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系統識別號 U0002-2906201816342000
中文論文名稱 環境溫度感測健康智慧物聯網之技術探討
英文論文名稱 Environmental Temperature Sensing on Healthy Intelligent 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 林志翰
研究生英文姓名 Zhi-Han Lin
學號 705440146
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2018-06-06
論文頁數 57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  濕度  物聯網  感測器  溫度  PM2.5  氣候變遷 
英文關鍵字 Cloud  humidity  IOT  sensor  temperature  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 論文提要內容: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。在系統中可以使用溫溼度感測器以及PM2.5感測器可以進行測量環境溫度濕度以及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的溫度、濕度與懸浮微粒的變化。
英文摘要 The smart monitor environment system has been designed to use Arduino UNO R3 studio and WiFi camera.We can control the real-time system through Internet to use temperature/humidity sensors and PM2.5 sensor to measure temperature, humidity and PM2.5 data from the environment.The above three sensors can detect and collect data to Arduino UNO R3 studio and then transmit these data to Thingspeak by WiFi. Finally, We can use the mobile phone these cloud to obtain the temperature,humidity and PM2.5 in the environment.
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 IX
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 全球暖化與氣候變遷: 4
2.2 溫度變化對人體健康造成的影響: 5
2.3 懸浮微粒環境觀察之分析 8
2.4 居家環境遠端監控 12
2.5 IEEE 802.11 g/n傳輸架構 12
第三章 研究方法 13
3.1 情境架構 13
3.2 系統分析架構: 14
3.3 步進馬達控制 14
3.4 Arduino UNO R3 開發板介紹: 16
3.5 感測器介紹: 18
3.6 數據圖形化: 21
3.7 遠端控制介紹: 25
第四章 研究結果與比較 28
4.1 實驗流程 28
4.2 實驗情境 29
4.3 實驗結果 35
第五章 結論與未來展望 52
5.1 結論 52
5.2 未來展望 54
參考文獻 55


圖目錄
圖 1.1 Arduino搭載溫濕及粉塵之感測模組 1
圖 1.2 Arduino規格圖 3
圖 1.3 論文架構圖 3
圖 2.1全球平均溫度變化圖 4
圖 2.2全球地表溫度變化圖 5
圖 2.3標準的封包架構圖 9
圖 2.4人體呼吸道之粉塵沉積 10
圖2.5 懸浮微粒及呼吸道疾病相關 11
圖2.6 懸浮微粒及呼吸道疾病相關 11
圖2.7 懸浮微粒與環境相關 12
圖2.8 802.11 標準的封包架構 12
圖 3.1情境架構圖 13
圖3.2系統分析架構 14
圖 3.3馬達IC電路圖 15
圖 3.4 Arduino UNO R3 編譯介面/Arduino開發板腳位 17
圖 3.5 WiFi模組 18
圖 3.6 WiFi模組電路圖 18
