| 課程名稱 Course Title |
(中文) 物聯網技術 (英文) Internet Of Things Technology |
開課單位 Departments |
資訊工程學系 | ||
| 課程代碼 Course No. |
I4250 | ||||
| 授課教師 Instructor |
鄭福炯 | ||||
| 學分數 Credit |
3.0 | 必/選修 core required/optional |
選修 | 開課年級 Level |
大四 |
| 先修科目或先備能力Course Pre-requisites：C程式設計、Java物件導向程式設計(optional) | |||||
| 課程概述與目標 Course Overview and Goals： 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 Textbook |
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 Reference |
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 Syllabus |
學生學習目標 Learning Objectives |
單元學習活動 Learning Activities |
學習成效評量 Evaluation |
備註 Notes |
||
| 週 Week | 單元主題 Unit topic |
內容綱要 Content summary |
||||
| 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。 |
|
|
|
| 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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
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 |
|
||
| 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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
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 |
|
|
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 |
|
|
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 |
|
|
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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
|
| 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 |
|
|
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。 |
|
||
| 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 |
|
|
|
|
教學要點概述 Overview of Teaching Points： |