臺灣博碩士論文加值系統

本研究將使用最新的無線傳輸協定ZigBee 來建置一套「家庭自動化系統」，用來做傳輸控制訊號的媒介，由於ZigBee 具有省電、可靠度高、高度擴充性之特性，非常適用在建置「家庭自動化系統」，它能改善傳統「家電網路」實體配線不易與日後線路檢修困難等問題。
本系統主要分為三大部份。第一部份前端硬體架構與ZigBee 家電網路、硬體使用單晶片來製作控制電路板，家電網路採用ZigBee 來傳輸訊號，家電網路包含RFD 裝置及coordinator 裝置，RFD 裝置安裝於電器產品上，Coordinator 裝置則與家電伺服器做連接。第二部份家電伺服器、包含家電控制平台及MySQL 資料庫，平台採用Microsoft Visual Basic 2005 來開發。第三部份後端平台、包含Apache Server 與PHP 網頁介面。

This study is focused on employing wireless transmission protocol ZigBee to implement a home automation system. Because of the merits of ZigBee with reliability, reduced-power consumption and expandablity, therefore, it is suitable to be utilized in building a home system to enhance hardware and maintenance problems.
There are three parts included in this research system. The first part contains the hardware structure and ZigBee home appliance of the automation system, in which a microchip is used to control circuit operation as well as ZigBee is employed as a interface for signal transmission. Home appliance server that consist of control
platform and MySQL database is in the second part of our system, the platform operation is based on Microsoft Visual Basic 2005. The last part is an Apache server and PHP homepage interface.

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程 3
1.4 論文架構 4
第二章 文獻探討及相關知識研究 5
2.1 家庭自動化 5
2.1.1 家庭自動化之定義 5
2.1.2 家庭自動化系統發展趨勢 6
2.2 家電網路系統 7
2.2.1 X10 9
2.2.2 CEBus 9
2.2.3 LonWorks 10
2.3 近距離通訊技術 11
2.3.1 ZigBee 12
2.3.1.1 ZigBee 特性介紹 12
2.3.1.2 ZigBee 晶片現況 13
2.3.1.3 ZigBee 應用領域 14
2.3.2 Bluetooth 15
2.3.3 UWB 15
2.3.4 Wi-Fi 15
2.4 IEEE 802.15.4 協定 16
2.4.1 IEEE 802.15.4 技術特性 17
2.4.2 IEEE 802.15.4 資料傳送模式 18
2.4.3 IEEE 802.15.4 標準現況 20
2.5 RS-232 串列通訊 21
2.5.1 RS-232 腳位說明 22
2.6 系統開發工具 23
2.6.1 MySQL 資料庫簡介 24
2.6.1.1 MySQL 資料庫概念 24
2.6.1.2 資料庫管理系統與SQL 語言 26
2.6.2 Apache Server 介紹 26
2.6.3 PHP 介紹 27
2.6.4 Microsoft Visual Studio 2005 介紹 29
2.6.5 Dreamweaver 8 介紹 30
2.6.6 MPLAB IDE V7.43 介紹 31
2.7 PICDEM-Z DEMO KIT 開發套件介紹 32
2.7.1 PICDEM-Z 開發母板介紹 33
2.7.2 PICDEM-Z RF 卡介紹 35
第三章 系統架構與設計 39
3.1 系統架構 39
3.1.1 第一部份前端硬體架構與ZigBee 家電網路 39
3.1.2 第二部份家電伺服器 40
3.1.3 第三部份後端平台 40
3.2 系統硬體需求 40
3.2.1 家電伺服器 40
3.2.2 MySQL 伺服器 41
3.2.3 網頁伺服器 41
3.3 系統軟體需求 41
3.3.1 開發端使用軟體 42
3.3.2 伺服器端使用軟體 42
3.4 系統流程 42
3.4.1 前端硬體實作 43
3.4.1.1 控制電路板製作 44
3.4.1.2 89C51 單晶片程式設計 46
3.4.1.3 ZigBee 開發版程式修改 48
3.4.2 資料庫設計實作 52
3.4.2.1 Apache Web Server 安裝 53
3.4.2.2 phpMyAdmin 2.5.6 介紹 57
5.4.2.5 MySQL 資料庫欄位、型態說明 58
3.4.3 家電控制平台開發 60
3.4.3.1 家電控制平台功能介紹 60
3.4.3.2 家電控制平台程式流程圖 62
3.4.4 PHP 網頁平台開發 63
3.4.4.1 PHP 網頁平台功能圖 64
第四章 系統成果展示 65
4.1 ZigBee 開發版綁定流程 65
4.2 家電控制平台展示 71
4.3 PHP 網頁平台展示 77
4.4 成品照片 82
第五章 結論和未來展望 83
5.1 結論 83
5.2 未來展望 85
第六章 參考文獻 86
6.1 中文文獻 86
6.2 英文文獻 88