圖 3.7溫濕度感測器 (DHT21) 20
圖 3.8 GP2Y1010AU懸浮微粒感測器 21
圖 3.9 GP2Y1010AU懸浮微粒感測器電路圖 21
圖 3.10手機APP示意圖 22
圖 3.11 ThingSpeak 紀錄溫度模式 22
圖 3.12 ThingSpeak 紀錄濕度模式 23
圖 3.13 ThingSpeak 紀錄PM2.5模式 23
圖 3.14電腦整合ThingSpeak 紀錄模式 24
圖 3.15電腦顯示ThingSpeak 數據記錄模 24
圖 3.16遠端操控架構圖 25
圖 3.17設定WiFi分享器網域 25
圖 3.18增加Arduino虛擬IP 26
圖 3.19 WiFi分享器網域並且開放 26
圖 3.20開放外部網路連接到該網域 26
圖 3.21搜尋WiFi分享器網域外部IP 27
圖 3.22遠端操控介面 27
圖 4.1資料蒐集流程圖 28
圖 4.2 偵測環境架構 29
圖 4.3感測位置環境比對圖 30
圖4.4(a)沒寵物的房間(b)有寵物的房間(c)遠端距離示意圖 31
圖4.5 (a) 使用浴室前(b) 使用浴室後(c) 遠端距離示意圖 32
圖4.6 (a) 距離暖氣機遠 (b)距離暖氣機近 (c) 遠端距離示意圖 33
圖4.7 (a) 有寵物的關窗戶(b) 有寵物的開窗戶 (c) 遠端距離示意圖 34
圖4.8 智能車與氣象局溫度比較圖 35
圖4.9 智能車與氣象局濕度比較圖 36
圖4.10 智能車與氣象局PM2.5比較圖 36
圖 4.11偵測PM2.5情境變化結果圖-黃金獵犬(長毛) 40
圖 4.12偵測PM2.5情境變化結果圖-貴賓狗(捲毛) 41
圖 4.13偵測PM2.5情境變化結果圖-法國鬥牛犬(短毛) 42
圖 4.14偵測PM2.5情境變化結果圖-波斯貓(長毛) 43
圖 4.15偵測PM2.5情境變化結果圖-虎斑貓(短毛) 44
圖 4.16偵測洗完澡PM2.5情境變化結果圖-黃金獵犬(長毛) 45
圖 4.17偵測洗完澡PM2.5情境變化結果圖-貴賓狗(捲毛) 46
圖 4.18偵測洗完澡PM2.5情境變化結果圖-法國鬥牛犬(短毛) 47
圖 4.19偵測洗完澡PM2.5情境變化結果圖-波斯貓(長毛) 48
圖 4.20測洗完澡PM2.5情境變化結果圖-虎斑貓(短毛) 49
圖 4.21關窗環境寵物 PM2.5比較圖 50
圖 4.22開窗環境寵物 PM2.5比較圖 50
圖 4.23關窗環境寵物洗完澡 PM2.5比較圖 51
圖 4.24開窗環境寵物洗完澡 PM2.5比較圖 51
圖 5.1行政院環境保護署公佈AQI指標 52


表目錄
表 2.1溫度與心血管及呼吸道疾病相關的住院及死亡 6
表 2.2常見的懸浮微粒大小 10
表 3.1馬達控制架構表 15
表 3.2 WiFi模組腳位說明 19
表 4.1偵測數據比對 30
表 4.2即時偵測情境-A 31
表 4.3即時偵測情境-B 32
表4.4即時偵測情境-C 33
表4.5寵物環境偵測情境 34
表4.6智能車與氣象局資料比對 35
表 4.7遠端操控偵測該區環境數據變化(沒冷氣沒寵物/開冷氣有寵物) 37
表 4.8遠端操控偵測該區環境數據變化(浴室使用前/浴室使用後) 38
表 4.9遠端操控偵測該區環境數據變化(距離暖氣遠/距離暖氣近) 38
表 4.10蒐集寵物環境PM2.5數據變化39
表 4.11蒐集寵物洗完澡環境PM2.5數據變化39
表 4.12偵測PM2.5情境-黃金獵犬(長毛) 40
表 4.13偵測PM2.5情境變化結果-黃金獵犬(長毛) 40
表 4.14偵測PM2.5情境-貴賓狗(捲毛) 41
表 4.15偵測PM2.5情境變化結果-貴賓狗(捲毛) 41
表 4.16偵測PM2.5情境-法國鬥牛犬(短毛) 42
表 4.17偵測PM2.5情境變化結果-法國鬥牛犬(短毛)42
表 4.18偵測PM2.5情境-波斯貓(長毛) 43
表 4.19偵測PM2.5情境變化結果-波斯貓(長毛) 43
表 4.20偵測PM2.5情境-虎斑貓(短毛) 44
表 4.21偵測PM2.5情境變化結果-虎斑貓(短毛) 44
表 4.22偵測洗完澡PM2.5情境-黃金獵犬(長毛) 45
表 4.23偵測洗完澡PM2.5情境變化結果-黃金獵犬(長毛) 45
表 4.24偵測洗完澡PM2.5情境-貴賓狗(捲毛) 46
表 4.25偵測洗完澡PM2.5情境變化結果-貴賓狗(捲毛) 46
表 4.26偵測洗完澡PM2.5情境-法國鬥牛犬(短毛) 47
表 4.27偵測洗完澡PM2.5情境變化結果-法國鬥牛犬(短毛) 47
