從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰

從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

[美] Dominique,D.,Guinard(多米尼剋?D?吉納德),Vlad,M. ... 著,月影 譯
圖書標籤:
  • Node
  • js
  • 樹莓派
  • 物聯網
  • 萬維物聯網
  • 智能硬件
  • 嵌入式係統
  • 前端開發
  • 後端開發
  • 項目實戰
  • 邊緣計算
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121327643
版次:1
商品編碼:12290856
品牌:Broadview
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2018-01-01
用紙:膠版紙
頁數:332
字數:418300
正文語種:中文

具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 :Node.js硬件與物聯網開發的學習者及相關從業人員。

√ 物聯網的潛能絕不止於解決特定場景的小問題,而是用務實|結構化的方法論來構建大型係統、實現創新、重建秩序。
√ 對 WoT 及其工具鏈的深刻理解和良好把握,讓你得以用成熟的萬維網協議建立更大、更智能、更簡單的萬維物聯網。
√ IoT 離不開更大圖景及完整生態,作者要用超前視野和大局觀,解決無數工具|標準|協議及雲服務構成的高度碎片化。
√ 易讀到物聯網新手可按圖索驥建立一個完整的端到端物聯網;深刻到創建完所有元素後你已成為熟練的物聯網開發者。

內容簡介

本書是介紹萬維物聯網的入門教材。作者通過將樹莓派作為物理設備網關,提齣一種構建萬物互聯的可行方案――利用現有的萬維網標準、HTTP 協議,以及HTML、CSS 和JavaScript 技術,讓智能産品終端成為開放的萬維網的一部分,最終形成物聯網和萬維網的結閤體――萬維物聯網。本書分為兩個部分,第1 章到第5 章是第I 部分,內容涵蓋萬維物聯網基本概念、JavaScript 和Node.js 介紹,通過一個簡單的例子來說明如何使用Node.js 的Web 框架與遠程設備進行交互。第6 章到第10 章是第II 部分,詳細介紹萬維物聯網技術棧中的各層架構及如何用現有的Web 技術實現各層架構,最終能夠形成物理網聚閤應用,能夠快速創建復雜應用程序,整閤各種設備和數據。本書涉獵的技術範圍廣泛,包括各種Web 和物聯網協議、Web 標準及樹莓派的原理與實踐。適閤之前沒有豐富嵌入式開發經驗,但希望探索物聯網世界的Web 開發人員閱讀,也適閤作為一本初級教程指導樹莓派開發者和Node.js 愛好者進行物聯網開發實踐。

作者簡介

Dominique “Dom” Guinard 是 EVRYTHNG 的 CTO 和聯閤創始人,EVRYTHNG 是一個大規模的萬維物聯網雲平颱,通過連接産品到萬維網讓它們變得更智能化。Dom 擁有蘇黎世聯邦理工大學的博士學位,他在學校期間緻力於萬維物聯網架構的早期研究:萬維物聯網架構是物聯網的一個開放的應用層。早在 2012 年,他的博士論文被授予 ETH 勛章。在這之前,Dom 花瞭十年時間研究瞭許多物聯網項目:與 Sun Microsystems 公司閤作探索大規模 RFID 網絡,研究移動電話作為物聯網網關的作用,在蘇黎世聯邦理工大學的 Auto-ID 實驗室參與諾基亞的一些研究,在麻省理工學院的 Auto-ID 實驗室將 EPCglobal RFID 網絡用於萬維物聯網,以及用四年時間在 SAP 的企業級軟件中整閤標記的對象和無綫傳感器網絡。

Vlad Trifa 是 EVRYTHNG 的聯閤創始人、産品研發的執行副總裁。他是分布式嵌入傳感器和交互式設備與使用 Web 技術的企業應用軟件集成方麵的公認專傢。曾經他是麻省理工學院的感知城市實驗室的研究員,在美國和新加坡研究城市與移動計算,在加州大學洛杉磯分校研究生物和分布式信號處理,以及在日本東京的國際電器通信基礎研究所(ATR)研究人與機器人交互和神經係統科學。他也曾經作為 SAP 的助理研究員,在工廠自動化與企業計算方麵獲得工業經驗。Vlad 以博士學位畢業於蘇黎世聯邦理工大學計算機科學專業並擁有瑞士洛桑聯邦理工學院機器人學、人工智能和機器學習方嚮的計算機科學碩士學位。

吳亮(月影)奇虎360高級技術經理,360前端團隊 奇舞團 負責人,w3ctech顧問。曾先後在微軟亞洲研究院做過訪問學生、金蝶軟件擔任項目經理,百度電子商務事業部擔任Web開發項目經理。多年來緻力於Web標準和JavaScript技術的推廣,活躍於國內各技術社區。

精彩書評

一係列奇妙的點子,也是對IoT工具集的一個極好的補充。
——Mike Kuniavsky 帕洛阿爾托研究中心創新服務部

IoT需要一個應用層,而改造Web的應用層是明智的做法!這本不錯的書將嚮你展示如何在幾周內達成目標。
——Sanjay Sarma
麻省理工大學AutoID實驗室

Dom和Vald是IoT界的精神領袖,他們專注於如何通過實踐達到目標。
——Andy Chew
思科(英國)

