本書主要是運用手機應用程式與藍芽通訊，轉接到RS485與Modbus RTU的通訊協定的整合專書，是筆者針對工業上的應用為主軸，進行開發產業上控制電力設備的應用，主要是給讀者熟悉使用Arduino來開發物聯網之各樣產品之原型(ProtoTyping)，進而介紹這些產品衍伸出來的技術、程式撰寫技巧，以漸進式的方法介紹、使用方式、電路連接範例等等。

　　Arduino開發板最強大的地方不只是它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，瑞昱科技有專職的研發人員不斷的支持，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。

　　本書介紹了台灣、中國、歐美等市面上最常見的智慧家庭產品，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。
 

作者簡介

曹永忠 (Yung-Chung Tsao)

　　國立中央大學資訊管?學系博士，目前在國立暨南國際大學電機工程學系與國立高雄科技大學商務資訊應用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。

　　Email:[email protected]
　　Line ID：dr.brucetsao WeChat：dr_brucetsao
　　作者網站：www.cs.pu.edu.tw/~yctsao/myprofile.php
　　臉書社群(Arduino.Taiwan)：www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/
　　Github網站：github.com/brucetsao/
　　原始碼網址：github.com/brucetsao/ESP_Bulb

許智誠（Chih-Cheng Hsu）

　　美國加州大學?杉磯分校(UCLA)資訊工程系博士，曾任職於美國IBM等軟體公司多年，現任教於中央大學資訊管?學系專任副教授，主要研究為軟體工程、設計?程與自動化、?位教學、雲端裝置、多層式網頁系統、系統整合、金融資料探勘、Python建置(金融)資料探勘系統。

　　Email: [email protected]
　　作者網頁：www.mgt.ncu.edu.tw/~khsu/

蔡英德 (Yin-Te Tsai)

　　國立清華大學資訊科學博士，目前是靜宜大學資訊傳播工程學系教授，靜宜大學資訊學院院長及靜宜大學人工智慧創新應用研發中心主任。曾擔任台灣資訊傳播學會理事長，台灣國際計算器程式競賽暨檢定學會理事，台灣演算法與計算理論學會理事、監事。主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發、智慧計算與應用。

　　Email:[email protected]
　　作者網頁：www.csce.pu.edu.tw/people/bio.php?PID=6#personal_writing

 

自序
目 錄
工業4.0系列
Modbus RTU繼電器模組
八組繼電器模組
(a). 8路繼電器控制板正面
(B). 8路繼電器控制板正側面
(c). 8路繼電器控制板正側面
(d). 8路繼電器控制板背側面
(e). 8路繼電器控制板正面尺寸圖
Modbus RTU繼電器模組電路控制端
電磁繼電器的工作原理和特性
繼電器運作線路
完成Modbus RTU繼電器模組電力供應
完成Modbus RTU繼電器模組之對外通訊端
章節小結
控制Modbus RTU繼電器模組
開啟軟體
開始測試繼電器開啟與關閉
通訊命令解析
集中控制指令
單路控制指令
配置指令
Modbus RTU 指令碼舉例
控制繼電器之Modbus 控制碼
測試軟體進行連線與控制測試
完成Modbus RTU繼電器模組之對外通訊端
實際進行連線與控制測試
章節小結
藍芽連接Modbus RTU繼電器模組
Modbus RTU繼電器模組連接方法
開始測試繼電器開啟與關閉
尋找現成簡化模組
簡化電路
測試軟體安裝
藍芽配對
測試軟體進行連線與控制測試
章節小結
基礎程式設計
如何執行AppInventor程式
上傳電腦原始碼
Arduino藍芽通訊
手機安裝藍芽裝置
安裝Bluetooth RC APPs應用程式
BluetoothRC應用程式通訊測試
Arduino藍芽模組控制
手機藍芽基本通訊功能開發
手機相機程式開發
手機語音辨視
傳送文字念出語音
章節小結
手機程式開發
執行AppInventor程式
藍芽元件設計
介面設計
主畫面元件設計與介面設計
控制繼電器介面設計
控制每一組繼電器介面設計
系統控制介面設計
切換程式設計
程式設計
函數程式設計
函數變數設計
系統設計
藍芽操控設計
繼電器總體操控設計
單一繼電器操控設計
回到主畫面設計
離開系統設計
下載開發之程式
安裝開發之程式
執行程式
使用軟體回饋測試畫面
程式系統功能
章節小結
本書總結
作者介紹
參考文獻

序

　　這本書可以說是我的書另一個里程碑，很久以前，這個系列開始以駭客的觀點為主，希望Maker可以擁有駭客的觀點、技術、能力，駭入每一個產品設計思維，並且成功的重製、開發、超越原有的產品設計，這才是一位對社會有貢獻的『駭客』。

　　如許多學習程式設計的學子，為了最新的科技潮流，使用著最新的科技工具與軟體元件，當他們面對許多原有的軟體元件沒有支持的需求或軟體架構下沒有直接支持的開發工具，此時就產生了莫大的開發瓶頸，這些都是為了追求最新的科技技術而忘卻了學習原有基礎科技訓練所致。

　　筆著鑒於這樣的困境，思考著『如何駭入眾人現有知識寶庫轉換為我的知識』的思維，如果我們可以駭入產品結構與設計思維，那麼了解產品的機構運作原理與方法就不是一件難事了。更進一步我們可以將原有產品改造、升級、創新，並可以將學習到的技術運用其他技術或新技術領域，透過這樣學習思維與方法，可以更快速的掌握研發與製造的核心技術，相信這樣的學習方式，會比起在已建構好的開發模組或學習套件中學習某個新技術或原理，來的更踏實的多。

　　目前許多學子在學習程式設計之時，恐怕最不能了解的問題是，我為何要寫九九乘法表、為何要寫遞迴程式，為何要寫成函式型式…等等疑問，只因為在學校的學子，學習程式是為了可以了解『撰寫程式』的邏輯，並訓練且建立如何運用程式邏輯的能力，解譯現實中面對的問題。然而現實中的問題往往太過於複雜，授課的老師無法有多餘的時間與資源去解釋現實中複雜問題，期望能將現實中複雜問題淬鍊成邏輯上的思路，加以訓練學生其解題思路，但是眾多學子宥於現實問題的困惑，無法單純用純粹的解題思路來進行學習與訓練，反而以現實中的複雜來反駁老師教學太過學理，沒有實務上的應用為由，拒絕深入學習，這樣的情形，反而自己造成了學習上的障礙。

　　本系列的書籍，針對目前學習上的盲點，希望讀者當一位產品駭客，將現有產品的產品透過逆向工程的手法，進而了解核心控制系統之軟硬體，再透過簡單易學的Arduino單晶片與C語言，重新開發出原有產品，進而改進、加強、創新其原有產品固有思維與架構。如此一來，因為學子們進行『重新開發產品』過程之中，可以很有把握的了解自己正在進行什麼，對於學習過程之中，透過實務需求導引著開發過程，可以讓學子們讓實務產出與邏輯化思考產生關連，如此可以一掃過去陰霾，更踏實的進行學習。

　　這七年多以來的經驗分享，逐漸在這群學子身上看到發芽，開始成長，覺得Maker的教育方式，極有可能在未來成為教育的主流，相信我每日、每月、每年不斷的努力之下，未來Maker的教育、推廣、普及、成熟將指日可待。

　　最後，請大家可以加入Maker的Open Knowledge的行列。

曹永忠 於貓咪樂園