表 4.28偵測洗完澡PM2.5情境-波斯貓(長毛) 48
表 4.29偵測洗完澡PM2.5情境變化結果-波斯貓(長毛) 48
表 4.30偵測洗完澡PM2.5情境-虎斑貓(短毛) 49
表 4.31偵測洗完澡PM2.5情境變化結果-虎斑貓(短毛) 49
表 4.32關窗環境寵物 PM2.5 比較表 50
表 4.33開窗環境寵物 PM2.5 比較表 50
表 4.34關窗環境寵物洗完澡 PM2.5 比較表 51
表 4.35開窗環境寵物洗完澡 PM2.5 比較表 51
表 5.1寵物環境 PM2.5 比較 53
表 5.2寵物洗完澡環境 PM2.5 比較 53
參考文獻 [1]. 行政院國家科學委員會,(2011)臺灣氣候變遷科學報告。
[2]. 蘇慧貞,(2001)臺灣地區氣候變遷對空氣品質衝擊及調整策略可行性研究,環保署/國科會空污防制科研合作計畫(NSC 99-EPA-M-003-002),臺北市:國科會。
[3]. 葉雨松,(2014)細懸浮微粒(PM2.5)手動監測品保查核作業期末報告,EPA-101-FA11-03-A207。行政院環境保護署。
[4]. 林麗芬,(2015)臺灣PM2.5濃度改善之健康經濟價值研究 (計畫編號:NHRI-105A1-PDCO-2116161). 臺灣: 國家衛生研究院。
[5]. 鄭尊仁,(2009)「細懸浮微粒(PM2.5)空氣品質標準訂定建議及學理分析研究」,環保署/國科會空污防制科研合作計畫成果報告書。
[6]. 姜唯,(2015)世銀更新空污評比 PM2.5列正式指標. 環境資訊中心TEIA. Retrieved from http://e-info.org.tw/node/109004
[7]. 行政院環保署,(2014)細懸浮微粒(PM2.5)指標對照表與活動建議. 行政院環保署空氣品質監測網. Retrieved from http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/fpmi.aspx
[8]. 行政院環保署,(2010)空氣品質標準. 行政院環保署空氣品質監測網. Retrieved from http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0206.aspx
[9]. 行政院環境保護署,(2015)認識細懸浮微粒.
[10]. 高軒偉,(2015)臺灣地區男性暴露於細懸浮微粒(PM2.5)與口腔癌之相關性,中山醫學大學公共衛生學系碩士班
[11]. 張艮輝,陳杜甫,蔡長佑,(2016). PM2.5減量挑戰與空氣品質再升級.
[12]. 林柏秀,(2014)臺灣地區長期細懸浮微粒暴露與發生第 2 型糖尿病之研究,國立成功大學環境醫學研究所,碩士論文。
[13]. 洪麗如,(2013)以細懸浮微粒( PM2.5)作為代表標記探討台灣交通空氣污染和乳癌、卵巢癌死亡風險的關係,高雄醫學大學職業安全衛生研究所,博士論文。
[14]. 劉思廷,(2015)細懸浮微粒(PM2.5)濃度對台灣中部地區民眾心血管疾病及呼吸道疾病急診就醫之影響,國立陽明大學環境與職業衛生研究所,碩士論文。
[15]. 魏國閔,(2014)台灣地區空氣污染指標與急性心肌梗塞之門診與住院的相關性研究,國立彰化師範大學統計資訊研究所,碩士論文。
[16]. 陳思穎,(2013)大氣懸浮微粒短期暴露對心血管系統健康效應之研究,國立臺灣大學職業醫學與工業衛生研究所,博士論文。
[17]. 林郁倫,(2011)「空氣污染與每日心肺疾病急診相關研究」,國立台灣大學,碩士論文。
[18]. 陳月詩,(2011)台灣細懸浮微粒(PM2.5)空氣品質標準建置研究,國立中央大學環境工程研究所碩士論文。
[19]. 劉美芳,(2001)急性心肌梗塞與季節及氣溫的關係,國立臺灣大學環境衛生研究所,碩士論文。
[20]. 盧梅芳,(2000)大氣細懸浮微粒(PM2.5)污染來源及分析-化學質量平衡法受體模式應用,高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系碩士論文。
[21]. Wang, Y., Shi, L. H., Lee, M., Liu, P. F., Di, Q., Zanobetti, A., and Schwartz, J. D. (2017). Long-term Exposure to PM2.5 and Mortality Among Older Adults in the Southeastern US.Epidemiology,28(2):207-214.
