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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 的即時位置及移動規跡
- 顯示 手機 的即時位置及移動規跡
- 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、
- 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 ESP32 微控板 ＋ MicroPython 應用程式開發、㈢ OwnTracks / Traccar 人車追蹤管理平臺、㈣ Node-RED 物聯網整合平臺，並於結訓前採分組方式進行專題製作及展示。
- 課程設計旨在將「微控板、物聯網、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：先從各類微控板及感測裝置的組裝配線講起，然後介紹常用的微控板開發工具，再談到物聯網常用的幾種通訊協定。
- 單元二：採用 MicroPython 來開發應用程式，以示範微控板如何驅動各類型的感測裝置，並展示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。
- 單元三：介紹了 OwnTracks App 和 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。
- 單元四：引進了知名的 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。
- 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。
- 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。
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：
- 具備電腦基本操作能力。
- 對 Python、JavaScript、或 C++ 等，任一程式語言稍具概念者。
- 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