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系統識別號 U0002-2108201709585600
DOI 10.6846/TKU.2017.00746
論文名稱(中文) 設計與實作物聯網閘道器以支援智慧居家照護
論文名稱(英文) Design and Implementation of an IoT Gateway for Supporting Smart Home Cares
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 資訊工程學系資訊網路與多媒體碩士班
系所名稱(英文) Master's Program in Networking and Multimedia, Department of Computer Science and Information Engine
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 林俊凱
研究生(英文) Chun-Kai Lin
學號 604420116
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別 英文
口試日期 2017-06-09
論文頁數 54頁
口試委員 指導教授 - 張志勇
委員 - 趙志民
委員 - 游國忠
關鍵字(中) 物聯網
居家照護
無線感測
緊急通知
多網閘道器。
關鍵字(英) Home Care
Internet of Things
Wireless sensor network
Emergency Notification
Gateway
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
近幾年隨著社會不斷變遷,人口出生率及死亡率亦逐年降低,「人口老化」這一現象是多數國家所面臨的情況。隨著老年人口的比例不斷增加,相伴隨的老人照護問題更是近年關注的焦點議題,在機構式、社區式及居家式照護服務中,居家照護是最被接受的方式,也較具可行性,在老人居家養老的過程中,其健康狀態、照護方式是最需注意的問題,因此在本論文中,擬設計一可支援居家健康照護系統的多網閘道器,在整合受照護者家中佈建的各類感測設備、生理感測設備同時,亦支援對家中智慧電器進行控制功能,並可蒐集受照護者日常生活相關數據,供後端平台進行分析,以便進一步了解老人生活習慣,當老人行為異常、或緊急狀況發生時,可對家屬、照護者發出緊急通知,透過此閘道器為居家養老者提供健康安全、舒適的生活服務,以達到提升居家照護生活品質之目的。
英文摘要
In recent years, as the society change, the birth rate and mortality rate have decreased year by year. The phenomenon of "population aging" is the situation faced by most countries. With the increasing proportion of the elderly population, accompanied by the elderly care problem is the focus of attention in recent years, In-institutional, Community and home care services, home care is the most acceptable way, but also more feasible , In the elderly home care process, its health status, the care problem is the most need to pay attention, So, in this paper, is designed to support a home health care system of multi-network gateway device, in the care of the care home. The construction of various types of sensing equipment, physiological sensing equipment at the same time, also supports the home of intelligent electrical control functions, and can be collected by the care of daily life-related data for back-end platform for analysis, in order to further understand the elderly living habits, When the elderly behavior is abnormal, or emergency occurs, the family members, caregivers issued an emergency notice, through this gateway for home caregivers to provide healthy and safe, comfortable living services, in order to achieve the purpose of improving the quality of home care life.
第三語言摘要
論文目次
目錄
目錄----------------------------------------------IV
圖目錄--------------------------------------------VI
表目錄--------------------------------------------VII
第一章、簡介---------------------------------------1
第二章、相關研究-----------------------------------6
第三章、背景知識-----------------------------------9
  3-1  Arduino 技術介紹---------------------------9
  3-2  ZigBee 通訊協定技術------------------------11
  3-3  BLE 4.0 通訊協定技術-----------------------14
  3-4  IrDA技術----------------------------------15
第四章、多網閘道器系統架構-------------------------18
第五章 、多網閘道器設計與介紹----------------------21
  5-1.	物聯網閘道器之軟韌體設計與實作-------------21
    A.	Process Module--------------------------22
    B.	Bidirectional ADK-----------------------23
    C.	Data Type Convert Module----------------23
    D.	Package Process Module------------------24
    E.	Command Process Module------------------25
    F.	Serial Port Control Module--------------26
  5-2.多網閘道器硬體元件介紹----------------------27
    A.	XBee SC2模組----------------------------27
    B.	MediaTek RT5370模組---------------------28
    C.	HC-08模組-------------------------------29
    D.	Infrared 模組---------------------------30
第六章、感測模組設計與實作------------------------31
  A.	磁簧開關模組-----------------------------31
  B.	紅外線感測模組---------------------------32
  C.	水流感測模組-----------------------------34
  D.	智慧插座---------------------------------35
第七章、系統實作與效能評估------------------------37
  7-1.日常監測-----------------------------------37
  7-2.智慧生理設備-------------------------------38
  7-3.效能評估-----------------------------------39
第八章、結論-------------------------------------41
參考文獻-----------------------------------------42
附錄-英文論文------------------------------------44

