感知情境生活應用
學 校 ：南開科技大學 系 所 ：數位生活創意系 老 師 ：林正敏教授 1
教育部智慧生活整合性人才培育計畫
感知情境生活應用課程講義
Intelligent living laboratory @ NKUT
大綱
• IOIO課程講義 • Bluetooth課程講義 • ZigBee課程講義
教育部智慧生活整合性人才培育計畫
IOIO課程講義
Intelligent living laboratory @ NKUT
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小綠人家族介紹
大家好~ 人家叫..
小蘋
我叫 >///<
小軟
我叫...
敏哥 614老大
我是舉 標籤的
三條
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我是 最聰 明的
二餅
我是 換頁 數的
一筒
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什麼是Google IOIO ?
是有這麼Fashion 喔?那您說來聽聽 阿～
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好吧!!您就滑 鼠點一下您就 知道它能做啥 了!!
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什麼是Google IOIO ?
二餅~你知道什 麼是Google IOIO嗎?
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IOIO簡介
• IOIO（亦讀作“YoYo”）是專為Android所設計的 開發板， OS版本1.5以上使用。 • IOIO與Android的溝通方式是透過USB，但IOIO 能夠使用的訊號還包含有: • Digital Input/Output，PWM，Analog Input，I2C， SPI，UART 。
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IOIO簡介 • IOIO的程式語法與開發Android App的JAVA語法是相 同的，而IOIO已經將相關的函式庫撰寫完成。 • IOIO開發板需要額外供電，需透過Vin腳位提供5V至 15V的電壓來驅動它。 •IOIO開發板可以輸出5V ， 1.5A電給外部的裝置，例 如供電給 Led…等。
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什麼是Google IOIO ?
哇~看起來還蠻酷 的耶!!
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小蘋你現在才 知道喔!!真是 Not fashion = =|||
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什麼是Google IOIO ?
那Google IOIO 它到底長什麼 樣子阿?
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小軟兄您就 繼續往下看 就知道了啦!!
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什麼是Google IOIO ?
&*!@#$%^&. ...= =|||
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原來就長這樣而 已喔!!那它能幹 麻呀 規格呢?
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IOIO簡介
• USB connector : 透過 USB線讓手機能與 Google IOIO溝通，左 圖紅色圈圈所圈出來的 就是USB connector的 插孔處 。
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IOIO簡介 • GND pins (9 pins) : • GND的意思就是接地， 在地線上電壓為0V ， 左圖藍色框起來的區域 就是GND pins 再 Google IOIO板中， 接 地共9支接腳可供使用。
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IOIO簡介
• VIN pins (3 pins) : • VIN的意思就是輸入電壓， 左圖紅色框起來的區域就 是VIN pins ，在Google IOIO板上,輸入電壓範圍 可以介於5V-15V 。
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IOIO簡介 • 5V pins (3 pins) : • 5V pins的意思就是輸出 5伏特電壓，左圖綠色框 起來的區域就是5Vpins， 在Google IOIO板上,輸 出5伏特電壓，可以供外 部電路使用 。
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IOIO簡介 • 3.3V pins (3 pins) : • 3.3V pins的意思就是 輸出3.3伏特電壓，左 圖橙色框起來的區域就 是3.3Vpins ，在 Google IOIO板上,輸出 3.3伏特電壓，可以供 外部電路使用 。
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IOIO簡介 • I/O pins (1-48 pins) : • I/O pins的功能為輸入與 輸出訊號的處理，左圖黃 色框起來的區域就是I/O pins 共48支接腳可功使 用，在Google IOIO板上, I/O pins ，可以插入感 測元件… 等功用。
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IOIO簡介 • power LED: • 紅色圈圈所圈的地方就 是power LED的指示燈， 當VIN粉紅色區域有供 電給Google IOIO板時， power LED 就會亮燈。
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IOIO簡介 • stat LED : • 紅色圈圈所圈的地方就 是stat LED指示燈， stat LED可以讓您做一 個手機對Google IOIO 板的簡單測試，其腳位 編號為第0支接腳。
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IOIO簡介 • Charge current trimmer (CHG): • 在左圖中紫色區域為 CHG ，其功能為充電電 流微調。透過此旋紐的 微調，讓手機可以有適 當的電力充電進手機裡。
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什麼是Google IOIO ?
