臺灣博碩士論文加值系統

由於少子女化的現象，台灣的老年人口比例逐漸增加，2018年3月台灣進入高齡社會，老年人口占14%以上。也因為高齡社會的關係以及少子女化的現象，造成勞動人口數逐年下降，因此與高齡者相關的議題是目前最熱門也是最受重視的議題。
在日常生活環境中，空氣品質逐漸受到大家的重視，無論是在報章雜誌或是新聞媒體等等，空氣品質相關的議題皆被熱烈的討論與研究。根據世界衛生組織(WHO)國際癌症研究機構之研究證據充分確定空氣汙染為致癌因子，研究發現暴露於戶外空氣污染會增加罹患肺癌及膀胱癌的機率。因此，WHO將戶外空氣污染列為人類致癌物質。更早研究證實空氣污染會造成呼吸道和心血管等許多疾病。
本研究設計智慧型居家空氣品質調控系統，以適應性類神經模糊推論系統（Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System, ANFIS）作為研究方法，本系統利用Arduino微控制器結合感測器，感測空氣中的PM2.5、PM10數值及光線可見度，作為ANFIS之Training Data。本系統由空氣品質監測系統及環境品質調控系統建構而成，空氣品質監測系統主要是應用感測器感測空氣品質，並利用手機應用程式將感測器所感測到的空氣品質資料記錄在MySQL資料庫，可供使用者隨時查詢，且顯示在手機畫面上，供高齡者即時得知目前室內空氣品質狀況；環境品質調控系統以PM2.5和PM10作為適應性模糊推論系統的輸入，依據測得的PM2.5、PM10和光線可見度來判定空氣品質程度，ANFIS之輸出用來調控空氣循環系統，使其達到適合使用者的環境空氣品質。
本研究選用市占率最高的Android行動裝置作業系統，以Android Studio作為開發工具，以Java程式語言撰寫手機應用程式，提供適合高齡者簡單使用的環境調控系統，為高齡者提供較佳的環境空氣品質。

Due to low fertility rate, the proportion of the elderly population gradually increased in Taiwan. In March, 2018 Taiwan entered to be the aging society, the elderly population more than 14%. Because of the aging society and the decreasing fertility rate in Taiwan, the number of labor force has been declining year by year. An issue related to the elderly is the hottest and most important issue.
In the daily life, the air quality began to attract the attention of everybody, whether in the newspapers and magazines or the news media,. Air-quality-related issues are heated discussion and research. According to the World Health Organization International Agency for Cancer Research, outdoor air pollution as carcinogen, the main sources of outdoor air pollution include transportation, power generation, industrial and agricultural emissions, cooking at home. Most people are exposed to air pollution that can cause many diseases, including respiratory disease and cardiovascular disease.
This research designed intelligent indoor air quality monitoring and regulation systems, with Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System. The systems were conducted with air quality monitoring system and Environment quality control system. The main functions of air quality monitoring system are monitoring the indoor air quality, recorded in the MySQL with the APP in Smart Phone, which can be read easily and more easily for the elderly to know the current situation of real-time indoor air quality. On the other hand, the environmental quality controls system. Combined with sensing temperature, PM2.5, PM10 and optical visibility, and PM2.5 and PM10 as input of adaptive neuron fuzzy inference system, according to the PM2.5, PM10 and optical visibility to determine the air quality degree. Controlling the air circulation system to adjust to the indoor environment by the data of air quality, the measured data of air quality recorded in the MySQL database, available for user to query at any time.
The research is to choose the most market-share of the Android operating system for mobile device with the Android studio as a development tool which in Java programming language to write mobile applications. Using the Arduino board combined many sensors to design air quality monitoring system and environmental quality control system. To provide a simple self-care functions for the elderly and hope to contribute to the aging society.

摘要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2文獻回顧 4
1.3研究目的與方法 5
第二章 適應性類神經模糊推論系統 7
2.1模糊理論 7
2.1.1傳統集合與模糊集合差異 8
2.1.2 模糊集合基本運算子 11
2.1.3 模糊推論系統 13
2.1.4 模糊邏輯控制應用 16
2.2類神經網路 17
2.2.1類神經網路的特性 18
2.2.2類神經網路系統架構 19
2.2.3類神經網路學習演算法 21
2.3倒傳遞類神經網路 23
2.3.1倒傳遞類神經網路架構 23
2.3.2倒傳遞類神經網路應用 25
2.4 適應性類神經模糊推論系統 26
2.4.1複合型學習演算法 26
2.4.2適應性類神經模糊推論系統架構 28
2.4.3適應性類神經模糊推論系統應用 30
第三章 軟硬體開發工具 31
3.1 智慧行動裝置作業系統 31
3.2Android Studio開發平台 35
3.3雲端資料庫 38
3.3.1 PHP程式語言 38
3.3.2 WAMP Server 39
3.4 Arduino與相關感測器介紹 40
第四章 系統設計 48
4.1 手機行動應用程式設計 49
4.2 Arduino及感測器應用 53
4.3適應性類神經模糊推論系統實作 54
4.4系統整合與實測 56
第五章 結論 61
參考文獻 62
作者簡介 65

