI真簡單
ISBN13:9789865035648
出版社:全華圖書
作者:AI4kids
裝訂:平裝
規格:26cm*19cm*1cm (高/寬/厚)
版次:1
出版日:2021/02/01
中國圖書分類:中學教學法
內容簡介
當我們學習人工智慧(AI)知識與應用時,最常遇到的問題是資料分析與前處理,但如果連資料都沒有的狀態下,如何蒐集資料就會變成一個挑戰!常見的資料蒐集方法之一為使用物聯網(IoT)技術,然而相關工具相當多種,操作方式又非常不同,許多學習者往往不知如何下手。
本書以淺顯易懂的說明引領讀者理解何謂物聯網及智慧物聯網(AIoT),並選擇目前應用性較佳的ESP32-CAM開發板來當作本書操作範例,讓學習者免於工具選擇的煩惱,並配合詳細的操作步驟,讓學習者可以在最短的時間學會智慧物聯網的入門知識與操作。讓學習者在未來,無論要深化物聯網/智慧物聯網的操作,或者是進一步想整合其他裝置(像是樹莓派)來進行邊緣運算操作,都會是很好的基礎。
本書作者為AI4kids團隊,曾應教育部國教署邀請,至全國高中主任會議分享AI教學、親子天下雜誌專文報導,成員來自AIA台灣人工智慧學校的校友,團隊有軟體技術、創新研發、工程管理、電商行銷等資歷專長,因為對AI科技教育的熱情而投入AI的教案研發與教學,目標是透過教孩子動手實作AI專題,來啟發他們對好奇心與想像力,協助他們運用各種程式或平台工具來探索、創造自己的AI應用。
目錄
CH1 打開智慧物聯網之門
1-1 什麼是人工智慧
1-2 什麼是物聯網
1-3 什麼是智慧物聯網
CH2 智慧物聯網的應用
2-1 智慧物聯網的生活應用
2-2 智慧物聯網產業應用
2-3 看見智慧物聯網的未來
CH3 物聯網環境設備介紹
3-1 物聯網裝置介紹
3-2 物聯網開發板
3-3 物聯網開發環境
3-4 開發環境安裝: Arduino IDE
CH4 物聯網實作
4-1 實作一:點亮開發板LED
4-2 實作二:外接LED
4-3 實作三:外接溫濕度感測器
CH5 IoT 結合雲端AI 的應用
5-1 AIoT 的架構
5-2 IoT 裝置:ESP32-CAM 測試
5-3 連接到免費的雲端運算環境Google Colab
5-4 在Colab 執行YOLOv4 物件偵測
5-5 小結
附錄A Python基礎語法查詢表
附錄B Google Colab使用簡介
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實戰智慧物聯網AIoT程式設計學邊緣運算 - 使用Pomas4 AI開發板與Arduino電控模組 - 附MOSME行動學習一點通:評量.加值
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1.以Pomas開發板為核心,全面系統介紹硬體特性和軟體編程環境,讓讀者對開發板有基本的認識。包括驅動程式安裝、MicroPython整合開發環境使用等。
2.詳細介紹各類電子元件的使用方法和實作案例,涵蓋多種電子元件的應用,提供豐富的實作案例。從基礎的LED燈控制到進階的超音波感測器、語音辨識等,讓讀者學習如何應用這些元件進行各種電子項目的開發。
3.提供專題應用案例,幫助讀者將所學知識應用到實際項目中,而專題應用則展示如何將所學知識應用於實際生活中。包括智慧植栽、藍牙遠距搖控、網際網路應用和智慧家庭系統等專案,這些應用案例涉及了邊緣運算的思想,如將資訊處理和決策功能應用到設備端,内容貼近實際應用,注重務實性和創造力培養。
目錄
Chapter 1 Pomas 開發板
1-1 認識Pomas 開發板
1-2 MicroPython 整合開發環境
1-3 Python 基本語法
1-4 電子元件及電路接線入門
課後習題
Chapter 2 電子元件
2-1 電子材料套件
2-2 實作:開發板內建LED 燈
2-3 實作:外接LED 燈控制
2-4 實作:PWM 呼吸燈
2-5 實作:按鈕開關的使用
2-6 實作:RGB 七彩霓虹燈
2-7 實作:亮度感測模組
2-8 實作:可變電阻調光燈
2-9 實作:TFT LCD 螢幕顯示圖片與文字
2-10 實作:DHT11 數位溫濕度計
2-11 實作:文字型LCD 顯示模組
2-12 實作:超音波感測器——倒車雷達
2-13 實作:揚聲器SPK
2-14 實作:麥克風錄音機
2-15 實作:可調速電風扇
2-16 實作:滾珠開關
2-17 實作:震動開關