別急別急！！實做 在下一份講義，還 有不懂地方記得問 老師，別裝懂嘿！!
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IOIO簡介
Yes,Sir... Good Job!!
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Bluetooth課程講義
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什麼是Bluetooth?
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什麼是Bluetooth?
哈哈～好 耶，下課 ＋１!!
知道重點了， 那可以直接 下課囉??
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其實藍芽的發明 是為了讓不同設 備之間能通訊與 傳輸功用～
喔～是 喔!!這就 是重點？
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什麼是Bluetooth?
好吧～上 課上課！！
我不依 ＞_＜
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不…… 行…!!是 沒大人了 嗎?!
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Bluetooth簡介 • 說到藍芽（Bluetooth），倒是有個相當有趣的起源，在 很久很久以前，挪威有個維京國王Harald Blatand 而 Blatand是丹麥文，相當英文的bluetooth之意，而他在 940-981年間，統一了丹麥，成為維京人的英雄。易利信 將其新的無線通訊介面命名為「藍牙」（Bluetooth）， 大概是希望藉由藍芽統一整個介面規格吧，並成為一個世 界標準，而「藍牙」譯名變為「藍芽」應該是為了看起來 更為幽雅。
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什麼是Bluetooth?
沒想到無線 通訊的命名 還真有一段 淵源耶!!
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Bluetooth簡介
•藍芽由易利信、諾基亞、IBM、東芝及英特爾等廠商 共同所定義及發起的無線傳輸技術標準。 •藍芽為短距離的無線區域網路傳輸標準，其標準為 IEEE802.15.1，藍芽協議工作在2.45GHz頻段上，最 高速度可達2Mbps ，而傳輸距離一般不超過100公尺。
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Bluetooth簡介
•而為了避免干擾，藍芽附有跳頻的訊號，可依特別 的設計來規劃並避免雜訊或重覆的頻道。 •藍芽協議使用跳頻將該頻段劃分成79頻道， 每個頻道間隔1MHz，每秒的頻道轉換可達 1600次。
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Bluetooth簡介
79頻道還有 頻道轉換可 達1600次呢?? 是…
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Bluetooth簡介 第01頻
AB
第n頻
第79頻
1MHz
而且他們就 像超人一樣， 每秒會跳 1600次。
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ZigBee與Bluetooth比較
ZigBee
•無線標準:IEEE 802.15.4 •傳輸距離:100M以內 •傳輸率:250Kbps以內
WPAN
Bluetooth
•無線標準:IEEE 802.15.1 •傳輸距離:100M以內 •傳輸率:2Mbps以內
2.4GHz
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Bluetooth簡介
看了IOIO、ZigBee、 Bluetooth的介紹 後，還有什麼不懂 的地方嗎?? 接下來準備 做實習囉!!
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有不懂地方， 就提出來吧!! 別客氣～
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ZigBee課程講義
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什麼是ZigBee?
ZigBee這名詞好 陌生喔!! 是跟蜜蜂有關??
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什麼是ZigBee?
呵呵~~ 都沒我的 事!!
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每次都點我 ><“去問閒 閒沒事做的 三條啦!!
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什麼是ZigBee?
ㄜ……
小蘋你真 的很愛幸 災樂禍 耶!!
好啦~言歸正傳, 接下來咱們開 始了解ZigBee 是什麼吧!! 沒關係~~ 下次CUE他
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ZigBee簡介 • 話說ZigBee 這個用詞，它來自於蜜蜂群藉由曲折形 狀的飛舞方式，來通知其他蜜蜂有關採蜜的花粉位置 資訊，以達到蜂群彼此間溝通訊息之目的，因此新一 代的無線通訊技術則以此ZigBee之命名而來。
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什麼是ZigBee?
一筒真囉嗦~ 稱職點快換頁!
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哈哈命名當然 有梗而且學習 上不難喔!
ZigBee命名 取得還真有 梗耶!!
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ZigBee簡介 •
ZigBee 聯盟是由全世界各大公司組成的 ，目前 ZigBee聯盟約有210成員，其中Texas Instruments 是ZigBee聯盟的最高級會員。 • 聯盟成員致力推廣可靠度高、低成本、低耗電、無 線網路多節點監控及控制產品，形成世界通用的應 用標準。
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ZigBee的特點 • • • • •
ZigBee一般的傳輸距離大約1oo公尺內。 建立在IEEE 802.15.4 低複雜性架構，容易開發。 使用於Mesh 網路時，網路有自我修復功能。 支援65536個大量傳輸點。 2.4GHz頻段上，最大250Kbps的資料傳輸速率。
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什麼是ZigBee?