本書對WoT這樣復雜的主題進行瞭由淺入深的介紹,而且還寫得非常通俗易懂!
——Steve Grey-Wilson
PTC公司旗下Thingworx

目錄

第I 部分 物聯網與萬維物聯網基礎
1 從物聯網到萬維物聯網
1.1 定義物聯網
1.2 進入萬維物聯網
1.2.1 萬維物聯網場景:連接旅店
1.2.2 對比物聯網和萬維物聯網
1.2.3 物聯網簡史
1.3 使用案例――為什麼連接設備
1.3.1 無綫傳感器網絡和分布式傳感
1.3.2 可穿戴和自我量化
1.3.3 智能傢居和建築
1.3.4 智能城市和能源網絡
1.3.5 智能製造與工業4.0
1.3.6 智能物流和供應鏈
1.3.7 營銷2.0
1.4 萬維物聯網――增強版的物聯網
1.4.1 更容易編程
1.4.2 開放和可擴展標準
1.4.3 快速且易於部署、維護與集成
1.4.4 元素之間的鬆耦閤
1.4.5 廣泛使用的安全和隱私機製
1.4.6 萬維物聯網的弊端
1.5 總結

2 你好,萬維物聯網
2.1 初識萬維物聯網設備
2.1.1 主角登場:樹莓派
2.2 練習1――在萬維物聯網上瀏覽一個設備
2.2.1 第1 部分――Web 作為用戶界麵
2.2.2 第2 部分――Web 作為API
2.2.3 小結
2.3 練習2――從一個WoT 傳感器中輪詢數據
2.3.1 第1 部分――輪詢當前傳感器讀數
2.3.2 第2 部分――輪詢和繪製傳感器讀數
2.3.3 第3 部分――實時更新數據
2.3.4 小結
2.4 練習3――作用於現實世界
2.4.1 第1 部分――使用一個錶單來更新顯示的文字
2.4.2 第2 部分――創建你自己的錶單來控製設備
2.4.3 小結
2.5 練習4――讓彆人知道你的設備存在
2.5.1 小結
2.6 練習5――創建你的第一個物理網聚閤應用
2.6.1 小結
2.7 總結

3 Node.js 與萬維物聯網
3.1 JavaScript 崛起:從客戶端到服務端到智能産品
3.1.1 在智能産品中引入JavaScript
3.2 Node.js 簡介
3.2.1 在電腦上安裝Node.js
3.2.2 用Node.js 寫一個Web 服務器
3.2.3 以JSON 格式返迴傳感器數據
3.3 Node.js 的模塊化
3.3.1 npm――Node 的包管理器
3.3.2 通過package.json 和npm 完全管理依賴
3.3.3 你的第一個Node 模塊
3.4 理解Node.js 事件循環
3.4.1 多綫程Web 服務器
3.4.2 單綫程、非阻塞Web 服務器
3.5 開始異步編程
3.5.1 匿名迴調
3.5.2 具名迴調
3.5.3 控製流庫
3.6 總結和課外閱讀

4 嵌入式係統入門
4.1 進入嵌入式設備的世界
4.1.1 業餘愛好者的設備與工業級設備
4.1.2 實時操作係統與Linux
4.1.3 小結及超越樹莓派
4.2 建立你的第一颱WoT 設備――樹莓派
4.2.1 入手樹莓派
4.2.2 選擇你的樹莓派
4.2.3 購物清單
4.2.4 設置你的樹莓派
4.2.5 連接你的設備
4.3 安裝Node.js 到樹莓派
4.3.1 在樹莓派上使用Git 和GitHub
4.3.2 小結
4.4 連接傳感器和執行器到樹莓派
4.4.1 理解GPIO 端口
4.4.2 使用麵包闆連接電子元件
4.4.3 用Node.js 訪問GPIO
4.4.4 課外閱讀
4.5 總結

5 構建智能産品網絡
5.1 連接智能産品
5.1.1 網絡拓撲結構
5.1.2 網絡分層模型
5.2 智能産品的網絡層協議
5.2.1 從空間的角度考慮
5.2.2 網絡協議和IoT
5.2.3 IoT 個人局域網
5.2.4 IoT 廣域網
5.2.5 網絡層協議的選擇
5.3 智能産品的應用層協議
5.3.1 ZigBee 和藍牙的應用層
5.3.2 Apple HomeKit 和Google Weave
5.3.3 消息隊列遙測傳輸
5.3.4 資源受限的應用協議
5.3.5 應用層協議的選擇
5.4 萬維物聯網架構
5.4.1 第1 層:接入層
5.4.2 第2 層:發現層
5.4.3 第3 層:共享層
5.4.4 第4 層:整閤層
5.4.5 為什麼WoT 是重要的
5.4.6 課外閱讀
5.5 總結

第II 部分 構建萬維物聯網
6 接入層:智能産品的API
6.1 設備、資源和Web 智能産品
6.1.1 錶述性狀態轉移
6.1.2 為什麼需要一緻的接口
6.1.3 原則1 :可訪問資源
6.1.4 原則2 :通過錶述來操作資源
6.1.5 原則3 :自描述信息
6.1.6 原則4 :超媒體作為應用程序狀態引擎
6.1.7 小結――Web 智能産品設計過程
6.2 超越REST :實時萬維物聯網
6.2.1 WoT 需要事件
6.2.2 發布/ 訂閱
6.2.3 webhook――HTTP 迴調
6.2.4 Comet――用hack 的方式讓HTTP 支持實時Web
6.2.5 WebSocket
6.2.6 未來:從HTTP/1.1 到HTTP/2
6.3 總結

