教學大綱表
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課程名稱 (中文) 物聯網技術
(英文) Internet Of Things Technology
開課單位 資訊工程學系
課程代碼 I4250
授課教師 鄭福炯
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大四
先修科目或先備能力:C程式設計、Java物件導向程式設計(optional)
課程概述與目標: 1. 課程概述:
在2014年台積電張忠謀董事長預告,「物聯網」將會是「Next big thing(下一件大事)」及聯發科蔡明介董事長預言,「我們將會進入一個智慧裝置無所不在的世界」下,物聯網的大商機已經來臨。工研院 IEK 的估計,目前包括 IoT (Internet of Things) 與 IoE(Internet of Everything)的「物件聯網」,滲透率僅不到 2%;相對於手機用戶的滲透率高達 96%發展潛力無窮。Gartner物聯網預測報告中,2015年全球所使用的物聯網裝置數量將達49億個,至2020年將成長至250億個,成長近5倍 !此外,大陸的十三五計畫商機,也讓物聯網充滿各種想像及可能。物聯網技術也成為21世紀不可不學的課程。

2. 課程目標
本課程利用物聯網設計平臺ESPlorer與NodeMCU來實現物聯網智慧物件(End devices),利用Java+Raspberry Pi來實現物聯網Gateway,利用Android手機來智慧物聯網智慧物件。教導同學實現智慧家庭物聯網應用,並利用做中學來了解物聯網理論與技術。利用期中與期末專題實現物聯網的智慧社區物聯網與智慧(教室)校園物聯網應用。

教科書 物聯網技術理論與實作(附實驗學習手冊),鄭福炯,全華 2016
參考教材 IEEE Journal papers、物聯網相關國内外標準、sensors 與actuators spec.、物聯網用之嵌入式系統
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 視覺化的程式語言 1. 介紹加州柏克萊大學Snap!視覺化的程式語言工具
2. 介紹Snap!建構方塊: 命令建構方塊(Command)、回報建構方塊(Reporter)和判斷建構方塊(Predicate)
3. 介紹資料型別、常數與變數、運算子與運算元
4. 介紹條件式與控制流
1. 能了解並敘述資料型別、常數與變數、運算子與運算元、條件式與控制流程等基本程式結構。
2. 能運用基本程式結構,撰寫程式,解決問題。
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    2 Snap!的串列(list)、函式(function)、高階函式(High-Order Functions , HOFs) 1. 介紹索引(index)、陣列(Array)與表格(table) 概念
    2. 介紹串列(list)的Key, value概念
    3. 介紹電腦函式的定義、參數與回傳值
    4. 介紹遞迴(recursion)概念
    5. 介紹電腦高階函式的定義
    6. 介紹Snap!的三個高階函式: 對應(Map)、合併(Combine)、保留(Keep)
    能運用基本程式結構、串列、函式、高階函式,撰寫程式,解決問題
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    3 嵌入式系統視覺化的程式語言(Snap!4NodeMCU) 1. 介紹嵌入式基本硬體架構與軟體架構
    2. 介紹嵌入式開發工具 Snap!4NodeMCU IDE
    3. 介紹嵌入式開發工具 ESPLorer IDE
    1. 能了嵌入式基本硬體架構與軟體架構。
    2. 能運用Snap!4NodeMCU 、ESPLorer IDE基本程式結構,撰寫嵌入式程式,解決問題
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    4 物聯網簡介 介紹物聯網定義與物聯網系統架構 1. 了解物聯網定義
    2. 了解物聯網系統架構
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    5 物聯網應用介紹 介紹物聯網二大應用:智慧城市與工業(生産力) 4.0技術 1. 了解物聯網智慧城市應用
    2. 了解物聯網工業(生産力) 4.0技術
  • 討論
  • 講授
  • 報告
  • HW1:分析物聯網應用系統架構與需用到的硬軆  
    6 物聯網無缐充電系統介紹 介紹宏達電與其他6家厰商合作之物聯網無缐充電系統與技術 了解物聯網無缐充電系統與技術
  • 心得發表
  • 講授
  • 演講
  • 實驗
  •  
    7 物聯網設計平臺介紹 介紹本課程使用的物聯網軟硬軆架構技術與服務平台 1.了解物聯網軟硬軆架構技術與服務平台
    2.培養物聯網服務平台軟軆設計能力
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • HW2:物聯網服務平台與Nest溫濕度物聯網設計與實作  
    8 物聯網軟硬軆架構 介紹其他物聯網軟硬軆架構技術與服務平台 了解物聯網軟硬軆架構技術與服務平台
  • 講授
  • 上機實習
  •  
    9 期中報告 物聯網應用期中報告(智慧校園物聯網、智慧社區物聯網、智慧教室物聯網) 1. 學習團隊合作
    2.討論與報告物聯網應用期中報告
  • 討論
  • 心得發表
  • 期中考
  •  
    10 物聯網應用設計與實作 介紹物聯網End device程式設計 1. 了解物聯網End device程式設計
    2. 培養物聯網智慧插座設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • HW4:物聯網智慧插座設計與實作  
    11 物聯網應用設計與實作 介紹物聯網Gateway程式設計 1. 了解物聯網Gateway技術
    2. 培養物聯網網路自動連線設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 演講
  • 實驗
  • 1. Gateway設計專題演講,Tatung Co 2. HW5:物聯網網路自動連線設計與實作  
    12 物聯網感應器與啓動器 介紹常用的物聯網感應器與啓動器 1. 了解常用的物聯網感應器與啓動器
    2. 培養智慧聯網感應器與啓動器設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • HW6:智慧聯網感應器與啓動器設計與實作  
    13 智慧家庭物聯網設計與實作 1.介紹SAANET家電控制通訊協定
    2.介紹智慧聯網掃地機設計與實作
    1.了解SAANET家電控制通訊協定
    2.培養智慧聯網掃地機設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • HW7: 智慧聯網掃地機設計與實作  
    14 物聯網MQTT標準 1. 介紹MQTT物聯網技術之相關知識以及其應用
    2. 傳授Snap!4NodeMCU MQTT APIs之相關知識以及其應用
    3. 學習使用NodeMCU平台,利用Eclipse foundation 的Broker實作智慧LED燈應用MQTT程式設計
    1. 了解MQTT物聯網技術知識以及其應用
    2. 培養MQTT物聯網技術設計與實作的能力
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    15 物聯網CoAP標準 1. 介紹CoAP物聯網技術之相關知識以及其應用
    2. 傳授Snap!4NodeMCU CoAP APIs之相關知識以及其應用
    3. 學習使用NodeMCU平台,實作CoAP應用程式設計
    1. 了解CoAP物聯網技術知識以及其應用
    2. 培養CoAP物聯網技術設計與實作的能力
  • 個別或小組指導
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    16 智慧家庭物聯網設計與實作 介紹智慧物聯網咖啡機設計與實作 了解智慧物聯網咖啡機設計與實作
  • 實作
  • 講授
  • 報告
  • HW8:期末報告準備:商業模式圖分析與物聯網實作(ppt)  
    17 物聯網未來的挑戰與機會 介紹物聯網目前與未來的挑戰與機會。 了解物聯網目前與未來的挑戰與機會。
  • 講授
  •  
    18 期末報告 期末實作分組簡報與demo 1. 學習團隊合作
    2. 討論與報告物聯網應用期末報告
    3. 培養物聯網實作展示的能力
  • 心得發表
  • 實作
  • 期末考
  •  

    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: 期末考:30%   期中考:20%   實驗:40%   報告:10%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 ■ 課程網站
    課程網站:http://elearn.ttu.edu.tw
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504