ESP32物聯網專題製作實戰寶典
學會使用ESP32開發無線物聯網專題所需的各種開發知識
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內容簡介
學會使用ESP32開發無線物聯網專題所需的各種開發知識
使用ESP32開發板來開發各種物聯網專案可完整涵蓋感測器到雲端平台之間的安全資料通訊技術，有助於您使用EPS32系統單晶片來開發各種產品級的物聯網解決方案。您將學會如何使用各種類型的序列通訊協定來介接不同的感測器與致動器，藉此將ESP32應用於物聯網(Internet of Things, IoT)專案中。
本書會說明為何某些專案需要對終端使用者的立即性輸出，也會透過範例來驅動各種顯示模組來介紹不同的顯示技術。本書特色在於透過專門章節搭配實作範例來說明數位安全性。在學習過程中，您會理解藍牙低功耗(BLE)與BLE網格網路，並製作一個完整的智慧家庭專案，其中的所有節點都可透過 BLE網格網路來通訊。後續章節則示範為何物聯網應用大多時候都會需要雲端連線能力以及允許智慧型裝置的遠端存取。您也會知道整合各款雲端平台與第三方服務如何能為終端使用者開啟了無限的可能性，例如大數據分析以及預防性維修好將成本最小化。
本書告訴你使用ESP32開發無線物聯網專題所需的各種開發技能，並製作直擊核心且高效率的安全性方案來滿足專題需求。
本書精彩內容：
．探索進階使用情境，例如UART通訊、聲音與相機功能、低功耗情境以及透過RTOS進行排程
．在專案中整合不同類型的顯示模組來滿足對使用者的立即性輸出
．連接Wi-Fi與藍牙進行本地端網路通訊
．透過不同的物聯網訊息通訊協定來連接各種雲端平台
．將ESP32整合語音助理與IFTTT等第三方服務
．探索用於實作產品等級之物聯網安全功能的各種最佳方式
作者介紹
Vedat Ozan Oner是一位技術知識與經驗兼備的物聯網產品開發者與軟體架構師，在職涯中曾以不同的身分參與過許多物聯網專案，所以即便身處高度競爭市場中，也能以全方位視角來檢視如何開發成功的物聯網產品。他擁有中東科技大學(METU)的電腦工程學士學位，也擁有許多企業級認證與資格，包含PMP®、ITIL®與AWS認證開發者。他於2018年於倫敦創辦了Mevoo有限公司(https://mevoo.co.uk)，對客戶提供顧問服務並開發自家的物聯網產品。
歡迎聯繫Vedat：https://www.linkedin.com/in/vedatozanoner/
目錄
Part I｜使用ESP32
Chapter 1 認識ESP32
1.1 技術要求
1.2 物聯網新興科技
1.3 認識物聯網解決方案的基本架構
1.4 認識ESP32開發平台與模組
1.5 開發平台與框架
1.6 RTOS選項
1.7 總結
Chapter 2 與地球對話｜感測器與致動器
2.1 技術要求
2.2 安裝工具鏈、ESP32之程式設計與除錯
2.3 小試身手－使用按鈕、電位計和LED 建立基本I/O
2.4 使用感測器
2.5 使用致動器
2.6 總結
2.7 問題
Chapter 3 出色的輸出顯示
3.1 技術要求
3.2 液晶顯示器（LCD）
3.3 有機發光二極體顯示器（OLED）
3.4 薄膜電晶體顯示器（TFT）
3.5 使用FreeRTOS
3.6 總結
3.7 問題
Chapter 4 深入了解進階功能
4.1 技術要求
4.2 UART 通訊
4.3 利用I2S 加入喇叭
4.4 開發影像應用程式
4.5 開發低功率應用程式
4.6 總結
4.7 問題
Chapter 5 專題｜室內多感測器
5.1 技術要求
5.2 多感測器功能列表
5.3 方案架構
5.4 實作
5.5 總結
Part II｜區域網路通訊
Chapter 6 永遠的好朋友－Wi-Fi
6.1 技術要求
6.2 使用Wi-Fi
STA 模式
AP 模式 .
