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超圖解 ESP32 深度實作

為了解決精確對時的問題，作者趙英傑 這樣論述：

　　本書是《超圖解 Arduino 互動設計入門》系列作品, 專為想要深度運用 ESP32 的讀者所撰寫, 從基本的 GPIO、內建的磁力感測器、電容觸控開關、物聯網 IoT 運用、低功率藍牙、低耗電睡眠模式、底層 FreeRTOS 作業系統等等, 都透過作者精心設計的實驗, 以及本系列作品最具特色的超圖解方式說明, 包含以下主題： 　　內建電容觸控開關與霍爾效應磁力感測器 　　硬體 / 計時器中斷處理與記憶體配置 　　OLED 顯示器中英文顯示以及圖形顯示 　　QR code 製作與顯示 　　Wi-Fi 無線網路物聯網 IoT 應用 　　HTTP GET/POST 與網

路 API 使用 　　動態資料圖表網頁 　　WebSocket 網路即時資料傳輸 　　RTC 即時時鐘與 GPS 精準對時 　　ESP32 睡眠模式與定時喚醒、觸碰喚醒 　　SPIFFS 檔案系統與 SD 記憶卡的使用 　　網路音樂 / podcast 串流播放、文字轉語音播放 　　mDNS 區域網域名稱 　　BLE 低功耗藍牙應用 　　BLE 藍牙鍵盤、滑鼠人機介面輸入裝置製作 　　藍牙立體聲播放器 　　經典藍牙序列埠通訊 (SPP) 　　藍牙裝置電量顯示 　　HTTPS 加密網路連線與網站建置 　　Web Bluetooth 網頁藍牙傳輸 　　Mesh 網路實作 　　FreeRTOS 作業

系統 　　FreeRTOS 任務排程 　　看門狗 (watchdog) 　　FreeRTOS 訊息佇列 　　FreeRTOS 二元旗號 (semaphore) 與互斥旗號 (mutex) 　　OTA 無線韌體更新 　　物件導向程式設計與自製程式庫 　　Backtrace 除錯訊息解析 　　電壓偵測與電流偵測 　　在學習的過程中, 也帶著讀者動手做出許多有趣實用的實驗, 包括： 　　煙霧濃度偵測 　　磁石開關 　　人體移動警報器 　　即時天氣顯示器 　　網頁式遙控調光器 　　網頁動態圖表 　　休眠省電定時上傳感測資料 　　網路收音機 　　氣溫語音播報機 　　藍牙立體聲音播放器 　　藍牙多媒體

旋鈕控制器 　　藍牙多媒體鍵盤 　　電腦桌面自動切換器 　　投籃遊戲機 　　網頁式藍牙遙控車 本書特色 　　ESP32 是一系列高效能雙核心、低功耗、整合 Wi-Fi 與藍牙的 32 位元微控器, 適合物聯網、可穿戴設備與行動裝置應用。ESP32 的功能強大, 涉及的程式以及應用場域相關背景知識也較為廣泛, 本書的目的是把晦澀的技術內容, 用簡單可活用的形式傳達給讀者。 　　ESP32 支援多種程式語言, 本書採用最受電子 Maker 熟知的 Arduino 語言。但因為處理器架構不同, 所以某些程式指令, 像是控制伺服馬達以及發出音調的 PWM 輸出指令, 操作語法和典型的 Ardui

no (泛指在 Arduino 官方的開發板, 如：Uno 板執行的程式) 不一樣, 這意味著某些 Arduino 範例和程式庫無法直接在 ESP32 上執行。 　　相對地, ESP32 的獨特硬體架構也需要專門的程式庫和指令才能釋放它的威力, 例如, 低功耗藍牙 (BLE) 無線通訊、可輸出高品質數位音效的 I2S(序列音訊介面)、DAC(數位類比轉換器)、Mesh(網狀) 網路、HTTPS 安全加密連網...等。 　　更有意思的是, ESP32 開發工具引入了 FreeRTOS 即時作業系統, 可運行多工任務 (同時執行多個程式碼), 而 ESP32 Arduino 程式其實就是運作在

FreeRTOS 上的一個任務。因此, 書中除了含括 Arduino 語言外, 也會適時帶入 ESP32 官方開發工具鏈 ESP-IDF 的功能, 除了可操控底層 FreeRTOS 作業系統外, 也可運用 Arduino 中未提供的 ESP32 專屬功能。 　　本書假設讀者已閱讀過《超圖解 Arduino 互動設計入門》第三或四版, 所以本書的內容不包含基本電子學 (像電阻分壓電路、電晶體開關電路、運算放大器的電路原理分析..等), 也不教導 Arduino 程式入門 (如：條件判斷、迴圈、陣列、指標..等), 而是以《超圖解 Arduino 互動設計入門》為基礎, 將篇幅依照 ESP32

應用的需要, 在程式設計方面說明物件導向 (OOP)、類別繼承、虛擬函式、回呼函式、指標存取結構、堆疊與遞迴...等進階主題。 　　另外, 本書也不僅僅只是探討 Arduino 程式, 由於微控器是物聯網應用當中的一個環節, 以『透過網頁瀏覽器控制某個裝置』的應用來說, 呈現在瀏覽器的內容是採用 HTML 和 JavaScript 語言開發的互動網頁, 和微控器的 Arduino 程式語言完全不同, 在相關章節也會對這些主題有所著墨。 　　開發微電腦應用程式, 偶爾會用到一些小工具程式, 例如, 呈現在 OLED 顯示器上的中英文字體與影像, 都必須先經過『轉檔』才能嵌入 Arduino