2-18 實作:聲音偵測傳感器
2-19 實作:語音辨識
2-20 實作:人臉辨識——使用邊緣運算
課後習題
Chapter 3 專題應用
3-1 專題:智慧植栽
3-2 專題:藍牙遠距搖控
3-3 專題:互聯網應用
3-4 專題:智慧家庭
課後習題
附錄
Pomas V2 開發板
參考答案
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超入門實作 Python AIoT智能物聯網-使用Raspberry Pi 4B (iPOE R0+R1)-最新版
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1.使用最新Raspberry Pi 4 Model B 開發板,效能大躍進。
2.由實作中邊做邊學,沒寫過程式也能無痛增能,零基礎的最佳選擇。
3.獨家搭配高畫質圖片解說,無陰影、無死角,簡明易懂。
4.使用IFTTT 網站輕鬆串聯各種雲端服務。
5.輕鬆邁入物聯網世界,隨手自造各種智慧應用。
目錄
Chapter 01 認識樹莓派
1-1 樹莓派Raspberry Pi 的陣容
1-2 準備作業系統與開機SD 卡
1-3 設定Raspberry Pi 的網路與遠端連線
1-4 檔案上傳與下載
Chapter 02 認識Python 程式語言
2-1 認識程式語言
2-2 Python 的變數、資料與運算子
2-3 Python 的基本輸入與輸出
2-4 Python 的迴圈結構
2-5 Python 的判斷(選擇)結構
2-6 內建函式與自訂函式
Chapter 03 樹莓派GPIO 基礎周邊控制實作一
3-1 認識樹莓派GPIO
3-2 LED 發光二極體的控制實作
3-3 4P「指撥開關」的控制實作
Chapter 04 樹莓派GPIO 基礎周邊控制實作二
4-1 蜂鳴器(Buzzer)的控制實作
4-2 按鈕開關的控制實作
4-3 七段顯示器的控制實作
Chapter 05 認識iPOE R1 AIoT 智能物聯網雲端/邊緣運算整合發展系統
5-1 認識iPOE R1 AIoT 智能物聯網雲端/ 邊緣運算整合發展系統
5-2 認識iPOE Raspberry Pi 3B/3B+/4B 專用擴充板
5-3 各式串列傳輸的介紹
Chapter 06 進階物聯網感測器模組應用與實作一
6-1 LED 燈排(LED Bar) 的控制實作
6-2 超音波距離感測器模組的控制實作
6-3 伺服馬達(SERVO)的控制實作
6-4 全彩串列式LED 的控制實作
6-5 RFID 無線射頻辨識模組的控制實作
Chapter 07 進階物聯網感測器模組應用與實作二
7-1 74hc595 八位數串列式七段顯示器的控制實作
7-2 DHT11 數位溫濕度感測器模組的控制實作
7-3 I2C 1602 LCD 液晶顯示模組的控制實作
7-4 APDS9930 環境亮度與近接感測器模組的控制實作
7-5 PCF8591 數位類比轉換模組的控制實作
Chapter 08 環境品質監測物聯網應用與實作
8-1 dust 灰塵感測器模組的控制實作
8-2 各種環境品質感測器模組
8-3 回饋警示實際應用設計
8-4 使用UART 介面連接Arduino 開發板
Chapter 09 AIOT 智能物聯網雲端綜合應用
9-1 ThingSpeak 物聯網雲端平台
9-2 ThingSpeak 搭配 IFTTT 的應用
9-3 雲端Google 試算表
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Raspberry Pi 樹莓派:AI × OpenCV × LLM × AIoT 創客聖經 (1版)
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【簡介】
⛧⛦ 樹莓派 5 / 樹莓派 4 皆適用 ⛦⛧
⛧⛦ 一本帶你玩翻人工智慧與物聯網 ⛦⛧
『Raspberry Pi 樹莓派』是一款信用卡大小的單板迷你電腦,深受全球創客的喜愛。
本書將引領你踏上創客之路,利用樹莓派建立 IoT 物聯網與 AIoT 智慧物聯網,以及親手打造遙控串流視訊車、自動避障車、物體追蹤車與 AI 自駕車。甚至讓你在樹莓派上運行 LLM 大型語言模型,並透過 Python 與 LLM 技術,以自然語言進行硬體控制。
是不是已經迫不及待、躍躍欲試了呢?
