Chapter01 概覽

1.1 物聯網發展歷史

1.2 物聯網概念

1.3 聯網—各式各樣的聯網裝置

1.4 物聯網系統的核心是網路

1.5 小結

?

Chapter02 一個極簡的物聯網：hello,world

2.1 資料的傳輸過程

2.2 一個文字的物聯網

2.3 裝置狀態改變

2.4 小結

2.5 練習建議

2.6 問題回顧.

2.7 相關閱讀資料

?

Chapter03 分解物聯網系統

3.1 物聯網的層級結構

3.2 小結

3.3 相關閱讀資料

?

Chapter04 以Web 為基礎的物聯網系統

4.1 Web 應用架構

4.2 資料持久化

4.3 視圖與應用層

4.4 部署

4.5 小結

4.6 練習建議

4.7 相關閱讀資料?

?

Chapter05 連接裝置

5.1 連接控制器

5.2 連接執行器

5.3 連接感測器

5.4 小結

5.5 相關閱讀資料

?

Chapter06 物聯網應用範例

6.1 資料視覺化

6.2 儀表板類型範例：溫度趨勢圖

6.3 建立手機應用

6.4 使用AWS 雲端平台建置物聯網

6.5 小結

6.6 相關閱讀資料

?

Chapter07 真正的物聯網：MQTT 與CoAP 協定

7.1 MQTT

7.2 CoAP

7.3 小結

7.4 相關閱讀資料?

?

Chapter08 智慧與安全

8.1 回顧我們的物聯網系統

8.2 智慧化

8.3 安全與隱私

8.4 小結

8.5 相關閱讀資料?

?

Appendix A Raspberry Pi 快速指南

Appendix B JavaScript 基礎

Appendix C Ionic 簡單說明文件

Appendix D 相關資源

前言



　　在最開始的時候，人們使用CGI來開發動態網頁；也使用CGI 來開發一些聯網應用。早先及現有的物聯網應用使用Web技術作為基礎的技術，接著開始將一些不錯的協定使用在物聯網中，如MQTT。又有一些組織在制定一些協定，如CoAP。同時越來越多的國家和組織在擬定自己的標準。



　　幸運的是，這些都是依據現有的技術發展而來的。技術在過去的幾十年裡發生了快速的變化，但是它們的本質是解決問題。而問題並沒有發生快速的變化—還是一樣的問題，只是我們有了更多可用的解決方案。



　　? 本書目標



　　這不是一本詳細介紹物聯網系統的書籍，也不會和一些教學一樣主要集中於射頻、ZigBee、WiFi、藍芽等。我相信這些知識你已經在其他書中學了，而這些書籍更多的是偏重於硬體層級的建置，沒有從系統等級、架構等級對系統進行設計。設計一個完整的系統，則是本書的核心。本書旨在教會使用者如何去設計的思維，以及如何打造物聯網系統的過程。至於系統底層硬體的實現細節則需要使用者去把握。



　　本書遵循循序漸進的思想，從設計一個極其簡單的物聯網系統，再到以網際網路為基礎的物聯網系統，最後打造了一個以物聯網協定為基礎的物聯網系統。在這個過程中我們還將教會讀者打造物聯網的相關應用—手機APP、溫度趨勢、網頁端控制等。



　　由於設計這個物聯網系統本身有太多的基礎知識，並且涵蓋各方面的知識，本書將盡可能地向讀者推薦一些擴充閱讀資料，並且建議讀者多多實作。同時，由於章節間是一步步加深的關係，如果你在這其中遇到問題可以及時與作者聯繫。



　　目標讀者：對物聯網有興趣的創客、極客、程式設計師、設計師；對物聯網有興趣的大學、中學師生；想自己動手設計完整物聯網的相關從業人員。



　　? 為什麼是JavaScript



　　在思考著用哪種語言來撰寫程式的時候，我考慮到了Python、Java、JavaScript。Python 是我最喜歡的語言，JavaScript 是我最擅長的，Java 是我最常用（工作）的。它們都是非常不錯的跨平台語言，都有廣泛的使用者。



　　如果考慮將其商業化，我會考慮使用Java 語言。Java 語言是一種「正統」的語言，在電腦科學領域，各個院校都將之列為必學語言。除去Java Web 的流行帶來的需求，Android 也增大了對Java 語言的需求。由於Java 語言是一種編譯語言，並且經過二十多年的發展，累積了大量的技術和智慧，使得它相當穩定。因而多數企業都採用作為其主要語言。儘管Java 語法簡單，但是語法卻比較煩瑣、開發效率低，並不利於我們表述。



