Raspberry Pi 常見課堂專題分級整理

依據目前課程材料整理,包含 Raspberry Pi 5、1080p Web CAM、Python、GPIO、MQTT、Node-RED、Flask、Django 與 MariaDB。

以下將常見樹莓派專題細分成初階、中階、高階,並加上摘要與推薦參考來源,方便直接規劃課堂或專題分組。

使用方式建議

我建議課程安排可以採用「前 6 週打基礎,中間 4 週做整合,最後 4 到 6 週做分級專題」。

初階專題

1. LED 與按鈕互動控制

初階

摘要:最經典的 GPIO 入門題,讓學生理解輸入與輸出的關係。

參考:gpiozero Documentation

2. 溫濕度監測站

初階

摘要:使用 DHT11 / DHT22 讀取環境資料並顯示於終端機。

參考:Random Nerd Tutorials

3. 光線感測自動照明

初階

摘要:光線不足時亮燈,適合介紹感測與控制邏輯。

參考:MUO Sensor Projects

4. PIR 人體感測警報器

初階

摘要:結合 PIR 與蜂鳴器或 LED,建立簡單警示系統。

參考:Raspberry Pi Projects

5. Raspberry Pi 迷你 Web Server

初階

摘要:部署簡單網站,讓學生理解伺服器的基本概念。

參考:XDA Raspberry Pi student projects

6. Webcam 即時影像顯示

初階

摘要:接上 1080p Web CAM,建立最基本的影像擷取與網頁顯示。

參考:Pi My Life Up Webcam Server

7. MQTT 訊息收發練習

初階

摘要:用 Raspberry Pi 作為 Broker 或 Client,進行文字訊息傳遞。

參考:ByteSizedPi MQTT Projects

中階專題

8. Node-RED 感測器儀表板

中階

摘要:將感測器資料透過 MQTT 或 Python 輸入到 Node-RED 並做視覺化。

參考:Node-RED Official

9. Flask GPIO 控制網站

中階

摘要:透過網頁控制 LED、蜂鳴器或其他輸出元件,建立基本 IoT 控制頁。

參考:Flask Documentation

10. MariaDB 感測資料記錄平台

中階

摘要:把溫濕度或其他感測資料寫入資料庫,供後續查詢與分析。

參考:MariaDB Official

11. Webcam 動態偵測系統

中階

摘要:利用影像變化偵測是否有活動,適合資訊與影像基礎整合。

參考:Instructables Motion Camera

12. MQTT + GPIO 遠端控制平台

中階

摘要:用 MQTT 發送控制指令,遠端開關燈或控制設備。

參考:MQTT GPIO Guide

13. 智慧教室狀態監測看板

中階

摘要:整合 PIR、光線、溫度等資訊,在網站或儀表板顯示教室狀態。

參考:We Are Teachers Raspberry Pi ideas

14. 智慧門鈴拍照通知系統

中階

摘要:按鈕觸發拍照,再存檔或推送到後台,是攝影機與 GPIO 的代表性專題。

參考:Raspberry Pi Camera Project Ideas

高階專題

15. Django 感測器後台管理平台

高階

摘要:以 Django 建立資料後台,整合裝置狀態、感測資料、管理者介面。

參考:Django Official

16. 多裝置 MQTT 感測器資料整合系統

高階

摘要:整合 Raspberry Pi、Pico W、ESP32 的資料流,建立中央收集與視覺化平台。

參考:Python MQTT Raspberry Pi Example

17. 攝影機串流與事件通知平台

高階

摘要:將 Webcam 串流與事件偵測整合,並發布到網頁或 MQTT 儀表板。

參考:Camera Stream to MQTT Dashboard

18. 影像辨識智慧監控雛形

高階

摘要:加入 OpenCV 或輕量 AI 模型,做人物、物件或事件辨識。

參考:Viam Camera Projects

19. 多介面感測器整合展示平台

高階

摘要:整合 I2C、SPI、UART 不同模組,展示介面驅動與資料整合能力。

參考:Random Nerd Tutorials Raspberry Pi Projects

20. 邊緣 AI 智慧教室專題

高階

摘要:結合攝影機、感測器、Web 平台與本地 AI,做智慧監測與分析雛形。

參考:Raspberry Pi Teaching Resources

我對課程安排的建議

  1. 先用初階題目建立成功經驗,例如 LED、感測器、MQTT
  2. 中段用 Node-RED、Flask、MariaDB 做整合
  3. 後段讓學生分組選擇高階專題,例如攝影機串流、Django 後台、AI 監控
如果你有 1080p Web CAM,我真的很推薦把「攝影機串流 + 動態偵測 + 網頁後台」當成學期末明星專題,展示效果會很好。