圖目錄
圖 1. 歷年幼年人口比率、老年人口比率及老化指數趨勢--2
圖 2. Arduino微電腦控制板------------------------10
圖 3. Arduino規格圖------------------------------11
圖 4. ZigBee無線網路協定架構圖--------------------12
圖 5. 常見的ZigBee網路架構圖----------------------13
圖 6. 紅外線通訊協定階層架構圖---------------------16
圖 7. 紅外線三種工作模式---------------------------17
圖 8. 多網閘道器系統架構圖-------------------------18
圖 9. 多網閘道器軟硬體架構圖-----------------------22
圖 10. Json格式流程圖-----------------------------23
圖 11. 資料型態轉換圖-----------------------------24
圖 12. 封包處理圖---------------------------------25
圖 13. 指令控制流程圖-----------------------------26
圖 14. Serial串列通訊圖---------------------------27
圖 15. XBee模組----------------------------------28
圖 16. MediaTek RT5370模組-----------------------29
圖 17. HC-08 模組--------------------------------30
圖 18. Infrared模組------------------------------30
圖 19. 磁簧開關模組-------------------------------31
圖 20. 磁簧開關模組線路圖-------------------------32
圖 21. 紅外線感測模組-----------------------------33
圖 22. 紅外線感測模組線路圖------------------------33
圖 23. 水流感測模組-------------------------------34
圖 24. 水流感測模組線路圖--------------------------35
圖 25. 智慧插座-----------------------------------36
圖 26. 智慧插座線路圖-----------------------------36
圖 27. 系統環境示意圖-----------------------------37
圖 28. 智慧生理設備架構圖--------------------------38
圖 29. 吃藥提醒示意圖-----------------------------39
圖 30. 距離對封包傳輸之影響------------------------40
圖 31. 多個ZigBee設備對封包傳輸之影響--------------40
 
表目錄
表 1.系統功能比較表--------------------------------8

 
參考文獻
參考文獻
[1] 	Sahoo, P.K., Mohapatra, S.K., Wu, S.L., “Analyzing healthcare big data with prediction for future health condition,” IEEE Access, vol 4, pp. 9786–9799 (2016).
[2] 	Suryadevara, N.K., Mukhopadhyay, S.C., “Wireless sensors network based safe home to care elderly people: a realistic approach,” proc. of IEEE RAICS, pp. 001–005 (2011).
[3] 	Suryadevara, N.K., Chen, C.P., Mukhopadhyay, S.C., Rayudu, R.K., ”Ambient assisted living framework for elderly wellness determination through wireless sensor scalar data,” IEEE ICST, Wellington-NZ, pp. 632–639 (2013).
[4] 	L. A. Castro, J. Favela, E. Quintana, M. Perez, “Behavioral data gathering for assessing functional status and health in older adults using mobile phones,” Pervasive and Mobile Computing, vol. 19, pp. 379-391(2015).
[5] 	Y. Liu, J. Niu, L. Yang, and L. Shu, “Ebplatform: an iot-based system for ncd patients homecare in china,” IEEE GLOBECOM, pp. 2448–2453 (2014).
[6] 	M. Oliveira, L. O. M. Andrade, M. Santos, G. Teles, and N. Agoulmine, “Towards a cost-effective homecare for a public health management system in Brazil,” IEEE HEALTHCOM, Natal, Brazil, pp. 206–211 (2014).
[7] 	H. Y. Tung, K. F. Tsang, H. C. Tung, K. T. Chui, and H. R. Chi, “The design of dual radio ZigBee homecare gateway for remote patient monitoring,” IEEE Trans. Consum. Electron, vol. 59, no. 4, pp. 756–764 (2013).
[8] 	國家發展委員會,http://www.ndc.gov.tw/News_Content.aspx?n=6FDC603ACC3D414D&sms=DF717169EA26F1A3&s=397D9220FC82B394
[9] 	內政部,http://www.moi.gov.tw/chi/chi_news/news_detail.aspx?sn=11725&type_code=02&pages=11&src=news
[10] 	ZigBee Alliance, http://www.zigbee.org/
[11] 	Arduino,https://www.arduino.cc/
[12] 	Bluetooth SIG, https://www.bluetooth.com/zh-cn
[13] 	Infrared Data Association, http://www.irda.org/
[14] 	Fujitsu遠距照護支援系統,http://www.fjitsu.com.tw/solutions/industry
/healthcare/lone/
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