7 實現 Web 智能産品
7.1 連接設備到Web
7.2 直接集成模式――在設備上實現 REST
7.2.1 創建WoT 服務器
7.2.2 資源設計
7.2.3 錶述設計
7.2.4 接口設計
7.2.5 通過WebSocket 實現pub/sub 接口
7.2.6 小結――直接集成模式
7.3 網關集成模式――CoAP
7.3.1 運行一個CoAP 服務器
7.3.2 通過網關代理CoAP
7.3.3 小結――網關集成模式
7.4 雲端集成模式――EVRYTHNG 的MQTT
7.4.1 設置EVRYTHNG 賬號
7.4.2 創建MQTT 客戶端應用程序
7.4.3 使用action 來控製智能插座
7.4.4 創建一個簡單的Web 控製應用
7.4.5 小結――雲端集成模式1
7.5 總結

8 發現層:描述和發現Web 智能産品
8.1 可發現性問題
8.2 發現智能産品
8.2.1 網絡發現(Network discovery)
8.2.2 Web 上的資源發現
8.3 描述Web 智能産品
8.3.1 Web 智能産品模型簡介
8.3.2 元數據
8.3.3 屬性
8.3.4 行為
8.3.5 智能産品
8.3.6 在樹莓派上實現Web 智能産品模型
8.3.7 小結――Web 智能産品模型
8.4 語義化的Web 智能産品
8.4.1 關聯數據和RDFa
8.4.2 約定的語義:schema.org
8.4.3 JSON-LD
8.4.4 課外閱讀
8.5 總結

9 共享層:安全地分享Web 智能産品
9.1 保障智能産品安全性
9.1.1 加密基礎
9.1.2 Web 安全與TLS :HTTPS 的S
9.1.3 在樹莓派中啓用TLS 以支持HTTPS 和WSS
9.2 授權和訪問控製
9.2.1 通過 REST 和 API token 進行訪問控製
9.2.2 OAuth :一個Web 身份驗證框架
9.3 社交化萬維物聯網
9.3.1 社交化萬維物聯網認證代理
9.3.2 實現社交化萬維物聯網認證代理
9.4 課外閱讀
9.5 總結

10 整閤層:物理網聚閤應用
10.1 構建一個簡單的App――自動生成UI
10.1.1 Web 智能産品的通用用戶界麵
10.2 物理網聚閤應用
10.2.1 使用Node-RED 工具創建物理網聚閤應用
10.3 使用嚮導式工具來創建物理網聚閤應用:IFTTT
10.3.1 將入侵者警報推送到 Google 電子錶格上
10.3.2 使用自建通道發送請求
10.3.3 將入侵警報信息從Twitter 推送到Google 電子錶格
10.4 課外閱讀
10.4.1 從簡單的聚閤應用到大數據聚閤應用
10.4.2 更好的用戶體驗
10.5 總結


附錄A Arduino、BeagleBone、Intel Edison 與WoT

前言/序言

譯者序

物聯網(IoT)正在悄然改變著整個世界。以前收快遞,快遞員要拿著單子給收貨人手簽,現在隻要掃描一下就可以瞭。在圖書館裏藉閱和歸還圖書,不再需要人工一本一本地記錄,隻需要將一疊書放在掃描器上,貼著RFID 標簽的書就能被圖書管理員的電腦記錄和自動跟蹤。連接到智能手機的健康手環能夠隨時監控你的健康狀況。自己不在傢時,如果傢中有異常,安裝在傢裏的智能攝像機會第一時間拍下險情或入侵者照片並發送警報給你。傢中的一些小傢電開始具備上網的功能,當你下班將要迴傢時,可以通過手機控製傢中的暖氣或空調開始工作,以便於你進入傢門時,傢中已經達到瞭令人舒適的溫度。這一切都多虧瞭物聯網的發展。

人們對於生活的追求是無止盡的。隨著身邊的智能産品逐漸增加,我們總想要這些設備更加方便和智能。比如,有這樣一個需求:“當我人在客廳時,如果是白天,則調節窗簾打開的尺度,以保證一個讓我感到舒適的亮度”,又或者“當我打開衣櫃時,我的智能語音助手能為我播報一下今天的天氣”,再或者“當晚上8 點半時,如果我坐在書桌前,請熱水器為我開始加熱洗澡水,等水溫到達60 度時,有鬧鈴提醒我去洗澡”。想象上麵這些場景,或許這些場景在未來會漸漸多起來。這裏遇到的一個問題是,我如何讓窗簾知道我人在客廳,並且時間是白天?我打開衣櫃時,又如何知道今天的天氣?我坐在書桌前,如何知道是晚上8 點半,又如何通知熱水器加熱和設置鬧鍾?這是比物聯網更高一層次的問題,它涉及“如何建立一種通用的語言,讓不同廠商的智能産品能夠彼此通信並協同工作”的問題,而這就是本書的核心概念,即萬維物聯網(WoT)。如果說,萬維網是通過瀏覽器連接人與內容、人與人,那麼WoT 就是連接智能産品與智能産品、智能産品與應用程序、智能産品與數據,以及智能産品與人,這樣就能形成一個全球化的、萬物互聯的公共網絡。

作者在本書中提齣WoT 這樣的設想,即利用現成的Web 標準,以樹莓派這樣的單闆計算機或者Arduino 這樣更低成本的RTOS 設備作為網關,讓眾多設備以HTTP 協議進行通信,內容以JSON 或HTML 形式呈現。這樣的話,未來開發和維護IoT 設備,讓IoT 設備彼此通信,就和Web 工程師維護網頁沒有太大的區彆。更關鍵的是,通過本書的分析,作者指齣,使用現有的Web 標準和相關技術,完全可以解決IoT 相互通信麵臨的各種問題,讓智能産品進入WoT 時代!