中文文獻
1. 山內一三著、楊德揮譯，家電的技術與市場，台北市：中國生產力中心，1992
2. 王文宏。淺談近距離無線通訊技術，資策會IDEA創新應用中心技術觀測組，http://www.find.org.tw/itwatch/， 2005
3. 林山霖(2004)。群蜂起舞-ZigBee 技術發展現況，資策會MIC 產業研究報告，http://mic.iii.org.tw/intelligence
4. 林 靖 玲，行動通訊之遠距家庭自動化系統，成 功 大 學，電 機 工 程 學 系，碩 士 論 文，2004
5. 林建良，安養中心監測系統之建置，亞洲大學， 資訊工程學系，碩士論文， 2 0 0 6
6. 李 晨 含，結合無線通訊網際網路於家庭自動化的應用， 成 功 大 學，電機工程學系，碩 士 論 文，2002
7. 李志文，Dreamweaver 8 & PHP 網頁資料庫，台北：旗標出版股份有限公司，2006
8. 吳佳諺，MySQL 資料庫教學，台北：成大資訊有限公司，2005
9. 吳權威、王緒溢，Dreamweaver 8 與PHP 網頁設計實務，台北：網奕資訊科技股份有限公司，2006
10. 吳權威，PHP 與MySQL 網頁設計實務，台北；網奕資訊科技股份有限公司，2004
11. 曾百由，微處理器原理與應用－C 語言與PIC18 微控制器，台北：五南圖書出版股份有限公司，2006
12. 陳永盛，老人照護醫療系統之開放式平台設計與實作，亞洲大學，資訊工程學系，碩士論文，2006
13. 黃志鴻，以技術預測方法探討家庭自動化系統需求與發展之趨勢，國立交通大學，科技管理研究所，碩 士 論 文，2003
14. 黃國書，PDA應用於家庭自動化之研究，國立臺灣科技大學，電機工程系，碩 士 論 文，2004
15. 黃國書，建築物智慧化系統與網路整合時代，21 世紀智慧建築永續發展國際研討會，2002
16. 盧來順，建置個人助理臨床護理資訊系統，亞洲大學，資訊工程學系，碩士論文，2006
英文文獻
[ 1 ] P. Bergstrom, K. Driscoll, and J. Kimball. (2001), "Making Home Automation Communications Secure," IEEE Computer.
[ 2 ] H. Ishikawa, E. Tokunaga, and T. Nakajima. (2002), “A Case Study of Implementing Home Appliance Middleware on Linux and Java,” in Proceedings of the 2002 Symposium on Applications and the Internet.
[ 3 ] Mikhail Galeev. (2004), “Home networking with Zigbee,” http://www.embedded.com/showArticle.jhtml?articleID=18902431.
[ 4 ] Microchip Technology Inc. (2004), MPLAB® PM3 USER’S GUIDE, Microchip.
[ 5 ] Microchip Technology Inc. (2004), PICDEM™ Z DEMONSTRATION KIT USER’S GUIDE, Microchip.
[ 6 ] Chipcon AS SmartRF® CC2420 Preliminary Datasheet. (2004), U.S.A:Chipcon.
[ 7 ] X. ZHANG, J. SUN, and L. ZHOU. (2005), "Development of an Internet Home Automation System using Java and Dynamic DNS Service," in Proceedings of the Sixth International Conference on Parallel and Distributed Computing,Applications and Technologies.
[ 8 ] Nilesh Rajbharti Microchip Technology Inc. (2005), Microchip Stack for the Zigbee Protocol, Microchip.