淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-2007202012022800
中文論文名稱 發熱源的行動追蹤系統設計
英文論文名稱 Design of Tracking Heat System
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 And Computer Engineering
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生中文姓名 林宣亨
研究生英文姓名 Hsuan-Heng Lin
學號 707440094
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2020-07-10
論文頁數 56頁
口試委員 指導教授-李揚漢
委員-許獻聰
委員-王安松
中文關鍵字 人工智慧物聯網  自動控制  智能載具 
英文關鍵字 AIOT  Automatic control  Smart machine 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 本論文提出發熱源的行動追蹤系統設計,本實驗載具所搭配的感測器最大感測距離為2米,如果更換適當的載具與感測模組下,將可等比例放大運用於實際情況。開發者使用Arduino NANO V3.0平台作為主架構並使用ESP8266 WiFi開發板、AMG8833-紅外線陣列熱成像感測模組、GY-85 九軸 IMU 多功能感測器模組以及載具,使用者能夠利用手機的無線行動網路並透過手機APP Blynk控制智能載具尋找發熱源與即時監控溫度數據。在系統中,智能載具搭載紅外線陣列熱成像感測模組會自動測量四周環境溫度數值並透過演算法計算朝著溫度較高的區域進行追溯熱源移動,透過無線行動網路將量測到的溫度數據及時上傳到手機APP Bylnk。因為火災現場濃煙密布,消防員可將此系統擺放在需要探測的地點讓其自動追蹤熱源並經由手機APP及時觀察此火災現場火源在哪個方向以及位置。
英文摘要 This thesis mainly discusses the design of tracking system for the heat source. In this system, users can assist in finding the heat source by the mobile phone app Blynk. It not only monitors the temperature data, but also uploads the temperature value to the mobile APP Bylnk of time. By placing the system to trace the temperature difference at scene of fire,the firefighter can find the heat source quickly and extinguish the fire.
論文目次 目錄
誌謝 I
中文摘要……………………………………………………...……II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
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 3
1.4 章節介紹 4
第二章 研究背景 7
2.1 火災對人體的危害 7
2.2 近年來消防員死傷人數 9
第三章 研究方法 11
3.1 系統分析架構 11
3.2 硬體架構 12
3.3 Arduino開發板介紹 13
3.4 ESP8266 Wi-Fi模組介紹 15
3.5 AMG8833紅外線陣列熱成像感測模組介紹 18
3.6 GY-85 九軸IMU多功能感測器模組介紹 20
3.7 步進馬達驅動模組介紹 22
3.8 Blynk APP設計 24
3.9 熱源溯源演算法軟體設計流程 26
第四章 研究成果 30
4.1 實驗流程 30
4.2 實驗設定 32
4.2.1 實驗背景值確認與設定 32
4.2.2 實驗情境數據收集 32
4.2.3 實驗情境 32
4.3 實驗結果 42
4.3.1 實驗情景A測試結果: 42
4.3.2 實驗情景B測試結果: 43
4.3.3 實驗情景C測試結果: 45
4.3.4 實驗情景D測試結果: 50
第五章 結論與未來展望 52
5.1 結論 52
5.2 未來展望 52
參考文獻 54

圖目錄
圖 1.1發熱源溯源智能載具 2
圖 1.2 Blynk與手機和硬體裝置連接示意圖 3
圖 1.3 論文架構圖 5
圖 1.4 發熱源的行動追蹤系統設計架構圖 6
圖 3.1系統分析架構圖 11
圖 3.2硬體架構圖 12
圖 3.3 ARDUINO 官方Logo 14
圖 3.4 Arduino IDE 編譯軟體 15
圖 3.5 Arduino Nano V3硬體開發板 15
圖 3.6 ESP8266-ESP01S實體圖 16
圖 3.7 Arduino IDE序列埠監控視窗驗證ESP8266連線狀態 17
圖 3.8 SparkFun Grid-EYE紅外線陣列熱成像感測模組 19
圖 3.9 GY-85 九軸 IMU 多功能感測器模組 21
圖 3.10 L298N Dual H-Bridge馬達驅動模組 23
圖 3.11 本實驗Arduino IDE中軟體設計與Blynk APP結合 26
圖 3.12 演算法流程圖 27
圖 3.13 智能載具旋轉式意圖 28
圖 3.14 智能載具搜尋到較高溫度的方位 29
圖 4.1 發熱源溯源系統實驗流程圖 31
圖 4.2 所使用的發熱源鹵素燈泡 34
圖 4.3 將發熱源放置在距離載具0.5米處來驗證演算法 35
圖 4.4 方向容許錯誤次數3次 36
圖 4.5 將發熱源放置在距離智能載具0.5米處 37
圖 4.6 將發熱源放置在距離智能載具1米處 38
圖 4.7 將發熱源放置在距離智能載具2米處 39
圖 4.8 Blynk APP中的方向容許錯誤次數 40
圖 4.9 卡式瓦斯爐與智能載具距離1米 41
圖 4.10智能載具置於發熱源0.5、1、2米溯源時間分析曲線圖 45
圖 4.11 方向容許錯誤次數2次介面 46
圖 4.12 方向容許錯誤次數3次介面 47
圖 4.13 方向容許錯誤次數4次介面 48
圖 4.14方向容許錯誤次數2、3、4次溯源時間分析曲線圖 49
圖 4.15 智能載具在卡式瓦斯爐旁邊停下 51