程式碼, 除了使用現成的工具軟體, 書中也示範採用廣受歡迎的 Python 語言編寫批次轉換字體和影像檔的工具程式。書中提及的 Python 程式屬於進階應用, 是假設讀者閱讀過《超圖解 Python 程式設計入門》, 具備運用 Python 操作檔案目錄、解析命令行參數、轉換影像、執行緒...等相關概念後的延伸學習, 可讓讀者練習善用各種程式語言綜合實踐的方法。 　　另外, 為了方便讀者查詢書中內容, 本書特別準備了線上版本的索引, 避免一般中文書缺乏索引的問題, 讓讀者可以快速找到所需的主題。希望這本厚實的作品能夠成為各位實作專案時最佳的工具書。

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藍牙通訊應用於城市馬拉松賽事計時與救援定位通知之研究

為了解決精確對時的問題，作者孫君意 這樣論述：

本研究提出應用於大型城市馬拉松活動中，發生臨時運動傷害，所需之救援通知技術。也同時提供賽事計時、選手定位等功能。目的使每位參賽者發生臨時運動傷害時，在不影響馬拉松賽事進行情形下，可立即發出求救訊息。其訊息含有救援需求的位置、時間參數及選手識別等數據，供收到訊息之醫療單位能即時正確馳援求救者。研究過程，利用軟體模擬，探討定位基本需求；也利用過往國際賽事記錄進行分析，達到救援通訊時間延遲的可接受度評估參數。經實作、場域實驗，確認最終獲得可以接受之成果。其運用藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy, BLE)通訊及精確對時技術，以6個標準差的水準，提供每位參賽選手計時誤差在±157

ms以內；在賽道最大每525公尺跨距設定接收器情境下，實現救援訊息傳遞座標參數，估算誤差落在14公尺範圍內。此誤差是滿足醫療人員抵達座標位置，可以目視找到現場傷患的狀況。最終研究證實，其相較於被動式無線射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術的計時系統有更高的計時準確度，更低的接收失誤率，也滿足國際體育協會(International Associations of Athletics Federations, IAAF)針對城市馬拉松等長距離賽事中自動計時系統的準確度要求。因此，確認本研究成果是一套能滿足城市馬拉松全馬42.195公里遠，具備簡

單輕便，且成本低廉的座標位置求救通訊系統，並兼具選手路跑成績計時的裝置。其無疑可取代RFID計時系統，甚至直接移轉此技術到時下廣泛流行配戴的藍牙手環裝置內。未來此技術的發展，適合再利用人工智能進行救援任務分析派遣，即時自動篩選適合的救護人員；或發展運動員於馬拉松賽事現場即時個人生理感測訊息傳遞。使城市馬拉松運動意外傷害醫療救援於活動中更趨完善。

圍棋暴力美學（攻殺篇）

為了解決精確對時的問題，作者吳梓天 這樣論述：

本書主要是以職業比賽棋譜作為資料來講解中盤攻防、作戰要訣。時越、古力、李世石都是圍棋暴力美學的代表棋手，本書通過專業講解分析這些職業棋手的對局，從中可以看到他們攻擊力的強大、計算的精確、對時機的精准把握。「藝術圍棋」VS「暴力圍棋」、「暴力圍棋」完美蛻變。藝術與暴力是觀者的感受，看到雙方局部有斷、有纏斗就是暴力，只能說明棋力還不夠。現代圍棋，注重勝負，追求最強手，這樣的背景下自然「圍棋暴力美學」橫行。精彩的攻防變化，專業的技術講解，非常適合業余高段棋友學些——時越九段（時越棋風剛烈，其鮮明的戰斗型棋風深受棋迷喜愛。 吳梓天，河南洛陽人，職業三段，曾在新疆、山東多地教學。目前於北京聶葛道場

任教。

基於微控制器之微型同步相量量測器研究

為了解決精確對時的問題，作者謝仕凡 這樣論述：

如今越來越多元的電源及負載出現於電力系統中，諧波及雜訊的問題也越發被重視。在量測系統中的頻率及相量時也會受上述兩者之影響產生測量偏差，到目前為止已有很多的演算法被提出以期望解決此問題。DFT(Discrete Fourier Transform)為一被用於計算頻率的強大工具， 並有各式各樣的延伸應用，而Smart DFT為本文所用之DFT演算法，其優點為完全以數值解方式計算頻率，無忽略頻率變動量之參數，故並不會產生計算偏差，適用於需精確計算頻率之場合。前代微型同步相量量測器(micro synchronized Phasor Measurement Unit, µPMU)中已知有三至四處問題

需改進且價格也需降低，本文使用雙核心平行運算的方式使得電壓收集的更完整、輸出資料更即時，且時間戳並不會因為長時間運行而不準確，在本文中也將驗證前代所用之演算法是否符合國際規範。本文也自行製作了一級時間源，使µPMU得以精確對時，並嘗試將其時間誤差降至最低。本文研製出一秒十筆及一秒三十筆即時輸出，並在固定頻率測量下將頻率之標準差降低至0.0007Hz以下，能夠準確測量市電之頻率，表現也比前一代版本更佳。