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系統識別號 U0002-0207200717122600
中文論文名稱 IEEE802.15.4搭配加速度感測器的研究與實作
英文論文名稱 The research of the IEEE 802.15.4 with the Accelerometer sensor to implement
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生中文姓名 梁偕庭
研究生英文姓名 Chieh-Ting Liang
學號 694190348
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2007-06-06
論文頁數 52頁
口試委員 指導教授-汪柏
委員-郭更生
委員-洪文斌
中文關鍵字 微機電系統  加速度感測器  IEEE802.15.4 
英文關鍵字 MEMS  Accelerometer  IEEE802.15.4 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 目前微機電系統已逐漸進入應用階段,以微型結構搭配積體電路製程所形成的微機電系統晶片,透過晶片整合的方法,可以製造出一個包含微機電系統搭配微處理器的晶片,可以用在各種方面。

本論文主要研究是否可以使用微機電系統中的加速度感測器,搭配嵌入式系統的運作,透過無線傳輸,冀望能達到遠端控制的目的。因此選擇飛斯卡爾公司所生產的開發板,做為本論文實作所需的實驗環境。

運作流程是使用兩個開發板,一個是發送端,另一個為接收端。發送端收集資料並利用IEEE 802.15.4,以無線方式傳送到接收端,再由接收端透過有線傳輸到個人電腦上。

實驗目的是研究出加速度感測器的詳細資料,用來作為實作的基礎。實作的目的是探討是否可以使用加速度感測器所產生的資料,加以計算並估計出目前所在的位置。
英文摘要 At present the MEMS gradually entered the application stage. The MEMS wafer is constructed with micro-structure and fabrication process of CMOS. By the wafer integrated, there have a chip with MEMS and micro-controller to be used in many kinds of aspect.

The present paper mainly studies whether may use the accelerometer which is part of MEMS, with the operation of the embedded system, and wireless transmission. We can achieve the goal of remote controller. In order to test the varying degree the acceleration, therefore chooses the development board which Freescale Inc. produces, makes experimental environment which implementation for the present paper needs.

The systematic structure uses two developments boards. One is test side, and another is receiving side. The test side is used the accelerometer and transmits by wireless that is used IEEE 802.15.4 to the receiving side. Then the receiving side use wire to transmit to PC.

The goal of experimental is studies the accelerometer which is the detailed material, uses for to take implementation foundation. The goal of implementation is discusses whether may use the data which the accelerometer produces. Then we use the data to calculate and to estimate the position of present.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 研究動機及目的 1
1.2 問題分析 2
1.3 內容概述 4
第二章 背景知識 5
2.1 微機電的歷史與目前發展情況 5
2.2 系統級晶片與系統級封裝的介紹 7
2.3 介紹三種加速度感測器 9
2.3.1 熱對流測量 9
2.3.2 表面微機械電容測量 11
2.3.3 隧道效應測量 13
2.4 滑鼠 13
2.4.1 機械式滑鼠 14
2.4.2 半光學滑鼠 15
2.4.3 光學式滑鼠 15
2.5 IEEE 802.15.4與ZigBee簡介 15
第三章 設計流程與系統架構 20
3.1 系統架構 20
3.1.1 研發板介紹 21
3.1.2 類比/數位轉換器介紹 21
3.1.3 加速度感測器相關數據 23
3.1.4 系統級封裝記憶體 25
3.1.5 背景除錯模組 25
3.2 發展軟體平台 26
3.2.1 集成開發環境 26
3.2.2 專案產生器 26
3.2.3 Visual C++ 27
3.3 難題處理 27
3.4 系統架構 29
3.5 運作流程 29
第四章 實驗結果的分析與實作 31
4.1 加速度感測器實際運動測量資料 31
4.1.1 記憶體設定 32
4.1.2 取得系統時間 32
4.1.3 類比/數位轉換器轉換時間 33
4.1.4 實驗設定 33
4.1.5 座標軸的取得 35
4.2 檢視實驗結果 36
4.3 資料傳輸流程建構 38
4.4 視窗程式實作 39
4.5 視窗程式運作情形 40
4.6 結論 41
第五章 未來展望 43
參考文獻 46
英文附錄 48

圖 目 錄
圖2.1 熱對流加速度感測器Power Off 10
圖2.2 熱對流加速度感測器Power On且靜止 10
圖2.3 熱對流加速度感測器Power On且向右加速度 11
圖2.4 表面微機械電容加速度感測器實體模組示意圖 12
圖2.5 表面微機械電容加速度感測器感測方向示意圖 13
圖2.6 ZigBee架構圖 18
圖3.1 Hybrid MOUSE系統方塊圖 20
圖3.2 研發板鳥瞰圖 21
圖3.3 系統級封裝方塊圖 22
圖3.4 系統架構圖 29
圖4.1 +X軸 ±2G加速度感測器資料 34
圖4.2 +X軸 ±4G加速度感測器資料 34
圖4.3 +X軸 ±6G加速度感測器資料 35
圖4.4 +Y軸 ±2G加速度感測器資料 35
圖4.5 +X軸 ±2G經過平均數處理後 37
圖4.6 +X軸 ±4G空間中運動之加速度 38
圖4.7 mouse-like視窗 41

表 目 錄
表3.1 輸出電壓與加速度的關係表 24
表3.2 RS-232與序列傳送介面頻率差距表 28
表4.1 類比/數位轉換器轉換時間比較表 33

公 式 目 錄
公式2.1 12
公式3.1 24
公式3.2 30
參考文獻 參考資料
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論文使用權限
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