教學大綱表
請遵守智慧財產權,勿使用非法影印教科書,避免觸法。
課程名稱 (中文) 物聯網應用與實作
(英文)
開課單位 電機工程學系
課程代碼 E2770
授課教師 林文國 張伯廷
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大二
先修科目或先備能力:計算機組織、程式設計
課程概述與目標: 物聯網已成為未來新科技發展及應用的新趨勢,估計在2020年將有500億個元件透過各種連線方式傳遞命令或訊息,相信這將會對人類的溝通及生活方式產生不同程度上的改變,故開設本課程讓學生能對物聯網能有更清楚的認知與相關技能培養 。
本課程的主要目的在於幫助學生深入了解並探討物聯網的觀念及架構,並藉由Arduino IDE 平台進一步學習物聯網的設計培養專業素養及未來工作技能。
教科書 "Designing the Internet of Things" by Adrian McEwen, Hakim Cassimally, 2014 John Wiley and Sons, Ltd.
參考教材 超圖解Arduino互動設計,趙英傑,旗標,2017
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 物聯網介紹及其主要發展領域 • 物聯網的演進及發展
• 物聯網的主要基本組成構件
• 物聯網商業模式及供應鏈系統
了解物聯網及主要發展和應用領域並進一步確認學程相關的發展和職能需求
  • 討論
  • 講授
  •  
    2 物聯網系統架構 •基本通訊模式
    •三層及四層模式物聯網架構
    •物聯網相關的標準
    •物聯網系統要件 CASE
    •物聯網系統架構觀念的建立
    •認識及瞭解目前產業中有關物聯網的制定組織及標準
    •瞭解物聯網系統應具備的特性
  • 討論
  • 講授
  • 作業
  •  
    3 物聯網通訊協定 •TCP/IP 及物聯網通訊模式
    •物聯網通訊協定
    •實際應用範例
    瞭解物聯網主要通訊協定包括應用層通訊協定如
    AMQP MQTT CoAP 以及資料連結層如 LoRa SigFox NB-IoT 及5G等等, 並且知道如何應用.
  • 討論
  • 講授
  •  
    4 物聯網系統專題報告 •物聯網應用系統分組報告
    •心得討論
    啟發學生的自我學習機制,協助或激勵學生藉由探索、思考或與團隊互動的過程,提升對物聯網應用設計的整體瞭解
  • 個案研究
  • 討論
  • 心得發表
  • 報告
  •  
    5 雲服務及物聯網系統範例 •物聯網雲服務介紹
    •物聯網相關的技術發展
    •物聯網系統範例
    從物聯網服務模式 IaaS PaaS SaaS 以及相關的技術發展如人工智慧、 區塊鍊或工業4.0中去了解產業的運作模式及定位, 進而探索自己所要發展或研究的方向.
  • 討論
  • 講授
  •  
    6 認識Arduino 1. 何謂Arduino
    2. Arduino IDE的下載、安裝與使用介紹
    3. Arduino 基本語法的介紹
    3. 實驗:LED的控制、RS232的資料傳輸
    1. 了解何謂Arduino,其包含硬體、軟體、IDE操作介面
    2. 如何使用Arduino來開發一個嵌入式裝置,
    3. 了解Arduino開發的過程與微處理器開發的過程有何差異
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • 報告
  •  
    7 智慧化居住空間的設計理念 1. 參觀開放式建築示範屋(MEGA House)
    2. 參觀Living 3.0 智慧化居住空間展示中心
    (http://www.living3.org.tw/ils-museum/index.aspx)
    1. 智慧化居住空間的設計理念
    2. 智慧化居住空間的實現方式
    3. 未來居住方式與現今的差異性
  • 討論
  • 探索體驗
  • 參訪
  • 報告
  •  
    8 期中考 期中考 學習評量  
    9 智慧型燈光控制 1. 智慧型燈光控制的應用說明
    2. 紅外線介紹與實作
    3. 光敏電阻的介紹與實作
    4. LED調光機制的介紹與實作
    1. 了解智慧型燈光控制的應用說明
    2. 了解紅外線、光敏電阻、LED調光的原理,
    3. 實作紅外線、光敏電阻、LED調光的控制
    4. 自行規劃與設計一智慧型燈光控制裝置
  • 設計研究
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  
    10 網路控制晶片 1.WiFI網路控制晶片
    2. Bluetooth網路控制晶片
    利用Arduino IDE開發環境、WiFi 、Bluetooth等網路控制晶片,讓學生實作無線連線技術,藉此可控制燈光。
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  
    11 遠端智慧型恆溫控制 1. 熱敏電阻的介紹與實作
    2. 散熱風扇的介紹與控制
    3. 七段顯示器與LCD的介紹與控制
    4. 電晶體及繼電器的介紹與控制
    了解各sensor的功能和原理,藉由對於熱敏電阻、 散熱風扇、LCD、電晶體和繼電器的控制實作,結合先前網路晶片的學習經驗,由學生規畫並實作出遠端智慧型恆溫控制系統
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  
    12 遠端智慧型的馬達控制系統 了解並實作伺服馬達的控制原理 了解並實作伺服馬達的控制原理,結合先前學習成果,學員規劃並實作出遠端智慧型的馬達控制系統
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  
    13 手機控制的應用實例 1. 手機與WiFi、Bluetooth等網路晶片的連結
    2. 蜂鳴器的原理介紹與實作
    3. 七段顯示器的原理介紹與實作
    了解如何透過手機的APP,來使手機得以和WiFi、Bluetooth等網路晶片的連結起來,並進行蜂鳴器或七段顯示器的控制。結合先前所學,由學生自行規畫並完成一個手機控制的應用實例
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  
    14 超音波與薄膜電位計的時作 1. 超音波原理的介紹
    2. 超音波模組功能的介紹與實作
    3. 薄膜電位計功能的介紹與實作
    了解超音波量測距離的原理,並藉此來進行距離的量測
    了解薄膜電位計的功能與原理,並藉此來進行控制裝置的應用
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 報告
  •  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 □ 教科書作者提供
    評量方法: 實驗:30%   其他評量:20%   報告:40%   作業:10%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504