6.3 用lwIP 開發
6.4 總結
6.5 問題
6.6 延伸閱讀
Chapter 7 安全第一！
7.1 技術要求
7.2 安全開機與OTA 更新
7.3 使用TLS/DTLS 進行安全通訊
7.4 整合安全元件
7.5 問題
7.6 延伸閱讀
Chapter 8 我能說BLE
8.1 技術要求
8.2 認識BLE 基本觀念
8.3 開發BLE 信標
8.4 開發GATT 伺服器
8.5 設定BLE 網格網路
8.6 總結
8.7 問題
8.8 延伸閱讀
Chapter 9 讓家變得更聰明
9.1 技術要求
光感測器
9.2 功能說明
9.3 解決方案架構
9.4 實作
9.5 總結
Part III｜雲端服務通訊
Chapter 10 沒有雲端服務就沒有物聯網
10.1 技術要求
10.2 ESP32可用的物聯網通訊協定
10.3 認識雲端物聯網平台
10.4 在AWS IoT服務上進行開發
10.5 總結
10.6 問題
Chapter 11 相連不嫌多｜整合第三方服務
11.1 技術要求
11.2 使用語音助理
11.3 整合Amazon Alexa
11.4 用IFTTT定義規則
11.5 總結
11.6 問題
11.7 延伸閱讀
Chapter 12 專題製作｜聲控智慧風扇
12.1 技術要求
12.2 智慧風扇的功能清單
12.3 解決方案架構
12.4 實作
12.5 總結
Content
1-1封面頁
1-2書名頁
1-3貢獻者
1-4目錄
1-5前言
1-6Part1 使用ESP32
1-7Ch01 認識ESP32
1-81.1 技術要求
1-91.2 物聯網新興科技
1-10什麼是物聯網？
1-11物聯網的應用領域
1-12邊緣終端裝置中的 AI/ML
1-13能量採集
1-14奈米機器人
1-151.3 認識物聯網解決方案的基本架構
1-16物聯網的安全機制
1-171.4 認識 ESP32 開發平台與模組
1-18為何選擇 ESP32 ？
1-19ESP32 的功能
1-201.5 開發平台與框架
1-211.6 RTOS 選項
1-221.7 總結
1-23Ch02 與地球對話｜感測器與致動器
1-242.1 技術要求
1-252.2 安裝工具鏈、ESP32 之程式設計與除錯
1-26安裝 PlatformIO
1-27第一個專題
1-28為應用程式除錯
1-292.3 小試身手｜使用按鈕、電位計和 LED 建立基本 I/O
1-30範例：用按鈕開關 LED
1-31範例：LED 調光器
1-322.4 使用感測器
1-33使用 DHT11 讀取環境溫度及濕度
1-34用 DS18B20 測量溫度
1-35用 TSL2561 感應光線
1-36於專題中使用 BME280
1-372.5 使用致動器
1-38用機電繼電器控制開關
1-39操作步進馬達
1-402.6 總結
1-412.7 問題
1-42Ch03 出色的輸出顯示
1-433.1 技術要求
1-443.2 液晶顯示器（LCD）
1-453.3 有機發光二極體顯示器（OLED）
1-463.4 薄膜電晶體顯示器（TFT）
1-473.5 使用 FreeRTOS
1-48觸碰感測器計次
1-49使用多個感測器作為產生器
1-503.6 總結
1-513.7 問題
1-52Ch04 深入了解進階功能
1-534.1 技術要求
1-544.2 UART 通訊
1-554.3 利用 I²S 加入喇叭
1-56上傳音檔至快閃記憶體
1-57播放音檔
1-584.4 開發影像應用程式
1-59為 ESP32-CAM 準備開發環境
1-60燒錄與監控 ESP32-CAM
1-61專題開發
1-624.5 開發低功率應用程式
1-63從輕度休眠模式中喚醒
1-64於深度休眠下使用 ULP 協同處理器
1-654.6 總結
1-664.7 問題
1-67Ch05 專題｜室內多感測器
1-685.1 技術要求
1-695.2 多感測器功能列表
