使用ESP32開發智慧燈管裝置MQTT控制篇
作者： 曹永忠, 王仁杰, 何柳霖, 周柏綸, 李奇陽, 葛志聖, 郭耀文
出版社：崧燁文化
出版日期：2025/04/30
語言：繁體中文
定價：950元
內容簡介
本書是『ESP系列程式設計』之『智慧家庭篇氣氛燈泡』的第六本書，是筆者針對智慧家庭為主軸，進行開發各種智慧家庭產品之小小書系列，主要是給讀者熟悉使用Arduino Compatiable 開發板：ESP32 開發板（網址：www.ESP32.com/）來開發氣氛燈泡之商業版雛型（ProtoTyping），進而介紹這些產品衍伸出來的技術、程式攥寫技巧，以漸進式的方法介紹、使用方式、電路連接範例等等。
ESP32 開發板最強大的特點：他是完全Arduino Compatiable 開發板，並在板內加上無線模組:ESP32 WiFi Module，無線網路涵蓋距離，在不外加天線之下，就可以到達20公尺以上，這對於家庭運用上，不只是足夠，還是遠遠超過其需求。
更重要的是它的簡單易學的開發工具，最強大的是它網路功能與簡單易學的模組函式庫，幾乎Maker想到應用於物聯網開發的東西，可以透過眾多的周邊模組，都可以輕易的將想要完成的東西用堆積木的方式快速建立，而且價格比原廠Arduino Yun或Arduino + Wifi Shield更具優勢，最強大的是這些周邊模組對應的函式庫，因為開放硬體（Open Hardware）與開放原始碼（Open Source）機緣下，全世界有數以千萬計的科技、研發人員長久不斷的支持，讓Maker不需要具有深厚的電子、電機與電路能力，就可以輕易駕御這些模組。
所以本書要介紹臺灣、中國、歐美等市面上最常見的智慧家庭產品：Led燈泡與燈管，使用逆向工程的技巧，推敲出這些產品開發的可行性技巧，並以實作方式重作這些產品，讓讀者可以輕鬆學會這些產品開發的可行性技巧，進而提升各位Maker的實力，希望筆者可以推出更多的入門書籍給更多想要進入『ESP32 開發板』、『物聯網』這個未來大趨勢，所有才有這個物聯網系列的產生。
作者介紹
作者簡介
曹永忠（Yung-Chung Tsao）
國立中央大學資訊管理學系博士，目前在國高雄大學電機工程學系兼任助理教授與自由作家，專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、物聯網系統開發、Arduino開發、嵌入式系統開發。長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、物聯網系統開發、軟硬體技術整合等領域，並持續發表作品及相關專業著作。
王仁杰（Renjie Wang）
國立暨南國際大學科技學院光電科技碩士學位碩士，目前在弘光科技大學擔任技士，專長為機、水、電、消防及公用系統（鍋爐、空調、純水）的維護保養工作排定及新建工程監造等。
葛志聖（Chihsheng Ko）
國立暨南國際大學科技學院光電科技碩士學位碩士，目前為空軍少校。
何柳霖（Liulin Ho）
國立暨南國際大學科技學院光電科技碩士學位碩士，目前為空軍上尉。
周柏綸（Polun Chou）
國立暨南國際大學科技學院光電科技碩士學位碩士，目前為空軍上尉。
李奇陽（Chiyang Li）
國立暨南國際大學科技學院光電科技碩士學位碩士，目前為空軍少校。
郭耀文（Yaw-Wen Kuo）
國立交通大學電信工程研究所博士，曾任工研院電通所工程師、合勤科技局端設備部門資深工程師，目前是國立暨南國際大學電機工程學系教授，主要研究領域是無線網路通訊協定設計、物聯網系統開發、嵌入式系統開發。
目錄
自序
目錄
圖目錄
表目錄
物聯網系列
開發板介紹
NodeMCU-32S Lua WiFi 物聯網開發板
ESP32 C3 Super Mini 物聯網開發板
外接電源
進入燒錄模式
章節小結
控制LED燈泡
控制LED發光二極體
發光二極體
控制LED程式
解說控制LED程式
章節小結
控制雙色LED 燈泡
雙色LED 模組
控制雙色LED 程式
