勞動部勞發署 產業人才投資方案 ～ 委辦職訓課程規劃草案 ~ 2025 年版

物聯網 IoT 整合平臺 應用實務班

原： 微控板、物聯網、車隊管理 整合平臺應用實務班

課程大綱

🔸 2025 版 （8天）

• 總時數： 48 小時 （8 天，每天 6 小時）

  • day 1 ~ am
    • 課程內容介紹
    • 物聯網通訊技術、系統架構、應用領域、及資訊安全簡介
    • MQTT 通訊協定 與 WebSocket 應用簡介

  
  

  • day 1 ~ pm
    • TCP Socket / CoAP 網路通訊協定 簡介 (使用 Python 實作)
    • RTSP 即時串流協定 應用簡介：
      • 透過 App 將 手機 變身為 IP Camera
      • 使用 Python ＋ OpenCV 擷取 RTSP 或 M-JPEG 影像串流

  
  

  • day 2 ~ am
    • HTTP 通訊協定 與 RESTful API 簡介 (使用 Python 實作)：
      • Flask 網頁應用框架 簡介
      • 採用 Flask 執行 HTTP Server 以提供 RESTful API 服務

  
  

  • day 2 ~ pm
    • 實作 Line Bot Webhook (使用 Python 及 ngrok 反向代理)
    • Open Data 開放資料 應用簡介
    • 採用 JSONPath 剖析、過濾 Open Data JSON 格式中所需的部份資料

  
  

  • day 3 ~ am
    • Node.js 開發工具安裝及應用簡介
    • Node-RED 安裝及基本操作
    • Node-RED 擴充模組管理工具

  
  

  • day 3 ~ pm
    • 使用 Node-RED 中的「網路」類型的節點與外部系統交換訊息
    • 在 Node-RED 中使用 Dashboard 儀表板，快速產製各式表單、圖表、及網頁地圖
    • 在 Node-RED 中解析 Open Data / API 回傳的特定資料格式，如：CSV, JSON, HTML

  
  

  • day 4 ~ am
    • Node-RED Dashboard 儀表板 範例實作：
      • 猜數字 互動遊戲
      • 臺北市 河川水位監控 與 自動告警通知
    • Node-RED World Map 網頁地圖 範例實作：
      • 顯示 YouBike 各站點位置 與 可借可還的車輛數
      • 顯示 新北市垃圾車 的即時位置及移動軌跡
      • 顯示 手機 的即時位置及移動軌跡

  
  

  • day 4 ~ pm
    • MySQL / MariaDB Database 安裝
    • 在 Node-RED 中存取 SQL Database
    • 採用 Node-RED 實作 Line Bot Webhook，並將互動訊息存入 Database

  
  

  • day 5 ~ am
    • 常見的 微控板 及 週邊感測裝置 簡介
    • 通用型輸入輸出介面 GPIO 簡介：
      • Digital, Analog, Touch, PWM, UART, I2C, SPI 等。
    • 微控板應用程式開發工具簡介：
      • C++ @Arduino IDE
      • MicroPython @Thonny
      • YAML @ESPHome
    • 課程硬體材料發放、組裝、腳位配置說明

  
  

  • day 5 ~ pm
    • 安裝 ESP32 微控板專用的 USB 驅動程式
    • 安裝 Python ＋ ESPHome Module 編譯工具、將 Firmware 燒錄至 ESP 微控板
    • 課程作品（微控板及所有週邊感測裝置）接電實測、及 ESPHome 應用範例解說

  
  

  • day 6 ~ am
    • MicroPython 開發環境準備：
      • 微控板專用之 MicroPython 直譯器
      • Thonny ~ MicroPython IDE 整合開發環境
    • MicroPython @ ESP32 GPIO 各類型腳位應用：
      • Digital 一般 I/O 腳位 ~ 繼電器、按鍵、接近感應開關、光敏感測開關、LED 燈、紅外線發射/接收器
      • Digital IC 協定控制腳位 ~ 溫濕度計、超音波測距、LED 全彩燈條、LED 數字鐘
      • Analog 腳位 ~ 亮度感測器
      • PWM 腳位 ~ 無源蜂鳴器、Servo 伺服馬達
      • I2C Bus 腳位 ~ OLED 顯示幕
      • SPI Bus 腳位 ~ RFID / NFC 感應模組
      • UART 腳位 ~ 與外部進行有線通訊

  
  

  • day 6 ~ pm
    • MicroPython @ ESP32 網路通訊 應用：
      • Wi-Fi 無線通訊、
      • 透過 TCP Socket / MQTT / HTTP 網路通訊協定 與外部系統整合。
    • MicroPython @ ESP32 其他無線通訊 應用：
      • Bluetooth (BLE) 無線通訊、
      • ESP-NOW 專屬 無線通訊協定。

  
  

  • day 7 ~ am
    • MicroPython @ ESP32 中文字型顯示在 OLED 面板。
    • MicroPython Multi-Threading 多執行緒(多工/非同步/非同線程) 應用。
    • 在 Node-RED 與 ESP32 微控板 之間，透過 MQTT 來交換訊息。

  
  

  • day 7 ~ pm
    • 定位追蹤、車隊管理、網頁地圖 應用簡介。
    • 自製 JavaScript 網頁地圖，透過 MQTT 接收經緯度座標，並更新至網頁中。
    • Traccar 定位追蹤系統 應用簡介：
      • Traccar Server 安裝操作、
      • Traccar Client 手機 App (或 GPS 座標發送裝置/車機) 操作說明、
      • 透過 Node-RED 或以其他 RESTful API Client 方式，連入 Traccar Server。

