勞動部勞發署 產業人才投資方案 ～ 委辦職訓課程規劃草案

智慧家居 與 物聯網 整合應用實務班

課程說明

• 「智慧家居」可說是物聯網在生活上最貼切的一種應用，但目前市面上商業化智慧家居的平臺或產品，廠商對其技術架構所提供的開放性有限，對於習慣 DIY 的創客或進階用戶而言，客製化整合的彈性是明顯不足的。

• 本課程採用免費的開源軟體 Home Assistant (簡稱 HA) 做為智慧家居的控制中心，結合同系列且整合度超高的開發工具 ESPHome，以最簡便輕鬆的方式，讓 ESP8266 / ESP32 微控板 及 微控板所連接的各種感測器、開關、伺服裝置等，能與 HA 完美結合、共同運作。

• 除了實體的 ESP 微控板之外，課程中還介紹了其他可客製化整入 HA 智慧家居平臺的各類型裝置，包含：Mobile App 手機應用程式、智慧型或傳統型家電、MQTT 通訊架構、本機系統、網路上的異質系統、Open Data 開放資料、及各種好用的雲端服務等等。HA 提供眾多的整合方式和彈性，讓我們更趨近「萬物皆可整」的終極目標。

• 智慧家居最核心的概念「操控智慧化」在實作上包含了：整合 Integration、服務 Service、腳本 Script、場景 Scene、自動化 Automation 等機制，課程中將透過諸多範例逐步實現此概念。想沈浸在既夢幻又真實的智慧家居生活中，唯一的限制是我們的想法和創意。

• 以上課程內容幾乎全以 YAML 表達式來進行設定即可，學員無需事先學習特定的 C++ 或 Python 程式語言的基礎。只要對智慧家居或物聯網主題有興趣，就能在課程中學習上手。

課程大綱

🔸 2025 版 （8天）

🔸 2025 版 （7天）

• 舊版 7天 課綱（僅供參考）

  • day 1 ~ am
    • 智慧家居與物聯網實作技術簡介
    • 在 VirtualBox VM 中安裝 Home Assistant (HA) 系統

  
  

  • day 1 ~ pm
    • HA 基礎操作： 系統架構、基本設定、功能操作、附加元件、Cards 面板

  
  

  • day 2 ~ am
    • 客製化 HA 各種 UI 面板以供資料輸入、顯示狀態、執行按鍵、及圖表/地圖應用

  
  

  • day 2 ~ pm
    • HA 基礎應用： YAML 設定檔、整合 Integration、服務 Service、腳本 Script、場景 Scene、自動化 Automation

  
  

  • day 3 ~ am
    • MQTT 通訊架構簡介
    • Mosquitto MQTT Server 安裝設定

  
  

  • day 3 ~ pm
    • 透過 MQTT 與 HA 整合：將 遠端程式或裝置 模擬成 HA 的區網裝置

  
  

  • day 4 ~ am
    • 課程硬體材料發放、組裝、腳位配置說明
    • 採用 ESPHome 開發套件 開發 ESP 微控板 應用程式： 套件安裝、程式編譯、上傳部署、並於 HA 中加入 ESP 裝置和相關實體

  
  

  • day 4 ~ pm
    • HA 與 ESP 微控板 整合應用範例： 繼電器、全彩 LED、光敏感測器、紅外線感應開關、溫濕度感測器、紅外線發射接收器、按鍵 等
    • 在 ESPHome 組態設定中 搭配 Lambda 語法 以擴充 HA 功能
    • ESPHome Web Server 以及 REST API 服務
    • ESPHome 與 MQTT 整合應用

  
  

  • day 5 ~ am
    • 安裝各式 手機 App 以結合 HA 之地圖、區域、標籤、通知、監視 等功能，包含： GPS 軌跡追蹤、QR-Code 掃瞄、NFC 感應、App 訊息通知、模擬 IP Camera

  
  

  • day 5 ~ pm
    • 整合 各式智慧家電： Media Player、TTS 文字轉語音、全彩 LED 燈、無線智能插座、Remote 紅外線智能遙控裝置、IP Camera 監視器
    • 安裝 ZigBee2MQTT Bridge 以整合 ZigBee 裝置

  
  

  • day 6 ~ am
    • 整合 Open Data 開放資料： 應用 RESTful Command 及 RESTful Sensor 並透過 JSONPath 來過濾及解析 JSON 資料
    • 擷取 外部網頁內容： 透過 Scrape 過濾及解析 RESTful Sensor 回傳的 HTML 資料 (網頁爬蟲)
    • 採用 Jinja2 Templating、Python Script、或 OS Shell Script 來擴充 HA 功能

