
將物聯網應用於智慧工廠,掌握傳統產業的轉型先機
使用Arduino × Node-RED互動串聯,建立工業4.0的物聯網世界
物聯網與工業4.0是近幾年很重要的研究課題。工業4.0的主要載體是智慧工廠,物聯網在智慧工廠的應用,給傳統產業帶來全新的變革,有望產生巨大的商業價值,引領我們進入第四次工業革命。
本書適用於大專院校「微處理機」、「物聯網應用」、「工業4.0概論」等課程,可提供老師教學、學生研習之用。若你是專案設計者、工廠工程師,也很適合閱讀本書。本書的內容安排由淺入深,說明了物聯網在智慧工廠應用的幾個重要主題,如RS485、Modbus協定、OPC UA協定、MQTT協定及REST API設計理念。書中安排了36個實作單元,以市面上常見的Arduino開發板作為實習設備,並以Node-RED作為後端平台,讓讀者可以經由實作過程,而進入物聯網與工業4.0的世界。
閱讀本書後,你將學到下列精彩內容:
♘ 了解工業4.0的核心精神。
♘ 了解智慧工廠的重要特色。
♘ IIoT現場總線與資訊網路介紹。
♘ Arduino基本操作。
♘ RS485/Modbus重要觀念與實作。
♘ Arduino Modbus TCP實作。
♘ 熟悉Node-RED/儀表板操作。
♘ 了解OPC UA重要觀念。
♘ MQTT與WebSocket的介紹與使用。
♘ Arduino MQTT實作與應用。
♘ 了解REST API設計理念。
♘ Node-RED上進行MySQL資料庫的存取。
♘ MQTT over WebSocket的實作與應用。
本書特色
♖ 透過本書充分理解頗受矚目的「工業4.0」、「物聯網」、「智慧工廠」的精髓。
♖ 內容編排由淺入深,著重實作過程,共有36個實作單元。
♖ 引導你進入物聯網與工業4.0的世界,掌握轉型關鍵。
♔ CHAPTER 01 工業4.0
1.1 簡介
1.2 工業4.0演進
1.3 為何會有工業4.0
1.4 工業4.0九大科技
1.5 產品全生命週期管理
1.6 工業4.0核心精神
1.7 工業4.0成熟度
♔ CHAPTER 02 智慧工廠
2.1 簡介
2.2 工業程序
2.3 工業程序自動化
2.4 生產支援系統
2.5 CIM模型
2.6 CIM金字塔架構
2.7 智慧工廠
2.8 智慧工廠關鍵技術
2.9 智慧工廠特徵
♔ CHAPTER 03 工業物聯網
3.1 簡介
3.2 何謂IIoT
3.3 IoT與IIoT的比較
3.4 IIoT資料流
3.5 工廠資料流
3.6 ISO/OSI模型
3.7 現場總線
3.8 現場總線類型
3.9 常見現場總線簡介
3.10 Ethernet乙太網
3.11 工業乙太網
♔ CHAPTER 04 Arduino基本操作
4.1 簡介
4.2 Arduino開發板
4.3 Arduino IDE
4.4 開啟範例程式
4.5 實習1:控制LED閃爍速度
4.6 實習2:按鈕開關控制LED亮滅
4.7 實習3:PWM控制LED亮度變化
4.8 實習4:小夜燈
♔ CHAPTER 05 RS-232與RS-485
5.1 簡介
5.2 通訊原理
5.3 RS-232C
5.4 RS-232C資料傳輸
5.5 RS-232C與UART序列埠
5.6 實習5:序列埠讀取電位計值
5.7 RS-485
5.8 實習6:Arduino RS-485序列通訊
♔ CHAPTER 06 Modbus通訊協定
6.1 簡介
6.2 Modbus通訊堆疊
6.3 Modbus序列通訊
6.4 Modbus差錯校驗
6.5 實習7:LRC校驗
6.6 實習8:CRC校驗
♔ CHAPTER 01 工業4.0
1.1 簡介
1.2 工業4.0演進
1.3 為何會有工業4.0
1.4 工業4.0九大科技
1.5 產品全生命週期管理
1.6 工業4.0核心精神
1.7 工業4.0成熟度
♔ CHAPTER 02 智慧工廠
2.1 簡介
2.2 工業程序
2.3 工業程序自動化
2.4 生產支援系統
2.5 CIM模型
2.6 CIM金字塔架構
2.7 智慧工廠
2.8 智慧工廠關鍵技術
2.9 智慧工廠特徵
♔ CHAPTER 03 工業物聯網
3.1 簡介
3.2 何謂IIoT
3.3 IoT與IIoT的比較
3.4 IIoT資料流
3.5 工廠資料流
3.6 ISO/OSI模型
3.7 現場總線
3.8 現場總線類型
3.9 常見現場總線簡介
3.10 Ethernet乙太網
3.11 工業乙太網
♔ CHAPTER 04 Arduino基本操作
4.1 簡介
4.2 Arduino開發板
4.3 Arduino IDE
4.4 開啟範例程式
4.5 實習1:控制LED閃爍速度
4.6 實習2:按鈕開關控制LED亮滅
4.7 實習3:PWM控制LED亮度變化
4.8 實習4:小夜燈
♔ CHAPTER 05 RS-232與RS-485
5.1 簡介
5.2 通訊原理
5.3 RS-232C
5.4 RS-232C資料傳輸
5.5 RS-232C與UART序列埠
5.6 實習5:序列埠讀取電位計值
5.7 RS-485
5.8 實習6:Arduino RS-485序列通訊
♔ CHAPTER 06 Modbus通訊協定
6.1 簡介
6.2 Modbus通訊堆疊
6.3 Modbus序列通訊
6.4 Modbus差錯校驗
6.5 實習7:LRC校驗
6.6 實習8:CRC校驗