1-705.3 方案架構
1-715.4 實作
1-72感測器子系統
1-73使用者互動子系統
1-74電源管理子系統
1-75主要應用程式
1-765.4 總結
1-77Part2 區域網路通訊
1-78Ch06 永遠的好朋友｜Wi-Fi
1-796.1 技術要求
1-806.2 使用 Wi-Fi
1-81STA 模式
1-82AP 模式
1-836.3 用 lwIP 開發
1-84mDNS 基礎之感測器服務
1-85具備 SNTP 的數位時鐘
1-866.4 總結
1-876.5 問題
1-886.6 延伸閱讀
1-89Ch07 安全第一！
1-907.1 技術要求
1-917.2 安全開機與 OTA 更新
1-92Secure boot v1
1-93Secure boot v2
1-94更新 OTA
1-957.3 使用 TLS/DTLS 進行安全通訊
1-967.4 整合安全元件
1-977.5 總結
1-987.6 問題
1-997.7 延伸閱讀
1-100Ch08 藍牙我也通
1-1018.1 技術要求
1-1028.2 認識 BLE 基本觀念
1-103通用存取規範
1-104屬性規範
1-105通用屬性規範
1-106安全管理通訊協定
1-1078.3 開發 BLE 信標
1-1088.4 開發 GATT 伺服器
1-1098.5 設定 BLE 網格網路
1-1108.6 總結
1-1118.7 問題
1-1128.8 延伸閱讀
1-113Ch09 讓家變得更聰明
1-1149.1 技術要求
1-1159.2 功能說明
1-1169.3 解決方案架構
1-117光感測器
1-118開關
1-119閘道器
1-1209.4 實作
1-121光感測器韌體
1-122開關韌體
1-123閘道器韌體
1-124測試
1-1259.5 總結
1-126Part3 雲端服務通訊
1-127Ch10 沒有雲端服務就沒有物聯網｜各種雲端平台與服務
1-12810.1 技術要求
1-12910.2 ESP32 可用的物聯網通訊協定
1-130MQTT
1-131CoAP
1-132WebSocket
1-13310.3 認識雲端物聯網平台
1-134AWS 物聯網
1-135Azure IoT
1-136Google IoT Core
1-137Alibaba 雲物聯網平台（Aliyun IoT）
1-13810.4 在 AWS IoT 服務上進行開發
1-13910.5 總結
1-14010.6 問題
1-141Ch11 相連不嫌多｜整合第三方服務
1-14211.1 技術要求
1-14311.2 使用語音助理
1-144運作原理
1-145Amazon Alexa 重要概念
1-14611.3 整合 Amazon Alexa
1-147建立智慧居家技能
1-148建立 Lambda 函式
1-149將 Amazon 帳號連結到技能
1-150啟用技能
1-151建立事物
1-152開發 Lambda 函式
1-153測試技能
1-154開發韌體
1-155故障排除
1-15611.4 用 IFTTT 定義規則
1-157準備規則
1-158開發韌體
1-15911.5 總結
1-16011.6 問題
1-16111.7 延伸閱讀
1-162Ch12 專題製作｜聲控智慧風扇
1-16312.1 技術要求
1-16412.2 智慧風扇的功能清單
1-16512.3 解決方案架構
1-166裝置韌體
1-167雲端服務架構
1-16812.4 實作
1-169建立技能
1-170建立 Lambda 函式
1-171帳號連結
1-172建立事物
1-173開發 Lambda 函式
1-174開發韌體
1-175接下來呢？
1-17612.5 總結
1-177版權頁
1-178封底頁
FAQ
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