  
  

  • day 6 ~ pm
    • 在 HA 透過 Notify 整合 發佈各種型式的訊息 到 外部系統
    • 在 外部系統 透過 HTTP Request 叫用 HA 的 REST API 以存取 HA 裝置

  
  

  • day 7 ~ am
    • 整合 雲端服務： HA Cloud 服務轉接、發佈訊息到手機 LINE 群組、Google Calendar 整合
    • 更多 HA 應用： Assist 文字或語音控制、添加 Theme 主題、更多 Add-On 應用
    • 整合 Apple 及 Google 語音助理
      1. 設定 HASS Bridge for Apple HomeKit，並透過 SIRI 語音助理來控制 HA 的各種裝置。
      2. 透過 Google Assistant 語音助理來控制 HA 的各種裝置。

  
  

  • day 7 ~ pm
    • 系統整合暨專題製作： Smart Home 專題分組實作、展示、討論、補充

訓練班別計畫表

🔸 訓練需求概述

• 智慧家居可說是物聯網在生活上最貼切的一種應用，但目前市面上商業化的智慧家居產品開放性有限，對於習慣DIY的創客而言，整合度和彈性不足。
• 本課程採用開源軟體 Home Assistant 為智慧家居的控制中心，並以 ESPHome 開源軟體來與開發板(微控板)進行絕佳的物聯網整合。
• 上述兩項開源軟體均以 YAML 語法來進行設定即可，學員無需事先學習特定的 C++ 或 Python 程式語言的基礎。只要對智慧家居或物聯網主題有興趣，就能在課程中學習上手。
• 瞭解其實際人才需求應具備之專業技能所規劃之課程，聘請專業且具實務經驗之師資授課，規劃理論與實務兼具之授課內容、以密集訓練方式，加強培訓其專業知識，期使學員結業後，能在最短時間內應用於職場上。

🔸 訓練目標

　1. 單位核心能力介紹：

• 在此波數位變革引領下，整體環境隨之驟變，影響學校發展之重大因素，如何營造符合大趨勢變革之教育環境；由各院所專業發展掌握大數據、智慧家居、物聯網、智慧化、移動化、雲端運算及互動技術等外界環境變化，使教與學能與產業需求有更緊密結合，達到養成具國際觀之高競爭力人才之目標。

　2. 知識：

• 瞭解智慧家居與物聯網實作技術，能使用 Home Assistant 及 ESPHome 開源軟體，也能瞭解「智慧家居操控智慧化」最重要的核心元素，包含：整合 Integration、服務 Service、腳本 Script、場景 Scene、自動化 Automation 等機制，用以達成各類智慧家居、物聯網、雲端整合的應用目標。

　3. 技能：

• 能整合的感測元件，包含：繼電器、全彩 LED、光敏感測器、紅外線感應開關、溫濕度感測器、紅外線發射接收器、按鍵、LCD 顯示器、OLED 顯示器、Servo 伺服馬達、Camera 相機、空污偵測器 等整合應用。
• 能整合到手機App應用的服務，包含：手機內建感測器、App 訊息通知、GPS 軌跡追蹤、QR-Code 掃瞄、IP Camera 監視器 等。
• 能與異質系統或雲端應用服務整合，包含：RESTful API 介紹與範例實作、HA Cloud 服務轉接、IFTTT 雲端服務整合範例、發佈訊息到手機 LINE 群組

　4. 學習成效：

• 在智慧家居與物聯網的整合應用中，有許多技術彼此互相有所關聯，本課程擬打好各項技巧之基礎，並整合成為完整的應用。
• 學員將具備 Home Assistant 與 ESPHome 的安裝、設定、開發應用能力，並能以 YAML 設定檔來量身打造客製化的智慧家居主控台面板，同時具備 MQTT 物聯網通訊的整合應用能力。

🔸 學員資格

• 學歷：高中/職(含)以上
• 資格條件：
  1. 具備電腦基本操作能力，且對智慧家居/物聯網/互動科技/感測器/程式設計/網頁技術/App有興趣者。

🔸 訓練費用編列說明

• 【一人份材料明細】
  • 智慧家居與物聯網整合應用開發套件（Arduino IDE 相容開發板，含 WiFi 通訊模組、繼電器、全彩 LED、光敏感測器、紅外線感應開關、溫濕度感測器、紅外線發射接收器、按鈕、無源蜂鳴器 等）
  • 材料費估計： 每位學員約 $400

• 【教材明細】
  • 教師自編教材講義(線上)

課程講義目錄