那…… …呢??
就由我來幫 大家解答!!
那Mesh 網路呢?
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傳輸距離是 什麼意思?
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何謂傳輸距離 B
A
100公尺 請看上面的 圖應該就懂 了!!
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就是A者將資料 有效的丟到B者 的手上， 這距 離就是傳輸距離
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何謂Mesh網路拓樸
這就是 Mesh網路!!
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藍色點稱為協調器, 它扮演著管理整個 網路的總統。
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何謂Mesh網路拓樸
橘色點稱為路由 器,它扮演著收集 人民所陳情的事 情,再轉發給總統 的官員。
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何謂Mesh網路拓樸
Mesh網路有個好處就 是,假如某個官員(橘 色點)偷懶不在,它還 是可以透過其他官員 將資料代傳給總統 (藍色點)
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總結Mesh網路就是 將黑色點的資料數 據丟出去,經由橘色 點轉發至藍色點， 並收集所有數據。
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ZigBee的特點
還有兩種網 路~就再由我 來一一幫大 家介紹吧!!
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除了Mesh網 路還有其他 的嗎?!
應該 有…… …吧??
Mesh網 路我了 解了^^
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何謂Star網路拓樸
人民(黑色點)直接可 以將想說的話或資料 直接遞交給總統，不 需要再透過其他官員 (橘色點)代轉資料。
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由圖可知總統(藍 色點)親自下鄉聽 人民(黑色點)陳情 訴苦。
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何謂Star網路拓樸
是種點對點 的傳輸方式， 容易同步化， 低延遲性 。
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總結Star網路就是 將黑色點的資料數 據直接丟給藍色點， 並收集所有數據。
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何謂Cluster Tree網路拓樸
因此它所需官員 數就不必那麼多, 也就是說，路由 成本較低。
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ZigBee的特點
這樣的解釋 大家應該都 懂了吧!?
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應該有 吧??
那可以解釋 802.15.4嗎?
剛好我也 想了解 = =
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何謂IEEE 802.15.4
為何它是 IEEE 802開 頭的??
沒錯!!!究竟~ IEEE 802的發展 會如何...讓我 們繼續 看下去~ 那我猜一定跟 無線這兩字脫 離不了關係的。
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何謂IEEE 802.15.4 • IEEE 802協議系列中定義了許多的無線網路標準， 不例外的， ZigBee 就在這協議系列中的其中一項 標準。
那15.4又是 什麼??
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其實也還好阿!! 看看～稍微了 解一下就好
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何謂IEEE 802.15.4 • IEEE 802.15.1是無線個人區域網路（WPAN） • IEEE 802.15.4是低速無線個人區域網路（LRWPAN） 原來15.4是 低速的無線 個人區域網 路喔！
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沒錯就是 這樣!!
難怪ZigBee 最多 一次只能傳 250Kbps的資料量
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何謂65536個傳輸點 其實很簡單，以網路拓樸的 舉例來說，當人民住南部想訴苦 給住北部的總統知道時，每個官 員只能走100公尺遠而已，於是 就需要很多官員接力方式將資料 傳到總統手上，而ZigBee可以有 6萬五千多個官員幫您轉送資料!! 哇～ 酷耶！！
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何謂65536個傳輸點
不會的要 問喔!!
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所 以 ZigBee 的 網路拓樸可以依您 的需求去做設計 的!!
現在可以想想 您想用ZigBee 做什麼吧?!
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ZigBee的特點
疑??那 2.4GHz頻段 是啥意思??
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看來漏講解 了!!小蘋真 用心!!
這題就給小 軟去講解 吧!!它很久 沒表現了
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何謂2.4GHz頻段
2.4GHz為全球通用 頻段，共分成16個 頻道，channel的編 號為11～26 。
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何謂2.4GHz頻段
還有還有，再補充 歐洲使用868MHz 只用1個頻道， channel的編號為0
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ZigBee的特點
接下來呢？ 做實習嗎？
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各位同學應該 對ZigBee已瞭 若指掌了吧? 有不懂地方， 記得提出來!! 別客氣～