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現在位置:艾鍗學院ARM系列課程 / 網路及雲端系列課程實現Web IoT平台 - 基於ARM mbed Cloud

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課程特色

 課程目標

1.能了解物聯網IoT 架構,包含物聯網感知層、物聯網網路層、物聯網應用層
2.了解物聯網中M2M通訊協定
3.能開發一個web IoT平台,基於ARM mbed cloud (WoT: Web of Things)
4.會熟悉mbed Client API (使用Raspberry Pi)
5.會熟悉mbed device connector API

 課程介紹︰快速打造物聯網Web整合應用
 

從實作中認識物聯網!

本課程將採用Node.js 撰寫WebAPP,使用HTTP/RESTful API 存取Resource。在實作WebAPP中,除了後端Node.js,你也將會看到後端如何與前端瀏覽器之間要如何溝通的方式,如AJAX或WebSocket。 課程使用Raspberry Pi 結合ARM mbed Cloud來實現一個物聯網解決方案。你會了解 M2M(Machine-to-Machine)網路協定,包含CoAP、MQTT、LWM2M等協定,並藉由Raspberry Pi連接ARM mbed Cloud 。 Raspberry Pi 的部份教你連接一些感測器,包含GPIO、數位界面I2C的溫溼度感測器、類比感測器如光感應器等,並將這些感測器成為定義為不同的Resource Path並註冊在mbed cloud中。

物聯網中Web APP的重要性

物聯網真正的價值來自於資料及服務。雲端是由設備或是連網端點收集來的數據(Machine Data)儲存的地方, 系統必須同時具備將時間序列的數據轉換為可以被行動應用存取的數據型態,藉此連接 Web APP,提供企業進而掌握可獲利的服務或商業模式。

一次整合前後端的程式語言-Node.js

Node.js 最大的特色就是可以在伺服器端執行JavaScript。也就是說,前端工程師可以單純地使用一種語言(JavaScript)完成前後端的Web Application開發。目前Node.js增長的很快,每年增長率達到100%,全球已超過數千家公司引入Node.js在自身產品中,如Google、IBM、Microsoft、Paypal、Alibaba等企業。

相關詞: IoT,物聯網,WoT, Raspberry Pi, ARM mbed, CoAP, MQTT, LWM2M, WebAPP, RESTful API, Node.js , AJAX, WebSocket, JavaScript, JQuery, MongoDB, NoSQL

課程大綱

物聯網技術架構簡介
M2M通訊協定: CoAP & MQTT
各家物聯網平台使用簡介 - ThingSpeak,Amazon AWS, MediaTek Cloud Sandbox (MCS),LASS
ARM mbed Cloud 平台架構簡介
實現一個基於 ARM mbed cloud 的 Web IoT 平台
1 ) Raspberry Pi 開發快速上手
2 ) 物聯網感測層技術:
 ▪ 感測器介面技術 - 數位(I2C, SPI)、類比 (ADC)
 ▪ GPIO、Relay 控制110V家電控制
 ▪ 數位感測器讀取-溫溼度感測器(BME280)
 ▪ OLED 輸出
 ▪ 類比式感測器讀取-光感測器
3 ) 物聯網網路層技術
 ▪ build mbed Client to Linux
 ▪ mbed Client API
 ▪ Raspberry Pi 3 連線ARM mbed cloud using CoAP
4 ) 物聯網應用層技術: 以WebAPP 實作
 ▪ Web前端技術: JavaScript/JQuery
 ▪ Web後端技術: Node.js
 ▪ Web通訊技術實現: AJAX, WebSocket
 ▪ MongoDB (NoSQL)進行資料儲存
 ▪ mbed Device Connector Web API
 ▪ IoT整合應用實現 

適合對象
1.對物聯網應用平台開發有興趣者
2.對 ARM mbed 平台開發有興趣者
3.對 Web 開發技術 (Node.js) 運用於物聯網有興趣者
4.對於感測器讀取、韌體程式撰寫傳統MCU或嵌入式系統開發有興趣者
5.對於如何使用 Raspberry Pi 3 打造物聯網系統有興趣者
師資介紹

Joseph

▪ 台灣大學電機工程系博士研究 ▪ 訊舟科技公司/資深軟體工程師

▪ 嵌入式Linux系統 ▪  ARM Boot Loader  ▪  資料結構及演算法 ▪  PCB Layout

MCU 韌體設計 ▪  Linux 驅動程式▪ Linux系統程式 ▪ 網路通訊協定

 職場技能

1.能開發一個web IoT平台並基於mbed cloud

子板介紹

carbon fibreiPAS first

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ARM mbed cloud 結合無線感測網路(WSN)進行遠端家電控制
 
課程Q&A
  •   M2M 和 ARM mbed Cloud的關係?
    當大家在談論智慧家庭的解決方案時, 如遠端控制冷氣、家電等, 首先要解決的第一個問題就是要如何從Internet 連入家中的設備, 而不必對家中路由器進行任何設定,如Virtual Server、Port Forwarding等,M2M就是要能做到這點, 而這就是NAT Traversal (穿透防火牆)。藉由ARM mbed cloud可以讓你具有NAT Traversal的能力, 而快速地建構出M2M(Machine-to-Machine)網路架構,只要確定終端設備(node)可以上網就好,你就可以由遠端對該節點進行控制與進行資源存取。

 

  •   什麼是物聯網M2M協定?
    機器對機器 (Machine-to-Machine, M2M)通訊是物聯網的一個重要運作概念。隨著物聯網的應用日益興盛,M2M流量會持續增加,故針對M2M Traffic特徵及其應用,M2M通訊技術應運而生。由於物聯網架構下,感測節點本身多半採用MCU且以電池供電,故這些新的M2M協定必須考量在有限的硬體能力及功耗等條件下,使得M2M Traffic在進行網路傳輸時,有較高的Throughput、低延遲、低電力耗損,甚至提供不同的 QoS (Quality of Service)。

 

  •   CoAP協定是什麼?
    CoAP(The Constrained Application Protocol) 目前已是IETF標準(RFC 7252) ,提出一個類似https/TCP設計,但是屬於輕量版的https/UDP,使得其有利於感測節點進行網路傳輸。CoAP是主從(Client/Server)架構,感測節點多半為CoAP Server提供資源,由CoAP Client請求讀取/控制資源狀態。CoAP使用UDP (port: 5683),對於資料是否要重傳或傳送順序(Reordering) 全交由上層應用層來決定,對於資源有限的MCU則不需要有完整TCP/IP協定實作。

 

  •   MQTT協定是什麼?
    MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是IBM開發的一個即時通訊協定,2010年IBM釋出免授權版本(v3.1)。MQTT是機器對機器(M2M)物聯網的連接協定。它被設計成一個非常輕量級的發布/訂閱消息傳輸。對於感測節點擁有很少的記憶體和或網路頻寬很小的情況下, MQTT非常適合。MQTT已經是ISO(ISO / IEC 20922:2016)和OASIS標準。另外,Facebook Messenger即是採用MQTT協定。
職涯方向
IoT 系統整合工程師 │ 韌體工程師 │ ARM mbed 工程師 │ MCU軟體工程師 │ 前端工程師 後端工程師 全端工程師

延伸學習課程

 上課花絮

學員須知
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