物聯網實作：工業4.0基礎篇(2版)

第1堂課 環境建置

第2堂課 伺服機（舵機）控制
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、伺服機控制說明
五、程式流程圖
六、重點語法說明
七、Arduino 程式
八、實驗步驟
九、實驗結果

第3堂課 四軸機器手臂控制
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、程式流程圖
六、重點語法說明
七、Arduino 程式
八、實驗步驟
九、實驗結果

第4堂課 人機介面控制四軸機器手臂
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、人機介面設計說明
六、重點語法說明
七、VC# 程式編輯步驟
八、實驗結果

第5堂課 網路遠端控制四軸機器手臂
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、Server 端程式流程圖
六、Server 端重點語法說明
七、Server 端Arduino 程式
八、Client 端人機介面設計說明
九、實驗步驟
十、實驗結果

第6堂課 MQTT 技術應用於Arduino
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、MQTT 技術說明
六、Arduino 程式程式流程圖
七、重點語法說明
八、Arduino 程式
九、實驗步驟
十、實驗結果

第7堂課 MQTT 技術應用於馬達監控
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、程式流程圖
六、重點語法說明
七、Arduino 程式
八、實驗步驟
九、實驗結果

第8堂課 使用ESP8266URAT 轉WiFi 模組
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、實驗流程
六、AT 指令
七、實驗步驟
八、實驗結果

第9堂課 人機介面遠端監控機器手臂（使用ESP8266 WiFi 模組）
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、預期實驗結果
五、Server 端程式流程圖
六、Server 端重點語法說明
七、Client 端人機介面設計說明
八、Visual Studio C# 編輯步驟
九、實驗結果

第10堂課 使用ESP8266 實現MQTT
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、重點語法說明
五、Arduino 程式
六、實驗步驟
七、實驗結果

第11堂課 雲端環境建置
一、實驗目的
二、實驗設備
三、雲端應用程式Node-RED 使用介紹
四、實驗步驟
五、實驗結果

第12堂課 雲端資料庫儲存溫度資料與分析
一、實驗目的
二、實驗設備
三、Node-RED 應用程式重點說明
四、R 語言程式說明
五、實驗步驟
六、實驗結果

第13堂課 使用Node-RED 建立HTTP 服務
一、實驗目的
二、實驗設備
三、Node-RED 應用程式重點說明
四、實驗步驟
五、實驗結果

第14堂課 IoT 服務裝置註冊介紹
一、實驗目的
二、實驗設備
三、IBM Bluemix IoT 服務重點說明
四、實驗步驟
五、實驗結果

第15堂課 物聯網專題實作—Node-RED雲端應用程式
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、重點語法
五、Arduino 程式
六、實驗步驟
七、實驗結果

第16堂課 物聯網專題實作—自走車訂閱資訊
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、重點語法
五、Arduino 程式
六、實驗步驟
七、實驗結果

第17堂課 物聯網專題實作—機器手臂訂閱資訊
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、重點語法
五、Arduino 程式
六、實驗步驟
七、實驗結果

第18堂課 物聯網專題實作—手機應用
一、實驗目的
二、實驗設備
三、實驗配置
四、重點語法
五、APP 程式
六、Node-RED 應用程式實驗步驟
七、Android 手機實驗步驟
八、Android 手機實驗結果
九、iPhone 手機實驗步驟
十、iPhone 手機實驗結果
十一、同時開啟Android 手機與iPhone 手機
 

序

　　物聯網浪潮的來臨，已經開始改變產業與生活的樣貌。在工業應用上，將物聯網結合機器人、自動化生產線，融合消費者需求，從設備自動化生產演進成工廠智慧化生產，構成工業4.0少量多樣、分散製造、快速回應的概念。在日常生活中，整合網路的家庭監控、情境照明、銀髮照顧等應用，都為人們帶來更為舒適的新生活。

　　從技術層面上來說，欲建構厚實的物聯網產業有幾個關鍵處，首先是IC晶片，尤其是指可以提供無線連接且低耗電功率的IC晶片；接著是感測器，以偵測感知環境的物理變化；第三是系統平台；第四是雲端控制軟體；最後則是應用端程式。作者以多年的教學經驗與近兩年帶隊參賽的得獎經驗（第2 0 屆全國大專校院資訊應用服務創新競賽— 智慧穿戴結合雲端服務創新應用組第三名、第19屆全國大專校院資訊應用服務創新競賽—IBM智慧好生活創新應用組第一名），開發這物聯網實作的基礎教材。由於介紹之容廣泛，但篇幅有限，各技術應用將直接以範例實作，並無深入介紹各技術規範，以免流於一本超厚的技術手冊，也希望讀者能將各章內容排列組合出自己獨創的物聯網應用。

　　本書使用無線網路晶片ESP8266（UART轉WiFi的晶片），搭配Arduino開發板，加上溫濕度感測裝置整合出一個實驗系統平台，透過IBM Bluemix雲端平台與機器手臂、自走車、手機APP互動。全書共分十八堂課，每堂課包含了簡單介紹，以及可在三小時內完成的實作，足夠大專技職院校甚或高職授課所需，也適合對物聯網、機電控制或雲端控制等方面有興趣的讀者自修，或作為一本入門的教科書使用，本書橫跨Arduino程式設計、感測器應用、雲端平台建立、VC#人機介面設計與手機APP設計等五大領域，希望讀者能夠透過本書初體驗物聯網監控的樂趣。

　　感謝陸瑞強老師、周顥恭校友、劉邦慈校友、簡偉倫校友、梁鈞冠校友與所有健行科技大學D215實驗室同學的幫忙，使本書可以順利完成。