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。

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.

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

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