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系統識別號 U0002-0307201816405300
中文論文名稱 區域感測健康智慧物聯網之技術探討
英文論文名稱 Regional Sensing Devices of Healthy Smart Internet of Things
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生中文姓名 周裕哲
研究生英文姓名 YU-CHE CHOU
學號 705440062
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2018-06-06
論文頁數 62頁
口試委員 指導教授-李揚漢
委員-許獻聰
委員-蘇木春
中文關鍵字 雲端  物聯網  感測器  PM2.5  氣候變遷 
英文關鍵字 Cloud  IOT  Sensors  PM2.5  Climate Change 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 本論文提出智慧環境監控系統,開發者使用Arduino UNO R3 平台為主架構,使用者硬體設備WiFi攝影機來進行操控,讓使用者可以透過網路即時監控。在系統中可以使PM2.5感測器可以進行測量環境懸浮微粒之數據。以上兩種感測器可以將偵測數據訊號傳至Arduino UNO R3 平台,再透過無線網路通訊模組(WiFi),將收集到數據傳輸至雲端(ThingSpeak),讓使用者可以使用手機透過網路取得該環境的數據用來觀察此環境懸浮微粒的變化。
英文摘要 The methodology of study to apply the technology in real situations for environmental detection and data collection at different places and period of time. The data will be uploaded to Google Drive. The physical impact of human caused by surroundings, its consequences and possible improvements are controlled for comparisons and further analysis. By using android mobile apps and Wi-Fi transfer, user can pass different control signal to Arduino development page, the Arduino will then process after receiving related control signal.The sensor contains GP2Y1010AU0F PM2.5 sensor modules. After accessing the data, Arduino app transfers signal from WiFi router to Drive thingspeak through wifi modules,the sensor value and waveform will be shown on mobile phone.
論文目次 目錄
誌謝 I
中文摘要 II
ABSTRACT III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 文獻回顧 2
1.4 章節介紹 3
第二章 研究背景 4
2.1 懸浮微粒 4
2.2 懸浮微粒對人體健康造成的影響: 5
2.3 懸浮微粒對環境造成影響 7
2.4 溫濕度環境感測 9
2.5 IEEE 802.11 g/n傳輸架構 9
第三章 研究方法 10
3.1 研究前準備作業 10
3.2 情境架構 10
3.3 系統分析架構: 11
3.4 Arduino控制介紹: 12
3.5 環境模組感測 18
3.5.1 測試與氣象局數據相較比對 22
3.6 APP INVENTOR2 程式 23
3.7 ThingSpeak 23
第四章 研究結果與比較 30
4.1 實驗流程 30
4.2 實驗情境 31
4.3 實驗結果 39
4.4 實驗結果分析 50
第五章 結論與未來展望 58
5.1 結論 58
5.2 未來展望 59
參考文獻 60


圖目錄
圖 1.1 arduino robot搭載PM2.5之感測模組………………………………1
圖 1.2 環境感測之懸浮微粒數據採樣流程...………………………………2
圖 1.3 Arduino規格圖…………………………….…………………………3
圖 1.4 論文章節大綱……………………….……………………..…………3
圖 2.1 懸浮微粒大小之比對…………………………………...……………4
圖 2.1.1 人體呼吸道之粉塵沉積……….…………….………………..……5
圖 2.2.1 懸浮微粒及呼吸道疾病相關………………………..….………….6
圖 2.2.2 懸浮微粒及呼吸道疾病相關……...………………..….…………..7
圖 2.3.1 WHO針對全球近600個城市的PM2.5數值………….…………8
圖 2.3.2 OECD針對全球近600個城市的台灣的PM2.5數值排名...……8
圖 2.3.3 懸浮微粒與環境相關. …………..…….…………………………...9
圖 2.5.1 標準的封包架構………….………...………………………………9
圖 3.2.1 情境架構圖 ..............……………………..………..….…….….11
圖 3.3.1 系統分析架構 .………….…………………...…………….….….12
圖 3.4.1 Arduino UNO開發版外觀………………….……......…….…..…14