表目錄
表 1.1 Arduino NANO V3.0 開發板規格 4
表 3.1硬體元件使用表 13
表 3.2 ESP8266腳位說明 17
表 3.3 SparkFun Grid-EYEAMG8833規格 19
表 3.4 SparkFun Grid-EYEAMG8833腳位說明 20
表 3.5 發熱源與AMG8833距離與感測溫度之比較 20
表 3.6 GY-85 九軸IMU多功能感測器模組規格 22
表 3.7 GY-85 九軸IMU多功能感測器模組腳位說明 22
表 3.8 軟體控制馬達A與B前進後退與剎車 24
表 4.1實驗情境A. 33
表 4.2實驗情境B. 36
表 4.3實驗情境C. 39
表 4.4實驗情境D 41
表 4.5實驗A,測試五次分別的時間 43
表 4.6實驗B,在距離0.5米測試五次所花時間 43
表 4.7實驗B,在距離1米測試五次所花時間 44
表 4.8實驗B,在距離2米測試五次所花時間 44
表 4.9 實驗C,方向容許錯誤次數設定為2測試五次所花時間 46
表 4.10 實驗C,方向容許錯誤次數設定為3測試五次所花時間 48
表 4.11 實驗C,方向容許錯誤次數設定為4測試五次所花時間 49
表 4.12 實驗D 將發熱源改成卡式瓦斯爐測試五次所花時間 50

參考文獻 [1] Lv, X., & Liu, Y. (2010, July). Design of human motion detection and tracking robot based on pyroelectric infrared sensor. In 2010 8th World Congress on Intelligent Control and Automation (pp. 3737-3740). IEEE.
[2] Seneviratne, P. (2018). Hands-On Internet of Things with Blynk: Build on the power of Blynk to configure smart devices and build exciting IOT projects. Packt Publishing Ltd.
[3] 內政部消防署,訓練教材-初1-消防常識與火災預防。
[4] Gross, D., Loftus, J., & Robertson, A. (1967, January). Method for measuring smoke from burning materials. In Symposium on Fire Test Methods—Restraint & Smoke 1966. ASTM International.
[5] Mulholland, G. W. (2002). Smoke production and properties. SFPE handbook of fire protection engineering, 3.
[6] Hartzell, G. E. (1996). Overview of combustion toxicology. Toxicology, 115(1-3), 7-23.
[7] Thanh-Phong, T. R. A. N. (2018, November). Proposing a deployment strategy of sensor network for tracking mobile heat source trajectory. In 2018 4th International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD) (pp. 782-787). IEEE.
[8] 內政部消防署,消防災防勤業務統計資料(年報),各年。
[9] Chen, L., Zhang, J., & Wang, Y. (2018, May). Wireless Car Control System Based on ARDUINO UNO R3. In 2018 2nd IEEE Advanced Information Management, Communicates, Electronic and Automation Control Conference (IMCEC) (pp. 1783-1787). IEEE.
[10]曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2015). Arduino 程式教學 (常用模組 篇). Arduino Programming (37 Sensor Modules).
[11] Hutauruk, A. R., Pardede, J., Aritonang, P., Saragih, R. F., & Sagala, A. (2019, November). Implementation of Wireless Sensor Network as Fire Detector using Arduino Nano. In 2019 International Conference of Computer Science and Information Technology (ICoSNIKOM) (pp. 1-4). IEEE.
[12]洪宗斌. (2018). 環境感測健康智慧物聯網之技術探討. 淡江大學電機工程學系碩士在職專班學位論文, (2018 年), 1-74.
[13] Ciuffoletti, A. (2017, October). Design and implementation of a low cost modularsensor. In 2017 IEEE 13th International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob) (pp. 17-23). IEEE.
[14] Gochoo, M., Tan, T. H., Batjargal, T., Seredin, O., & Huang, S. C. (2018, October). Device-free non-privacy invasive indoor human posture recognition using low-resolution infrared sensor-based wireless sensor networks and DCNN. In 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC) (pp. 2311-2316). IEEE.
[15] Tir, Z., Malik, O., Hamida, M. A., Cherif, H., Bekakra, Y., & Kadrine, A. (2017, October). Implementation of a fuzzy logic speed controller for a permanent magnet dc motor using a low-cost Arduino platform. In 2017 5th International Conference on Electrical Engineering-Boumerdes (ICEE-B) (pp. 1-4). IEEE.
[16] Rahmawati, D., Danudirdjo, D., & Suksmono, A. B. (2017, November). Magnetic Imaging System Based on HMC5883L Sensor Array. In 2017 5th International Conference on Instrumentation, Communications, Information Technology, and Biomedical Engineering (ICICI-BME) (pp. 1-5). IEEE.
[17] Khanna, S., Ho, J. N., Irwen, J., & Wang, W. C. (2010). Diamagnetically levitating three phase motor with optical feedback control. International Journal of Optomechatronics, 4(4), 424-448.
[18] 劉奕賢. (2014). 自平衡兩輪車控制之研究. 義守大學電子工程學系學位論文, 1-61.
[19] Durani, H., Sheth, M., Vaghasia, M., & Kotech, S. (2018, April). Smart automated home application using IoT with Blynk app. In 2018 Second International Conference on Inventive Communication and Computational Technologies (ICICCT) (pp. 393-397). IEEE.
[20] Shi, C., Zhang, Y., & Wang, L. (2018, December). The Design and Research on a Target Tracking Arithmetic Under Complex Background. In 2018 11th International Symposium on Computational Intelligence and Design (ISCID) (Vol. 1, pp. 225-228). IEEE.
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2020-08-12公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2020-08-12起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2486 或 來信