迴到前麵的三個場景,如果用WoT 來解決,也就是智能紅外傳感器檢測到客廳有人,則推送一個事件給網關的Web 服務,隨後Web 服務發送一個POST 請求給窗簾控製器,它控製窗簾打開一定的幅度,並將結果返迴;衣櫃門鎖檢測到被開啓,則推送一個事件給網關的Web 服務,隨後Web 服務請求網絡上的天氣服務,獲得當地此刻的天氣,將數據發送給語音助手,語音助手開始播報天氣;桌麵上的智能攝像機檢測到我坐在書桌前,則推送一個事件給網關的Web 服務,隨後Web 服務發送一個GET 請求獲得當前時間,判斷時間是否是八點半,如果已經到八點半,POST 請求就被發送給熱水器控製器,讓熱水器開始加熱。如果紅外傳感器、窗簾控製器、衣櫃門、語音助手、智能攝像機、熱水器控製器都能與Web 網關通信,那麼它們之間的相互控製邏輯就可以用JavaScript 發送簡單的HTTP 請求來輕鬆完成,而且可以用HTML 和CSS 來生成控製界麵,將各個智能産品由封閉的孤島轉變成可以任意組閤的物理網聚閤應用。這就是WoT 最大的魅力!

本書的兩位作者Dominique Guinard 和Vlad Trifa 是IoT 世界的領軍人,也是WoT 的先行者,提齣以Web 的思路解決IoT 的互通問題,為我們描繪瞭萬物互聯的美好前景。而像樹莓派這樣體積小巧、功耗低並且廉價的單闆計算機,也許是未來智能傢居網關最閤適的選擇。

如果你想探索未知的智能産品世界,同時又想讓生活更美好,那麼隻要閱讀本書,你就能通過一張名片大小的“電腦”和前端程序員熟悉的HTML、CSS 和JavaScript 技術來實現,這是多麼棒的一件事!

本書沒有難懂晦澀的專業術語和多麼高深的理論,所有的技術內容都沒有脫離Web 技術的範疇,一位稍有經驗的Web 工程師應該能輕鬆理解和掌握書中所講述的內容。作者還為本書提供瞭豐富的例子,甚至考慮到沒有購買樹莓派硬件的情況,為例子提供瞭PC 模擬的方式,便於讀者理解書中的概念。當然,購買一款樹莓派和一些外設來自己動手實踐,無疑會更有趣一些。

由於Node.js 和樹莓派在最近幾年發展很快,一些標準和API 也可能發生變化,作者也考慮瞭這種情況,將書中所有例子以開源的形式放在瞭GitHub 上,如果你發現書中例子代碼不能正常運行,可以訪問 github.com/webofthings/wot-book 獲取代碼的最新版本。

本書作者在Web 和IoT 領域都有豐富的經驗,知識麵廣泛,行文流暢,介紹的內容深入淺齣。非常感謝博文視點俠少(張春雨)將這樣一本好書給我翻譯。我拿到本書時,就被書中內容深深吸引,迫不及待地入手樹莓派深入學習。這是我獨自翻譯的第一本技術書籍,我深知自己知識麵有限,翻譯過程難免疏漏。對我翻譯的書稿,奇舞團李鬆峰老師、博文視點恩惠編輯幫忙耐心審閱,提齣瞭許多中肯的修改意見,非常感謝他們。希望讀者能從書中得到知識,收獲樂趣,用樹莓派做齣更有趣的WoT 應用。期待未來WoT 讓這個世界變得更美好!

月影



我們對這本書最大的希望是它可以很好地讓你深入瞭解物聯網(Internet of Things,IoT)的未來大概是什麼樣的。盡管網絡上各種談資鋪天蓋地,但是關於這個話題的實用性和權威性內容仍然很少。我們希望這本書能夠通過提齣一個務實的和結構化的方法論來建立物聯網設備和服務,為混沌的物聯網領域帶來一些秩序,這個方法論來自我們為連接設備構建大型商業係統的經驗。

人人都想從未來的發展中分一杯羹,因此有數以百計的連接設備標準參與競爭。“我的協議比你的更好”的態度是物聯網世界分裂的主因,也是不斷重復發明輪子和嚴重缺乏創新的緣由。現有的應用、工具和機製需要支持每一個新協議,而如今已有數以百計的協議需要被集成和維護——好吧,我想你明白瞭!

從10 年前我們開始緻力於物聯網起,我們的目標就是時不時停下來反思什麼可以做,從而發揮物聯網的全部潛力。當時,很明顯大多數項目都隻解決瞭物聯網的小問題。幾乎沒有項目嘗試從物聯網大局齣發並詢問:“我們真正要解決什麼問題,以及我們如何纔能更容易創新?”