　　如果僅是考慮學習服務端，我會考慮使用Python來寫我們的物聯網系統。Python是一種簡單、易學、易懂的指令碼語言，非常受歡迎。在書中的一些實例裡我會使用Python 語言。Python 語言富有表現力，可以更容易地讓我們將自然語言轉為機器語言。然而，對讀者來說可能存在更多的學習成本。



　　JavaScript有什麼優點？無論使用Java還是Python語言來開發我們的物聯網應用，凡是有關網頁前端相關的內容，我們都需要JavaScript，這就足夠了！



　　為什麼我們不使用JavaScript來完成所有的這些工作呢？它有：

　　■ Node.js 架構 最流行的JavaScript服務端平台，可以建立Web應用。

　　■ Cordova 架構 最流行的混合應用架構，可以使用Web技術來開發手機應用（iOS、Android、Windows Phone 等）。



　　這就表示，我們可以用這門語言完成所有的開發工作—服務端、用戶端、行動應用。如果你想，也可以用來完成硬體端的開發。三星推出可以適用於嵌入式裝置的小型JerryScript，Google的兩名前員工推出了適用於物聯網領域的軟體平台Smart.js。並且已經有幾個開發板，如Tessel 2、Espruino，可以讓你使用JavaScript為你的晶片程式設計。



　　? 其他語言



　　在服務端、用戶端和行動應用的實例裡，我們會用JavaScript、HTML、CSS 來介紹其中的原理。在硬體部分，我們會用C/C++ 語言。在Raspberry Pi 上程式設計的時候，會使用Python。其他部分，如Dashborad和NodeMCU 的介紹，會有一些Lua 或Ruby 語言的實例。



　　我們之所以在Raspberry Pi 上使用Python 語言，不僅是因為使用Python語言更容易讀懂，而且在這個領域中主要使用的也是Python 語言。同理於Dashboard 的範例，我們使用Dashing 這個流行的架構，因為它更容易上手，並且使用的人較多。這就表示，在遇到問題的時候更容易解決。



　　我們並不希望這些語言會阻礙你前進。在適當的時候你可以先跳過這一部分—如Dashing，我們展示了如何自己去寫類似的介面，使用這個架構只是為了開發更快。隨後在真正使用它的時候去深入它們。



　　為了用而學習是最有效率的學習。



　　? 本書內容



　　如下所示，本書分為8 個章節和4 個附錄。



　　第1 章　概覽

　　本章介紹了物聯網的歷史背景和相關技術，以及其與網際網路的關係。



　　第2 章　一個極簡的物聯網：hello,world

　　本章以一個文字檔的資料為中心，快速架設一個極簡的物聯網原型。其中將介紹物聯網的一些基礎知識。



　　第3 章　分解物聯網系統

　　本章將描述常用的物聯網系統架構，並對每一個層級進行詳細的描述和介紹。



　　第4 章　以Web 為基礎的物聯網系統

　　本章將介紹常用API 的模式RESTful，並將帶領讀者打造以HTTP 協定為基礎的物聯網系統。



　　第5 章　連接裝置

　　本章將介紹一些容易上手的裝置，並將這些裝置連接到物聯網。不僅可以控制LED，也可以上傳感測器資料。



　　第6 章　物聯網應用範例

　　本章將介紹用趨勢圖來顯示感測器的資料，還將展示如何打造一個跨平台的APP 來控制物聯網裝置。

　　同時，使用一些目前的雲端服務來降低開發難度。



　　第7 章　實現超越網際網路的物聯網

　　本章將介紹MQTT、CoAP 等物聯網協定，它們可以幫助我們更進一步地處理物聯網系統中的訊息通訊。



　　第8 章　智慧與安全

　　本章將關注於一些額外的話題，如安全、智慧、私有化。



　　附錄

　　附錄提供了簡單的JavaScript 入門指引、Ionic 的一些介紹、物聯網資料及Raspberry Pi 的初始化等。



　　? 程式



　　本書的程式都可以從Github 上（github.com/phodal/iot-code） 或CSDN Code 上（code.csdn.net/designiot/code）下載。



　　程式以MIT 協定公開，你可以將其中的程式用於你的開發或專案中。如果你在這個過程中遇到一些問題，請在網頁上建立一個相關的Issues，以便我們能收到這個問題，並幫助其他遇到同樣問題的人解決問題。

?