  
  

  • day 8 ~ am
    • 分組專題 選題討論。
    • 分組專題 製作。

  
  

  • day 8 ~ pm
    • 分組專題 展示。
    • 討論、補充 ＆ 回饋。

訓練班別計畫表

🔸 訓練需求調查

　3. 訓練需求概述：

• 近年來，因氣候變遷加劇，引起了全球社會的關注，為了環境永續，節能減碳及能源轉型的相關政策或議題已成為國際性的主流盛事。
• 身為地球公民或背負企業社會責任的一份子，除了配合政府政策之外，還有哪些層面是我們可以再進一步著墨改善的呢？
  或許從「智能建築、智慧家居、智慧能源、智能農業、智能工廠、環境監測、車隊管理、智能運輸」等幾個主題來下手會是個解方。
• 開始探究這些技術時發現它們有個共同點，也就是都有一個「物聯網整合平臺」做為管理基礎。透過這個平臺，即時的環境監控訊息或裝置訊息才得以收集，自動化的應對策略或演算法才得以運行，進而達到節能減碳最佳化的目標。
• 本訓練課程可以激發更多的公眾的來參與這項盛事，透過學習「微控板、物聯網、車隊管理 整合平臺」的相關技術並應用於職場上，讓企業更有能力、也更積極來參與節能減碳的實踐，提升企業形象，滿足社會對永續發展的期望。

🔸 訓練目標

　1. 單位核心能力介紹：

　2. 知識：

• 本課程涵蓋四大單元，分別為：㈠ 基礎導論、㈡ Node-RED 物聯網整合平臺、㈢ ESP32 微控板 ＋ MicroPython 應用程式開發、㈣ OwnTracks / Traccar 定位追蹤系統、並於課程結束前採分組方式進行專題製作及展示。
• 課程設計旨在將「物聯網、微控板、車隊管理」等同一系列的相關技術整併於一個課程中來加以闡述及實作，以使學員能融會貫通物聯網的相關知識及應用。
• 單元一：物聯網導論，並介紹物聯網常用的幾種通訊協定。
• 單元二：引用 Node-RED 視覺化 IoT 應用程式開發工具，它是以 Web Application 的形式來扮演 IoT 的訊息控制中心，並提供簡易且可客製化的頁面設計，為「物聯網中央控制平臺」提供了快速導入的解決方案。
• 單元三：先從各類微控板及感測裝置的組裝配線講起，然後介紹幾款常用的微控板應用程式開發工具。首先以 ESPHome 開發基本應用範例，隨後採用 MicroPython 來開發客製化的應用程式，並示範微控板如何驅動各類型的感測裝置，也展示了如何透過各種網路通訊協定來與外部系統連結，以形成物聯網架構。
• 單元四：介紹 Traccar 平臺，分別用於 人員定位追踨 及 車隊管理，將物聯網的應用推及至「人車即時位置的感知」層面。
• 課程最後，再透過分組專題實作來集思廣益、應證所學，並期許學員回到工作崗位上能應用在其他相關的領域，如：智慧能源、智能農業、智慧工廠、環境監測、車隊追蹤、智慧家居、智能零售、智慧物聯網 等。

　3. 技能：

• 能架設 Node.js 後端 JavaScript 程式開發工具，亦能架設 Node-RED Server。
• 能透過 Node-RED 視覺化開發工具，來建置各類 IoT 應用程式的 Flow 流程。
• 能客製化 Node-RED Dashboard 儀表板，來與使用者進行互動，或與外部系統整合。
• 能使用 Node-RED 開發 MVC 架構的網頁應用程式，並將感測器資料存入資料庫中。
• 能理解各類微控板及感測裝置的各種 GPIO 引腳配置、規格、及用途，如：Digital, Analog, Touch, PWM, UART, I²C, SPI 等。
• 能操作 Thonny 或 Arduino Lab for MicroPython 整合開發工具，來管理或執行 微控板中的 MicroPython 程式。
• 能善用 MicroPython 來開發 ESP32 微控板 及 各類感測裝置的 應用程式
• 能善用各種物聯網常用的通訊協定，如：TCP Socket, MQTT, HTTP, CoAP, RTSP 等，來開發應用程式，並與外部系統相互溝通。
• 能擷取網路上的 Open Data 開放資料，來模擬 IoT Sensor。
• 能透過手機 OwnTracks App 經由 MQTT Server 將 GPS 即時經緯度座標傳給任何接收端。
• 能在網頁中透過 MQTT over WebSocket 取得資料來源中的經緯度座標，並更新至網頁地圖上。
• 能架設 Traccar Server 建構車隊管理系統，在網頁地圖中實現車輛的位置追蹤、資料收集和管理。

　4. 學習成效：

• 培養實務經驗： 透過課程中豐富的實作範例，學員將能夠實際動手應用所學知識，獲得實戰經驗。
• 問題解決技巧： 課程中留有諸多的衍生題目，學員將面臨各種挑戰，也將提升解決問題的能力。
• 團隊協作能力： 分組專題的設計和實作，將培養學員的團隊協作與溝通能力。
• 創意思維培養： 學員透過設計和展示專案，培養創意思維，將理論知識轉化為創新的實踐應用。

　5. 職能級別：

🔸 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。
  2. 對 Python、JavaScript、或 C++ 等，任一程式語言稍具概念者。
  3. 對 微控板、各類感測裝置、物聯網通訊協定、物聯網整合平臺、人員定位追踨、車隊管理平臺 等，任一主題有興趣者。

🔸 訓練費用編列說明

• 材料費估計： 每位學員約 $666 ~ $700
  • 課程使用之材料清單