幾乎每個人都在嘗試從頭開始建立一個針對設備優化的全局網絡及數據驅動的應用程序!另一邊,像我們這樣從事萬維物聯網(Web of Things,WoT)的人,決定審視和學習這其中最成功的應用層:萬維網。萬維網具有規模,它是開放的且易於參與,而最重要的是,它是通用的。如果它能足夠好地支持銀行服務、遊戲、聊天室並且改變傳媒業,那麼它為什麼不能足夠好地支持物聯網呢?對,就是它瞭!我們寫這本書,不僅告訴你為什麼,也告訴你怎麼做。我們希望它能帶給你對萬維物聯網的深刻理解,並瞭解必要的工具,讓你在因為有瞭萬維網協議,大多數物理對象都被數字化的世界裏能夠茁壯成長。這本書也讓你知道不必要的時候不要重復發明輪子。而且,如你將看到的,重新用堅實的萬維網協議來建立更大的、更智能的、更簡單的萬維物聯網會很有樂趣!

DOM & VLAD



前言

在過去的幾年裏,物聯網(IoT)已經成為技術和商業領域的一個熱門話題。從博客到執行報告再到各種會議,每個人都在問同樣的問題:“物聯網這東西是什麼,又如何在我的生意和生活中使用它?”

由於物聯網的巨大潛力,每一個人都急於為它建立策略或解決方案,這通常聽起來像是在說:“喂,讓我們將建築、供應鏈、工廠和辦公室等一切都連接起來,這樣我們就能追蹤和分析這些海量的數據瞭!”聽起來很美,但是每個人需要迴答的第一個問題是:“我們究竟想要連接什麼,更重要的是,為什麼要連接它們?”物聯網麵臨的真實挑戰與技術(怎麼做)關係不大,與實際用例(是什麼)關係比較大。真的,物聯網是如此年輕,以至於它的技術圖景是高度碎片化的。物聯網技術領域有數百種工具、標準、協議及物聯網雲服務可供選擇,而且這個數量每天還在不斷增加。自我標榜的所謂物聯網專傢和一夜之間冒齣來的博主魚龍混雜。確實,你可以很容易找到看起來很棒的在綫教程,它能夠教會你如何通過 Arduino 和一些傳感器將你的喵星人或者私人汽車連上互聯網,然而當你想要建立一個端到端的、可擴展的安全係統,並將硬件、數據集、存儲器、處理過程、可視化及人機交互放到一起的時候,那就得另說瞭!

有一些很棒的書籍介紹瞭可用的物聯網技術,其中一些非常具體並有技術含量。比如,它們非常詳細地討論硬件或者數據處理,但是沒有展示更大的圖景及如何完整地建立物聯網。其餘一些書籍則寫得非常高大上,討論瞭物聯網的絕大多數原理,但隻是蜻蜓點水,所以你學不會如何使用它們。

這正是我們寫這本書想要填補的空白。我們想讓這本書足夠簡單,簡單到能夠讓一個物聯網新手閱讀,它涵蓋建立一個完整的端到端物聯網的必要工具,並且有足夠的技術含量,因此你可以實際學到如何自己創建每一個元素。

有瞭這個目標,我們決定提煉齣十多年來我們作為工程師、研究員和企業傢,在從事物聯網工作的過程中所學到的一切,這樣通過學習本書你至少能夠成為一名熟練的物聯網開發者。我們的目標是講授需要的技術,用這些技術能夠基於萬維網生態係統和基礎設施來建立物聯網的原型、産品及應用軟件。因此我們很高興地說,本書是學習關於物聯網與萬維網技術交集的一本全麵的實際指導書。在泛泛介紹物聯網的具體細節後(這些細節包括設備、傳感器、標準及工具),我們將快速轉到協議棧,把焦點集中在萬維物聯網——物聯網的應用層上。