[22]. Strak, M., Janssen, N., Beelen, R., Schmitz, O., Karssenberg, D., Houthuijs, D., van den Brink, C., Dijst, M., Brunekreef, B., and Hoek, G. (2017). Associations between lifestyle and air pollution exposure: Potential for confounding in large administrative data cohorts. Environmental Research,156,364-373.
[23]. EPA.(2016). BenMap User’s Manual. Air Quality Planning and Standards U.S. Environmental Protection Agency Research Triangle Park, NC Neal Fann, Project Manager.
[24]. Xiao-Dong, W., X.-M. ZHANG, S.-W. ZHUANG, L. Yu, K. Sheng, and L. YaLing(2016), Short-term effects of air pollution on acute myocardial infarctions in Shanghai, China, 2013-2014. Journal of Geriatric Cardiology. 13(2): p. 132-137.
[25]. Stieb, D. M., Judek, S., van Donkelaar, A., Martin, R. V., Brand, K., Shin, H. H., Burnett, R. T., and Smith-Doiron, M. H. (2015). Estimated public health impacts of changes in concentrations of fine particle air pollution in Canada, 2000 to 2011. Canadian Journal of Public Health-Revue Canadienne De Sante Publique, 106(6): E362-E368.
[26]. Zhang F, Cheng HR, Wang ZW, Lv XP, Zhu ZM, Zhang G, et al. (2014.) Fine particles (PM2.5) at a cawnet background site in central china: Chemical compositions, seasonal variations and regional pollution events. Atmos Environ 86:193-202.
[27]. Atkinson, R.,S. Kang, H. Anderson, I. Mills, and H. Walton(2014), Epidemiological time series studies of PM2. 5 and daily mortality and hospital admissions: a systematic review and meta-analysis. Thorax: p. thoraxjnl-2013-204492.
[28]. Cao, J., Chow, J.C., Lee, F.S.C and Watson, J.G. (2013) Evolution of PM2.5 Measurements and Standards in the U.S. and Future, Aerosol Air Qual. Res., 13: 1197–1211.
[29]. Yang, C. M., and Kao, K. (2013). Reducing Fine Particulate to Improve Health: A Health Impact Assessment for Taiwan. Archives of Environmental & Occupational Health, 68(1): 3-12.
[30]. Yang, C., X. Peng, W. Huang, R. Chen, Z. Xu, B. Chen, and H. Kan(2012), A timestratified case-crossover study of fine particulate matter air pollution and mortality in Guangzhou, China. International Archives of Occupational and Environmental Health. 85(5): p. 579-585.
[31]. Adar SD, Gold DR, Coull BA, Schwartz J, Stone PH, Suh H. (2007). Focused
exposures to airborne traffic particles and heart rate variability in the elderly.
Epidemiology, 18, 95-103.
[32]. Braga AL, Zanobetti A, Schwartz J. (2002). The effect of weather on respiratory and
cardiovascular deaths in 12 U.S. cities. Environ Health Perspect, 110(9), 859–863.
[33]. Abbey, D. E.,Ostro, B. E., Petersen, F., Burchette, R. J., (1995) Chronic Respiratory Symptoms Associated with Estimated Long;Term Ambient Concentrations of Fine Particulates Less Than 2.5 Microns in Aerodynamic Diameter (PM2.5) and Other Air Pollutants. J Expo Anal Environ Epidemiol 5(2), 137–159.
[34]. Bigger JT Jr, Fleiss JL, Steinman RC, et al. (1992). Frequency domain measures of
heart period variability and mortality after myocardial infarction. Circulation,
85(1), 164–171.
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