或許還有點擔心沒有基礎,會難以上手?
請放心。本書將從樹莓派的購買、安裝與設定開始,逐步帶領你使用 Windows 電腦遠端操作樹莓派,並介紹 Linux 系統指令與伺服器架設,讓你不再畏懼終端機黑畫面的文字模式。
接下來,我們將探索樹莓派的 GPIO 腳位,並透過 Python,甚至結合 ChatGPT API 和 LLM 等生成式 AI 來控制硬體。同時,本書也涵蓋如何在樹莓派上使用 Pico 開發板或 Arduino 開發板進行軟硬體整合,為你提供更多面向的選擇。
更精彩的是,運用 Pi 相機模組或 Webcam 攝影機,並結合 OpenCV 電腦視覺套件與多種知名的深度學習模型,實作人臉偵測、手勢追蹤、人體姿態估計、即時物體偵測、文字偵測與車牌辨識等 AI 應用。
至此,你便能輕鬆跟著我們的腳步,透過 Node-RED 物聯網開發工具和 Teachable Machine 來建立 AIoT。此外,也能透過整合超音波感測器、OpenCV 和 TensorFlow Lite,打造出自動避障車、物體追蹤車以及 AI 自駕車。
無論你是創客新手或進階愛好者,本書將幫助你全面掌握樹莓派,發揮你的創意,輕鬆進行各種 AI 軟硬體整合專案!
➢ 無需額外設備,從 Windows 電腦遠端操作樹莓派
➢ 從零開始學習 Linux 系統與伺服器架設
➢ 透過 Python 結合 GPIO 腳位與 ChatGPT API 或 LLM,以文字控制硬體
➢ 同場加映樹莓派 Pico W 與 Arduino Uno 開發板的應用
➢ 建立 Pi 相機模組或 Webcam 攝影機的網頁串流視訊
➢ 搭配 OpenCV 電腦視覺套件,實作人臉、手勢、姿勢、物體、文字、車牌等偵測與辨識
➢ 活用 YOLO、MediaPipe、CVZone 和 TensorFlow Lite 等熱門 AI 套件
➢ 透過 Node-RED 建立 IoT 儀表板,並連結 TensorFlow.js 手勢辨識打造 AIoT 應用
➢ 藉由自駕車智慧系統,體驗深度學習模型的道路、號誌與行人偵測
➢ 親手打造你的遙控串流視訊車、自動避障車、物體追蹤車以及 AI 自駕車
【目錄】
▍第 1 章 認識樹莓派
1-1 認識樹莓派
1-2 樹莓派的型號
1-3 樹莓派的硬體規格
1-4 樹莓派的硬體配件
1-5 你需要知道的背景知識
▍第 2 章 購買、 安裝與使用樹莓派
2-1 購買樹莓派與周邊裝置
2-2 安裝 Raspberry Pi OS 至 Micro-SD 卡
2-3 在 Windows 用 VNC 遠端連線使用樹莓派
2-4 設定 Raspberry Pi OS
2-5 在瀏覽器用 Raspberry Pi Connect 遠端連線使用樹莓派
▍第 3 章 Raspberry Pi OS 基本使用
3-1 認識 Linux、終端機和桌面環境
3-2 使用 Raspberry Pi OS 桌面環境
3-3 Raspberry Pi OS 應用程式介紹
3-4 Raspberry Pi OS 偏好設定
3-5 在 Raspberry Pi OS 執行命令
3-6 在 Windows 和樹莓派之間交換檔案
▍第 4 章 Linux 系統管理
4-1 啟動終端機使用命令列的 Linux 指令
4-2 Linux 的常用指令
4-3 Linux 的使用者與檔案權限指令
4-4 Linux 作業系統的目錄結構
4-5 使用命令列安裝和解除安裝應用程式
4-6 安裝中文輸入法
▍第 5 章 使用樹莓派架設伺服器
5-1 架設 Web 伺服器
5-2 安裝 PHP 開發環境
5-3 安裝設定 MySQL 資料庫系統
5-4 架設 FTP 伺服器
▍第 6 章 建立 Linux 的 Python 開發環境
6-1 在樹莓派安裝 Python 虛擬環境工具
6-2 建立與管理 Python 虛擬環境
6-3 安裝與使用 Visual Studio Code
6-4 使用 Jupyter Notebook + Gradio 建立 AI 互動介面
6-5 Python 應用範例:存取 MySQL 資料庫
6-6 Python 應用範例:使用 ChatGPT API
▍第 7 章 GPIO 硬體介面
7-1 認識樹莓派的 GPIO 接腳
7-2 使用 Python 的 GPIO Zero 模組