從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派構建萬維物聯網的深度探索 在數字時代飛速發展的浪潮中,物聯網(IoT)已不再是一個遙遠的概念,而是深刻影響我們生活方方麵麵的現實。從智能傢居到工業自動化,從智慧城市到精準農業,萬物互聯的願景正以前所未有的速度變為現實。本書《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》正是應運而生,它將帶領讀者深入理解物聯網的核心技術,並以Node.js和樹莓派為核心工具, hands-on 地構建起一個真正能夠接入“萬維”的物聯網係統。 為何選擇Node.js與樹莓派? 在眾多的技術棧中,Node.js和樹莓派組閤之所以成為本書的核心,是因為它們各自的強大優勢與協同效應。 Node.js:JavaScript的服務器端王者 Node.js以其事件驅動、非阻塞I/O的特性,在處理高並發的網絡請求方麵錶現卓越,這對於物聯網設備需要頻繁、實時地與雲端或中心服務器通信的場景至關重要。它允許開發者使用JavaScript這一前端開發者普遍熟悉的語言,貫穿全棧開發,極大地降低瞭學習和開發門檻。更重要的是,Node.js擁有一個極其活躍和龐大的社區,湧現齣無數優秀的庫和框架,例如Express.js用於構建Web服務器,Socket.IO用於實時雙嚮通信,MQTT.js用於物聯網消息傳輸等,這些都為物聯網項目的快速開發提供瞭堅實的基礎。本書將深入探討Node.js在物聯網中的應用,包括如何搭建高效的API接口,如何處理設備數據流,以及如何實現設備之間的協同工作。 樹莓派:微型計算機的無限可能 樹莓派,這款集成瞭強大的處理器、內存、GPIO(通用輸入輸齣)接口和網絡連接能力的微型計算機,是物聯網硬件開發的理想選擇。它的低成本、小巧體積以及豐富的接口,使其能夠輕鬆連接各種傳感器、執行器和其他電子元件,實現對物理世界的感知和控製。更重要的是,樹莓派運行Linux操作係統,為開發者提供瞭高度的靈活性和可定製性,可以安裝和運行各種軟件,與Node.js無縫集成。本書將詳細介紹如何利用樹莓派的GPIO接口,連接和讀取各類傳感器(如溫濕度傳感器、光照傳感器、運動傳感器等),如何控製執行器(如繼電器、舵機、LED燈等),以及如何利用其網絡能力實現設備的聯網。 協同效應:實現“萬聯”的強大引擎 當Node.js遇上樹莓派,它們所激發的能量是驚人的。樹莓派負責連接物理世界,采集數據並執行指令;而Node.js則作為“大腦”,負責接收、處理、存儲、分析這些數據,並通過網絡將指令發送迴樹莓派,甚至與其他物聯網設備或雲平颱進行交互。這種軟硬件的完美結閤,為構建一個完整、強大且靈活的物聯網係統提供瞭強大的技術支撐。本書正是圍繞這一核心理念,引導讀者一步步構建從單個設備到大規模互聯的物聯網解決方案。 本書將帶你探索哪些精彩內容? 《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》並非一本淺嘗輒止的入門讀物,而是緻力於提供深度、實用的知識和技巧。全書內容涵蓋瞭物聯網開發的方方麵麵,並以“從物聯到萬聯”為主綫,循序漸進地引領讀者從構建單一設備的應用,逐步邁嚮復雜、互聯的物聯網係統。 第一部分:物聯網基礎與Node.js入門 深入理解物聯網:概念、架構與挑戰 本部分將首先為讀者建立堅實的物聯網理論基礎。我們將詳細闡述物聯網的定義、核心組成要素(感知層、網絡層、應用層),以及不同的物聯網架構模型(如中心化、去中心化、分布式)。同時,也會探討物聯網發展過程中麵臨的關鍵挑戰,例如安全性、隱私保護、數據管理、功耗優化、標準化等,為後續的實戰開發奠定理論根基。 Node.js核心精髓與物聯網應用 對於熟悉JavaScript的讀者,本部分將快速帶領您掌握Node.js在物聯網領域的獨特價值。我們將深入講解Node.js的事件循環機製、模塊化係統、異步編程(Callback、Promise、Async/Await)等核心概念,以及如何在Node.js環境中安裝和管理依賴。更重要的是,我們會介紹Node.js在物聯網通信協議(如HTTP、MQTT、CoAP)上的應用,以及如何利用Express.js等框架快速搭建Web API,為設備提供數據交互的接口。 高效的物聯網數據通信:MQTT協議詳解 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是物聯網領域事實上的通信標準。本部分將對MQTT協議進行深入剖析,包括其發布/訂閱模式、QoS(服務質量)等級、Broker(代理)的角色等。我們將重點講解如何使用Node.js的`mqtt.js`庫,實現設備與MQTT Broker之間的連接、消息的發布與訂閱,以及如何構建一個簡單的MQTT消息處理中心,為實現設備間通信和與雲平颱的對接打下基礎。 第二部分:樹莓派硬件接入與控製 樹莓派硬件基礎與操作係統配置 本部分將帶領讀者熟悉樹莓派的硬件構造,包括不同型號樹莓派的選購指南、GPIO接口的功能與引腳定義、SD卡的準備與操作係統(Raspberry Pi OS)的安裝與配置。我們將重點講解如何通過SSH遠程登錄樹莓派,以及如何進行基本的係統更新和軟件安裝。 GPIO編程:與物理世界的第一次握手 GPIO是樹莓派連接外部世界的“手臂”。本部分將詳細講解如何使用Node.js(通過`onoff`、`rpio`等庫)控製樹莓派的GPIO引腳,實現數字信號的輸齣與輸入。我們將通過一係列實際的示例,演示如何驅動LED燈閃爍、如何讀取按鈕的狀態、如何驅動蜂鳴器發聲等,讓讀者直觀感受到代碼如何直接影響物理世界。 傳感器數據采集:感知環境的智慧之眼 感知是物聯網的第一步。本部分將指導讀者如何連接各種常見的物聯網傳感器,例如: 溫濕度傳感器(DHT11/DHT22): 實時監測環境溫濕度。 光照傳感器(LDR): 感知環境光照強度。 人體紅外(PIR)傳感器: 檢測是否存在人體活動。 超聲波測距傳感器: 實現距離測量。 土壤濕度傳感器: 用於農業應用。 我們將深入講解這些傳感器的通信原理(如I2C、SPI、單總綫),並提供完整的Node.js代碼示例,將傳感器采集到的模擬或數字信號轉化為可用的數據。 執行器控製:驅動物理世界的行動者 感知之後,執行是物聯網的必然。本部分將重點介紹如何利用Node.js控製各種執行器,實現對物理世界的控製,例如: 繼電器: 控製高功率設備(如風扇、燈、水泵)的開關。 舵機: 實現精確的角度控製,用於攝像頭雲颱、機械臂等。 直流電機與步進電機: 實現不同類型的運動控製。 我們將詳細講解如何通過GPIO接口配閤驅動電路,精確控製這些執行器的行為,並演示一些趣味性的應用,如自動澆水係統、智能窗簾等。 第三部分:構建萬維物聯網係統 構建物聯網數據中心:Node.js與數據庫 隨著連接設備的增多,數據的存儲和管理變得至關重要。本部分將重點講解如何利用Node.js連接和操作常用的數據庫,以存儲和管理物聯網設備采集的海量數據。我們將介紹: 關係型數據庫(如PostgreSQL/MySQL): 適閤結構化數據存儲,進行數據分析和報錶生成。 NoSQL數據庫(如MongoDB): 尤其適閤存儲半結構化或非結構化的物聯網數據,具有高可伸縮性和靈活性。 時序數據庫(如InfluxDB): 專為存儲和查詢時間序列數據而設計,非常適閤物聯網傳感器數據。 我們將提供Node.js與這些數據庫集成的具體代碼示例,並討論數據建模、索引優化等關鍵問題。 實現設備間的實時通信與協同 “萬聯”的關鍵在於設備間的智能互聯。本部分將深入探討如何利用Node.js和WebSocket(通過Socket.IO庫)或MQTT協議,實現物聯網設備之間的實時通信與協同。我們將構建一個多設備協作的場景,例如,一個PIR傳感器檢測到有人移動時,立即觸發另一個樹莓派上的攝像頭拍照,並將照片通過MQTT發送到其他設備或雲平颱。 雲平颱集成:接入更廣闊的物聯網生態 為瞭實現真正的“萬聯”,將本地物聯網係統接入成熟的雲平颱至關重要。本部分將重點介紹如何使用Node.js與主流的物聯網雲平颱(如AWS IoT, Azure IoT Hub, Google Cloud IoT)進行集成。我們將講解如何配置設備憑證、如何將數據從樹莓派推送到雲平颱,以及如何從雲平颱接收指令並控製樹莓派。這將極大地擴展我們物聯網係統的能力,使其能夠與其他雲服務進行集成,實現更高級的數據分析、可視化和應用開發。 物聯網安全:構建堅固的防護體係 安全性是物聯網項目不可忽視的生命綫。本部分將係統地講解物聯網安全的關鍵方麵,包括: 設備認證與授權: 如何確保隻有閤法的設備能夠接入係統。 數據傳輸加密: 使用TLS/SSL等技術保護數據在傳輸過程中的安全。 安全編碼實踐: 避免常見的安全漏洞。 訪問控製策略: 限製對設備和數據的訪問權限。 我們將提供相應的Node.js和樹莓派上的安全配置和實現方法,幫助讀者構建一個安全可靠的物聯網係統。 實戰案例:從零構建一個智慧傢庭係統 為瞭鞏固所學知識,本書的最後一部分將通過一個貫穿全書的實戰案例——“智慧傢庭係統”,來集成和應用前麵所講解的各種技術。我們將演示如何: 通過樹莓派和傳感器采集傢庭環境數據(溫度、濕度、光照)。 使用Node.js搭建Web服務器,提供一個可視化的Web界麵,展示實時數據。 通過手機APP(或Web APP)遠程控製傢電(如燈光、風扇)。 實現智能聯動,例如,當檢測到室內無人且光綫充足時,自動關閉燈光。 將數據上傳至雲平颱進行長期存儲和分析。 這個案例將是本書學習成果的集中體現,幫助讀者全麵掌握構建一個完整、可擴展的物聯網係統的流程和技術要點。 誰適閤閱讀本書? 軟件開發者: 尤其是熟悉JavaScript的開發者,希望將技能擴展到物聯網領域,利用Node.js快速構建物聯網應用。 硬件愛好者與創客: 對電子製作和硬件控製感興趣,希望結閤軟件編程實現更智能化的硬件項目。 在校學生與教育工作者: 希望學習物聯網核心技術,為未來的學習和職業發展打下基礎。 對物聯網感興趣的任何人士: 無論您是初學者還是有一定基礎,本書都將提供清晰、係統的指導。 結語 《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》不僅僅是一本書,更是一扇通往無限可能的物聯網世界的大門。通過本書的學習,您將能夠獨立設計、開發和部署自己的物聯網項目,將您的創意變為現實,並為未來的智能生活貢獻一份力量。讓我們一起踏上這段精彩的“萬聯”之旅!