圖 3.4.2 使用arduino IDE 介面.....…………………………........…….…15
圖 3.5.1 灰塵感測器GP2Y1010AU 外觀.……………..…………………19
圖 3.5.2 灰塵感測器GP2Y1010AU 電路…………...…….…..…….……19
圖 3.5.3 灰塵感測器GP2Y1010AU安裝在Arduino UNO開發版上..…20
圖 3.5.4 測試流程圖...............………………………………..…….………20
圖 3.5.5 測試結果 .………………………………………………..….……21
圖 3.5.6 數據採集圖 ………………………………………………………22
圖 3.6.1 APP INVENTOR 2 介面概說………………….…..……………..23
圖 3.6.2 APP INVENTOR 2 程式輸入後的樣子..………………..……...24
圖 3.6.3 APP VENTOR2部分程式………………..……………..….…..…25
圖 3.6.4 APP VENTOR2部分程式……………..……….…..………..…....26
圖 3.6.5 APP INVENTOR 2 成品介面...…………………………….…….27
圖 3.7.1 使用ThingSpeak data 曲線……...………………………..………28
圖 3.7.2 Excel示意圖……………………………………………………....29
圖 4.1 Arduino感測器量測流程圖………………………………………...30
圖 4.2.1 (a) 環境A示意 (b) 房間A實拍………………………………..32
圖 4.2.2 (a) 裝置遠處照 (b) 放置近照…………………………………...32
圖 4.2.3 (a) 抽菸遠處照 (b) 放置近照 ………………………………….33
圖 4.2.4 (a) 燒香遠處照 (b) 放置近照……………………………….......33
圖 4.2.5 (a) 空氣清淨機遠處照 (b) 放置近照……………………….....34
圖 4.2.6 (a) 環境B照 (b) 環境B近照………………………………......36
圖 4.2.7 (a) 房間開窗 (b) 房間關窗……………………………………...36
圖 4.2.8 (a) 環境C示意 (b) 環境C實拍………………………..……….37
圖 4.2.9 (a) 裝置遠處示意 (b) 裝置近處實拍…………………………...38
圖 4.2.10 (a) 裝置遠處示意 (b) 裝置近處實拍………………………….38
圖 4.3.1 雲絲頓(濃)吸菸環境下數據…………………….……………....39
圖 4.3.2 環境A條件一數據細部放大圖……………….………………..39
圖 4.3.3 七星(濃)測試數據…………………………...….……………….40
圖 4.3.4 七星(濃)測試細部放大數據…………………….………………40
圖 4.3.5 線香環境下數據………………………………….……………..41
圖 4.3.6 線香環境下數據細部放大圖…………………….………..……41
圖 4.3.7 粉香環境下數據………………………………….………….….42
圖 4.3.8 粉香環境下數據細部放大圖……………………….…...………42
圖 4.3.9 香菸加空氣清淨機數據…………………………….………..…44
圖 4.3.10 香菸加排風扇數據………………………………….………....44
圖 4.3.11 線香加空氣清淨機數據…………………………….………....45
圖 4.3.12 線香加排風扇數據………………………………….…………45
圖 4.3.13 5/16氣象局公布數據…………………………….….…………46
圖 4.3.14 5/16環境B條件1蒐集數據……...…………….………….....46
圖 4.3.15 5/17環境B條件2下蒐集數據………...……….…….....……47
圖 4.3.16 5/17氣象局公布數據…………………………….………...…..47
圖 4.3.17 煮菜不開排風扇數據……………………………..……..…….48
圖 4.3.18 煮菜加開排風扇數據………………………………..………...48
圖 4.3.19 油鍋煮油數據…………………………………………..………49
圖 4.3.20 燒開水數據……………………………………………..…..…..49
圖 4.4.1 AQI指數…………………………………………………..……...50
圖 4.4.2 抽菸環境下數據…………………………………………..……..50
圖 4.4.3 雲絲頓(濃)&七星(濃) 數據比較……………………….....……..51
圖 4.4.4 線香&粉香數據比較………………………………………..…....51
圖 4.4.5 線香 數據細部放大圖…………………………………………...52
圖 4.4.6 環境A吸菸環境下開抽風扇與空氣清淨機比較……….………53
圖 4.4.7 環境B綜合數據…………………………………………………54
圖 4.4.8 煮菜環境下數據 ...………………………………………………55
圖 4.4.9 煮菜環境下排風扇ON/OFF比較…………………………..........56
圖 4.4.10 煮油與燒開水比較…………………………………………........57


表目錄
表 2.1 常見的懸浮微粒大小 ………………………...…………………...5
表 3.6.1作動測試紀錄………………………………….………………….27
表 4.2.1 情境-無窗戶房間(A)………………………………...…………...31
表 4.2.2 情境-有窗戶房間(B)……………………………………………..35
表 4.2.3 情境-廚房(C)…………………………...………….……………..37
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