7-3 數位輸出與數位輸入
7-4 類比輸出
7-5 類比輸入
7-6 GPIO 應用範例:使用生成式 AI 控制 LED 燈
▍第 8 章 Pico W 開發板與 MicroPython 語言
8-1 認識 Raspberry Pi Pico 開發板
8-2 MicroPython 語言的基礎
8-3 使用 Thonny 建立 MicroPython 程式
8-4 使用 MicroPython 控制 Raspberry Pi Pico 開發板
8-5 Pico W 的 WiFi 連線
8-6 MicroPython 應用範例:用 Python 建立序列埠通訊
▍第 9 章 相機模組與串流視訊
9-1 認識樹莓派的相機模組
9-2 安裝與設定樹莓派的相機模組
9-3 在終端機使用相機模組
9-4 使用 Python 程式操作相機模組
9-5 在樹莓派建立串流視訊
9-6 使用外接 USB 網路攝影機
▍第 10 章 AI 實驗範例(一):OpenCV + YOLO
10-1 在樹莓派安裝 OpenCV
10-2 OpenCV 的基本使用
10-3 AI 實驗範例:OpenCV 人臉偵測
10-4 AI 實驗範例:OpenCV + YOLO 物體偵測
10-5 AI 實驗範例:Ultralytics 的 YOLO11
▍第 11 章 AI 實驗範例(二):MediaPipe + CVZone 3D
11-1 Google MediaPipe 機器學習框架
11-2 CVZone 電腦視覺套件
11-3 手勢與人體姿態的 3D 角度與距離
11-4 AI 實驗範例:辨識剪刀、石頭和布的手勢
▍第 12 章 AI 實驗範例(三):TensorFlow Lite + OpenCV DNN + LLM
12-1 TensorFlow Lite 影像分類
12-2 OpenCV DNN 影像分類與文字偵測
12-3 使用 LLM 大型語言模型
12-4 AI 實驗範例:TensorFlow Lite 即時物體偵測
12-5 AI 實驗範例:EasyOCR 的 AI 車牌辨識
12-6 AI + GPIO 實驗範例:使用 LLM 語意分析控制 GPIO
▍第 13 章 IoT 實驗範例:溫溼度監控與 Node-RED
13-1 認識 IoT 物聯網
13-2 DHT11 溫溼度感測器
13-3 Node-RED 物聯網平台
13-4 MQTT 通訊協定
13-5 Node-RED 儀表板
13-6 IoT 實驗範例:溫溼度監控的 Node-RED 儀表板
▍第 14 章 AIoT 實驗範例:Node-RED + TensorFlow.js
14-1 認識 TensorFlow.js
14-2 安裝與使用相關的 Node-RED 節點
14-3 AIoT 實驗範例:Node-RED 與 COCO-SSD
14-4 AIoT 實驗範例:Node-RED 與 Teachable Machine
▍第 15 章 硬體介面實驗範例(一):樹莓派 WiFi 遙控視訊車
15-1 認識樹莓派智慧車
15-2 樹莓派的直流馬達控制
15-3 再談 Python 的 Flask 框架
15-4 打造樹莓派 WiFi 遙控視訊車
▍第 16 章 硬體介面實驗範例(二):樹莓派 AI 自駕車
16-1 OpenCV 色彩偵測與追蹤
16-2 打造自動避障和物體追蹤車
16-3 車道自動偵測系統
16-4 打造樹莓派 AI 自駕車
▍附錄 A Python 程式設計基礎
A-1 認識 Python 語言
A-2 在樹莓派開發 Python 程式
A-3 Python 變數與運算子
A-4 Python 流程控制
A-5 Python 函式與模組
A-6 Python 串列與字串
▍附錄 B 當樹莓派遇到 Arduino 開發板
B-1 認識 Arduino Uno 開發板
B-2 在樹莓派建立 Arduino 開發環境
B-3 使用 Arduino IDE 建立 Arduino 程式
B-4 在樹莓派開發 Arduino 程式
B-5 使用 Python 建立 Arduino 序列埠通訊
▍附錄 C Raspberry Pi 樹莓派零件購買清單
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