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這本書的封麵設計確實挺吸引人的,名字也很有分量。“從物聯到萬聯”這個說法,一下子就勾勒齣瞭一個從局部到整體、從簡單到復雜的宏大願景,讓人充滿期待。我平時對智能傢居和物聯網技術就挺感興趣的,總覺得這些技術會讓我們的生活變得更便捷、更智能。但很多時候,接觸到的信息都比較零散,要麼是某個具體的設備怎麼用,要麼是某個雲平颱的功能介紹,總感覺缺乏一個清晰的脈絡和全局的認知。這本書的標題正好填補瞭我的這個需求,它似乎提供瞭一個係統性的解決方案,讓我們可以從“物聯”這個基礎概念齣發,逐步走嚮“萬聯”的終極目標。我特彆好奇它會如何闡述“萬聯”這個概念,是指設備間的互相連接,還是用戶與設備、設備與服務的深度融閤?這中間涉及的技術棧肯定非常豐富,光是想到Node.js和樹莓派的組閤,就覺得很有探索的空間。Node.js在後端開發方麵的強大能力,配閤樹莓派這種小巧靈活的硬件平颱,簡直是為物聯網開發量身定做的。我迫切想知道書中會如何將它們有機地結閤起來,構建一個實際可用的物聯網係統,並且是如何處理數據采集、傳輸、存儲、分析以及應用層交互等一係列問題的。

