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你將在課堂中，從零開始獨立完成 IoT server 的實作，並同時佈署離線版與雲端版。

課堂將步驟式引導：認識網路拓璞，並為 IoT server 加入 Gateway 與 Broker 的架構，讓物聯網更易於串接 Mobile App。此外，也會認識 CoAP 協定與 HTTP/WebSocket 的差異，學會如何撰寫更省電的 IoT 軟體。

課程大綱

在 real-time dashboard 的底層，IoT 裝置如何傳送 sensor data 到雲端，並串接 web frontend 呢？這門課程，使用 Web of Things 架構，以及 WebSockets、CoAP 與 Web of Things 通訊協定，來培析 IoT network 的基礎技術，並了解如何建立低耗電的無線感測器網路（Wireless Sensor Networks）。

有別於傳統的 M2M 做法，本課程將以 Web of Things 的觀念（Broker 架構與 URL Routing 觀念），來實作 M2M (Machine-to-Machine)。

  • 第 1 課：IoT Network 拓璞架構
  • Wireless Star Network 架構
  • Wireless Ad hoc Network 架構
  • 認識 IoT broker 與 Sensor Gateway

  • 第 2 課：IoT broker 與 M2M 實作
  • 使用 CoAP 與 WebSocket 通訊協定
  • 認識 CoAP 與 WebSocket 協定的差異
  • 認識 Broker 架構與 MQTT
  • 使用 IoT Broker 與 URL Routing 實作 M2M
  • Azure 雲端佈署

  • 第 3 課：IoT broker 與 CoAP 協定進階
  • CoAP 與 REST 架構比較
  • CoAP 封包解析
  • 低耗電與 Constrained Device 技術解析

理念

這門課程是「IoT Network」的入門課程，講師以手把手帶你實作一個完整的「低耗電無線感測網路」。如果你從未學習過「IoT 網路架構」，這門課對是你必修的課程。

無線感測網路（Wireless Sensor Network）最基本的網路拓璞稱為 Star Network（星狀網路），另一個重要的網路拓璞為 Wireless Ad hoc Network（WANET）。這門課帶你從認識 Star Network 開始，動搭建 Star Network 的無線感測網路。

課程說明

Star Network 是無線感測網路的基本架構，而 Star Network 架構裡，最重要的硬體稱為 Gateway Sensor Node，在現今的 IoT 網路中，Gateway Sensor Node 也稱為 IoT broker。這個觀念就是這門課程的名稱由來。這門課程會以 Star Network 建構無線感測網路，並且詳細剖析 ioT broker 的設計與實作。

WSN (Wireless Sensor Network) 是由 nodes 所構成的網路架構[2]。在 Sensor Network 裡的 node 負責收集資訊，並與其它 node 溝通[2]。因此，這個專案要解決的問題有 2 個：

  • 如何收集並傳送 sensor data
  • node 與 node 間如何溝通，也就是 M2M (machine-to-mahchine) 或 P2P (peer-to-peer) 技術

圖 1: Wireless Sensor Network (Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network. License: Public Domain)

Wireless sensor network 的拓璞 (topologies) 之一，就是 Star Network[3]。在 Star Network (星狀網路) 架構中，每一個 node 都連接到 Gateway Sensor Node。在 Star Network 裡的 node 會將收集到的資訊，傳送給 Gateway Sensor Node。這個專案將使用 Star Network 架構，因此，除了上述的 2 個問題外，還要再解決另一個問題：

  • 佈署 Gateway Sensor Node

Figure-2: Star Network (Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Star_network. License: CC BY-SA 3.0)

此外，本課程將使用 WebSocket/MQTT/HTTP/CoAP 協定來進行資料傳輸與硬體串接，並分析這些通訊協定的差異，以及 CoAP 如何針對 constrained devices 實現低耗電的技術原理。

學習藍圖

根據以上的說明，本課程將帶你實作一個完整的 Wireless Sensor Network。如下圖所示：

  • 使用 ESP8266 擷取 real-time 溫度數值
  • 使用 ESp8266 擷取 real-time 空氣品質數值
  • 以 CoAP 協定串接 IoT broker (Proxy)
  • 以 WebSocket 與 HTTP 協定串接 Azure 雲端
  • 整合雲端與 Web App

  • 架構面：你將認識 Web of Things、Star Network、IoT Gateway 與 IoT broker 的架構觀念
  • 實作面：你將學習如何修改 IoT broker 的程式碼，並加入解析通訊協定，以及 M2M (machine-to-mchaine) 的新功能
  • 技能面：你將會學習 Azure 的雲端佈局、修改 Node.js 範例程式碼、修改 React 前端範例程式

課程對象

  • 對 IoT 網路架構規劃有興趣的初學者
  • 對使用 Node.js 開發 IoT broker 與 gateway 有興趣的初學者
  • 想了解通訊協定如何實現低耗電的技術人員

講師團隊

Jollen Chen

Jollen，Node.js 全端開發者、Moko365 的技術總監暨講師。正使用 React 與 Node.js 開發 Decentralized IoT 與 P2P IoT 的專案。


Casear Chu

Casear，對於前後端技術皆有興趣，曾於 Microsoft 與 TrendMicro 任職，於 2012 年獲得 Node.js Knockout 台灣區第一名。曾於 JSDC 2014、2015 擔任講師，也是 SlideNow（線上 Markdown 編輯 Slides）的創辦人。目前興趣轉向 IoT，於 2015 年建立 KitchBot，轉至於廚具的系統分享與建立，並獲得聯發科穿戴式比賽亞軍。

開課時間

  • 時間：平日下午班，2 個下午、共計 6 小時
  • Day 1: 2016/10/12（三）14:00-17:00
  • Day 2: 2016/10/13（四）14:00-17:00
  • 地點： 台北市博愛路 25 號 3F