解說控制雙色LED 程式
章節小結
控制全彩LED 燈泡
全彩發光二極體
全彩LED 模組
控制全彩LED 程式
解釋控制全彩LED 程式
章節小結
控制WS2812 燈泡模組
WS2812B 全彩LED 模組特點
主要應用領域
串列傳輸
WS2812B 全彩LED 模組
民間延伸應用
多形狀模組之延伸應用
安裝WS2812B 函式庫
函式庫下載與安裝
手動安裝函式庫
控制WS2812B全彩LED模組
開發控制WS2812B的程式
解說控制WS2812B的程式
章節小結
智慧燈管裝置專案架構介紹
MQTT Broker 傳輸架構介紹
MQTT Broker伺服器基本運作原理
MQTT Broker伺服器基本應用
MQTT Broker伺服器基本元素
MQTT Broker伺服器基本常見之設計方法
設計客戶端邏輯
性能與擴展性
測試與偵測
MQTT Broker伺服器示例應用場景
智能家居系統
車聯網
健康監控
非接觸式操控面板之系統架構
建立發佈者與訂閱者交互關係之系統架構
發佈者與訂閱者的交互過程
交互的核心：MQTT Broker 伺服器
發佈者與訂閱者的關係
例子說明
JSON 簡介
WS2812B 模組電路介紹
WS 2812B 電路組立
開發透過命令控制WS2812B 顯示顏色之程式
解釋透過命令控制WS2812B 顯示顏色之程式
使用WS2812B 模組
控制命令解釋
章節小結
硬體開發與組裝
第二代氣氛燈泡與智慧燈管控制器
硬體組立
筆者開發之智慧燈泡
筆者開發之智慧燈管
控制器組立
認識第二代氣氛燈泡控制器PCB
第二代氣氛燈泡控制器PCB組立步驟
組立E27 金屬燈座殼
接出E27 金屬燈座殼電力線
接出AC交流電線
準備WS2812B 彩色燈泡模組
WS2812B 彩色燈泡模組電路連接
NODEMCU-32S LUA WIFI 物聯網開發板置入燈泡
確認開發板裝置正確
裁減燈泡隔板
WS2812B 彩色燈泡模組黏上隔板
WS2812B 彩色燈泡隔板放置燈泡上
蓋上燈泡上蓋
完成組立
燈泡放置燈座與插上電源
插上電源
智慧燈管組立
章節小結
MQTT Broker模式開發
MQTT Broker控制架構
受控端控制命令
發布與訂閱主題之設定
控制命令之設計與解析
開發MQTT Broker 伺服器讀取控制命令系統
ESP32 C3 Super Min 開發板腳位圖介紹
從MQTT Broker 伺服器讀取控制命令
主程式程式解釋
MQTTLib 程式解釋
commlib 程式解釋
initPins 程式解釋
進行測試
發送控制命令到MQTT Broker 伺服器程式
ESP32 C3 Super Min 開發板腳位圖介紹
透過簡易命令轉換控制命令傳送到MQTT Broker
MQTT_Publish_ESP32_C3 主程式解釋
MQTTLib 解釋
initPins 程式解釋
進行測試
解析控制命令控制WS2812B 燈泡
透過MQTT Broker 伺服器接受彩色發光命令控制燈泡
開發透過MQTT Broker 伺服器接受彩色發光命令控制燈泡程式
主程式程式解釋
MQTTLib程式解釋
initPins程式解釋
進行測試
透過MQTT Broker伺服器接受燈泡開啟關閉命令控制燈泡
開發透過MQTT Broker伺服器接受燈泡開啟關閉命令控制燈泡程式
MQTT_Subscribe_to_WS2812B_ESP32_C3主程式解釋
MQTTLib副函式庫解釋
WS2812BLib副函式庫解釋
進行測試
章節小結
本書總結
作者介紹
附錄
NodeMCU 32S腳位圖
ESP32 C3 Super Mini腳位圖
建國老師開發燈泡PCB板圖
建國老師開發燈泡PCB 板圖(二代圖)
建國老師開發燈泡控制器組立圖
第一代變壓器腳位圖
燈泡變壓器腳位圖
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參考文獻
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