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這本書的標題《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》在我看來,傳達瞭一種從基礎到進階、從單點到全局的係統性學習路徑,這正是許多技術學習者所渴望的。我尤其被“萬聯”這個概念所吸引,它暗示著一種超越傳統設備連接的、更加智能、更加協同的物聯網形態。書中關於Node.js和樹莓派的結閤,讓我聯想到瞭一種低成本、高效率的物聯網解決方案,這對於個人開發者、學生群體以及小型企業來說都具有極大的吸引力。我迫切想知道書中會如何詳細講解Node.js在物聯網後端開發中的應用,例如它在實時數據處理、消息隊列集成、API接口設計等方麵的優勢,以及如何利用其異步非阻塞的特性來應對大規模設備連接的挑戰。同時,對於樹莓派,我期待它能提供關於硬件選型、係統安裝、基礎編程以及與各種物聯網傳感器和模塊交互的詳細指導。而“構建實戰”這一點,更是讓我看到瞭它將理論知識轉化為實際應用的巨大潛力,我希望書中能提供一些完整的項目案例,從需求分析、係統設計到編碼實現、部署測試,能夠全麵地展示物聯網係統的構建過程,並且在各個環節都能提供清晰、可操作的指導。

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作為一個對新興技術充滿好奇心的普通讀者,我一直想瞭解物聯網究竟是如何運作的,以及普通人也能通過一些工具和技術參與到這個進程中來。這本書的名字《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》,聽起來就非常有吸引力。它提到瞭“物聯”到“萬聯”的跨越,這讓我好奇它會如何解釋這個過程,是從簡單的點對點通信,發展到更復雜的網絡效應和智能決策?Node.js和樹莓派這兩個名字我也經常在相關的技術論壇上看到,知道它們在物聯網領域非常流行,但我對它們具體是怎麼結閤使用,以及能實現什麼功能,一直沒有一個清晰的認識。我希望這本書能用比較易懂的方式,介紹一些基礎概念,比如什麼是物聯網協議,什麼是傳感器,什麼是執行器,以及Node.js和樹莓派在其中扮演的角色。更重要的是,我希望它能通過一些實際的“實戰”案例,讓我看到這些技術是如何轉化為一個個有用的應用的,比如如何用樹莓派做一個簡單的天氣監測站,或者用Node.js控製傢裏的燈光。

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作為一個在科技領域摸爬滾打多年的技術愛好者,我一直在尋找能真正將理論與實踐相結閤的優質讀物。這本書的名字《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》恰好引起瞭我的注意。它不僅僅是關於技術棧的堆砌,而是強調“實戰”,這對我來說至關重要。我之前嘗試過一些物聯網相關的項目,但往往停留在理論層麵,或者隻是對現有開源項目進行簡單的二次開發,很難形成一個完整的、可擴展的係統。這本書的“萬維物聯網”概念,讓我聯想到一個更加開放、更加互聯互通的未來物聯網生態,這其中的挑戰和機遇並存。Node.js作為一種高性能、事件驅動的JavaScript運行時,在物聯網領域有著得天獨厚的優勢,尤其是在處理大量的並發連接和實時數據方麵。而樹莓派,作為一款性價比極高的微型計算機,更是成為瞭無數DIY和原型開發的首選。我很想知道書中是如何將這兩者進行深度融閤,具體會介紹哪些實際的案例和項目?比如,如何利用Node.js搭建一個輕量級的MQTT服務器,如何通過樹莓派采集各種傳感器數據,又如何將這些數據安全地傳輸到雲端並進行可視化展示?書中關於“實戰”的承諾,讓我對它充滿瞭信心,希望它能提供清晰的步驟、詳盡的代碼示例,以及應對實際開發中可能遇到的各種問題的解決方案。

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我最近對一些邊緣計算和分布式係統構建特彆感興趣,尤其是如何利用低成本硬件和成熟的開發框架來實現一些復雜的物聯網應用。這本書的標題《從物聯到萬聯:Node.js與樹莓派萬維物聯網構建實戰》,無疑正中我的下懷。它承諾的“萬聯”概念,在我看來,不僅僅是設備數量的增加,更是一種智能的協同和能力的泛在。我非常好奇書中是如何將Node.js強大的後端處理能力和樹莓派的硬件靈活性相結閤,來構建這樣一個“萬聯”的物聯網體係。是否會涉及到微服務架構在物聯網場景下的應用?又或者會介紹如何利用Node.js的非阻塞I/O特性來高效地管理海量設備的數據流?對於樹莓派,書中會著重講解哪些硬件接口的使用,比如GPIO、I2C、SPI等,以及如何通過這些接口與各種傳感器、執行器進行通信?另外,我對書中關於“構建實戰”的部分尤為期待,希望能夠看到一些循序漸進的項目案例,從簡單的智能燈泡控製,到復雜的環境監測係統,再到更高級的工業物聯網應用,能夠清晰地展示齣整個構建過程,包括軟件的部署、網絡的配置、數據的處理以及用戶界麵的開發等。

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我為什麼喜歡在京東買東西,因為今天買明天就可以送到。我為什麼每個商品的評價都一樣,因為在京東買的東西太多太多瞭,導緻積纍瞭很多未評價的訂單,所以我統一用段話作為評價內容。京東購物這麼久,有買到很好的産品,也有買到比較坑的産品,如果我用這段話來評價,說明這款産品沒問題,至少85分以上,而比較垃圾的産品,我絕對不會偷懶到復製粘貼評價,我絕對會用心的差評,這樣其他消費者在購買的時候會作為參考,會影響該商品銷量,而商傢也會因此改進商品質量。

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