[1]國家發展委員會 中華民國人民推估(105年至150年) 2016年
[2]黃富順，高齡化社會的挑戰與因應，成人及終身教育，2011年
[3]汪建南、馬雲龍，工業4.0的國際發展趨勢與台灣因應之道 2016年8月
[4]劉怡亭，空污政策12年一步？我們還有多少個12年？，2017年12月
[5]IDC (International Data Corporation)，Smartphone OS Market Share, 2017 Q1，https://www.idc.com/promo/smartphone-market-share/os
[6]李玉瑾，高齡化社會、高齡學習與圖書事業，2006年
[7]WHO，Air quality guidelinesfor particulate matter, ozone, nitrogendioxide and sulfur dioxide，2005，pp.7-12
[8]行政院環境保護署空氣品質監測網，https://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/default.aspx
[9]Arduino Home，https://www.arduino.cc/
[10]陳嘉文，模糊理論簡介，1999年7月
[11]張斐章、張麗秋，類神經網路導論原理與應用，2010年1月，pp.294-315
[12]張斐章、張麗秋，類神經網路，2005年9月，pp118-144
[13]Yi-Hsuan Yeh, Dong-Hwa Lu, and Jui-Chung Hug*, Combining Fuzzy Systems and Social Networking Sites Design to Alarm Clocks Usingthe Android System, International Symposium on Computer, Consumer and Control, pp.1-2,2012
[14]Iancu, Ion. "A Mamdani type fuzzy logic controller." Fuzzy Logic-Controls, Concepts, Theories and Applications. InTech, 2012.
[15]Sugeno, M., and G. T. Kang. "Structure identification of fuzzy model." (1988): 15.
[16]Akmal, M. A., N. F. Jamin, and NM Abdul Ghani. "Fuzzy logic controller for two wheeled EV3 LEGO robot." Systems, Process and Control (ICSPC), 2017 IEEE Conference on. IEEE, 2017.
[17]周顥恭，模糊控制應用於渾沌系統和機器人系統，2017年8月
[18]林坤滄、李志鵬，類神經網路智能控制技術在空調通風系統上之應用，2007年4月
[19]Cortes, Corinna, et al. "Adanet: Adaptive structural learning of artificial neural networks." arXiv preprint arXiv:1607.01097 (2016).
[20]黃隆明、古緯中，應用倒傳遞類神經網路於 PM10預測之研究，2012，pp.343-345
[21]湯兆緯, et al. "應用多層倒傳遞類神經網路預測鋼筋混凝土深梁之剪力強度." Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering 23.1 (2011):pp.41-54
[22]陳詩豐、丁冠文，倒傳遞類神經網路應用於 BGA 錫球瑕疵檢測，2010年6月，pp.3-6
[23]黃華山、邱一薰. "類神經網路預測臺灣 50 股價指數之研究." (2005): pp.19-42.
[24]魏士翔，ANFIS應用於混凝土抗壓強度預測模式，2011年6月，pp.32-35
[25]韓孟辰. "以適應性網路架構模糊推論系統預測工程建設垂直變動量之研究-以路基與建物為例." (2012). pp.11-14
[26]Jang, J-SR. "ANFIS: adaptive-network-based fuzzy inference system." IEEE transactions on systems, man, and cybernetics 23.3 (1993): 665-685.
[27]林偉立,甘秉玄,林旭信.，結合 Web GIS 展示技術與 ANFIS 模式之雨水下水道水位預警系統.技術學刊 29.2 (2014): 105-114
[28]陳瑜芳，應用適應性模糊推論系統預測氣候條件對河川水質之影響-以旗山溪為例，2014，pp.24-30
[29]孫宏明，Android程式設計入門、應用到精通(第四版)(使用Android Studio 2.X開發，涵蓋Android 7.X和Android Wear)，碁峰出版社，2016年12月
[30]湯秉翰，Android高效入門>>深度學習：使用Android Studio 2開發Android 6.0 APP，博碩出版社，2016年6月
[31]朱克剛，iOS 11程式設計實戰：Swift 4 快速上手的開發技巧200+，碁峰出版社，2017年10月
[32]維基百科行動作業系統https://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_operating_system
[33]IDC（國際數據資訊），SmartphoneOS,
https://www.idc.com/promo/smartphone-market-share/os。
[34]陳鍾誠，Android 的系統架構，陳鍾誠的網站，
http://ccckmit.wikidot.com/ga:architecture，2010年9月。
[35]Android Developer，https://developer.android.com/?hl=zh-tw
[36]辜騰玉，Android開發者久等了，官方IDE開發工具Android Studio重點特色快看！，https://www.ithome.com.tw/news/92892， 2014年12月
[37]Luke Welling, Laura Thomson，精通 PHP&MySQL 網頁開發(第五版)，碁峰出版社，2017年4月
[38]李瑞蘭，MySQL使用工具簡介，中央研究院電子報，
http://newsletter.ascc.sinica.edu.tw/news/read_news.php?nid=2050，2011年
[39]MySQL，https://dev.mysql.com/
[40]WampServer，http://www.wampserver.com/en/
[41]Arduino，https://store.arduino.cc/
[42]趙英傑，超圖解 Arduino 互動設計入門(第3版)，旗標出版社，2016年12月
[43]石致和，Arduino基本介紹，中央研究院電子報，
http://newsletter.ascc.sinica.edu.tw/news/read_news.php?nid=2782，2013年第6期
[44]曹永忠，智慧家庭：PM2.5 空氣感測器（感測器篇），
https://vmaker.tw/archives/work/%E6%99%BA%E6%85%A7%E5%AE%B6%E5%BA%AD%EF%BC%9Apm2-5-%E7%A9%BA%E6%B0%A3%E6%84%9F%E6%B8%AC%E5%99%A8%EF%BC%88%E6%84%9F%E6%B8%AC%E5%99%A8%E7%AF%87%EF%BC%89，2016年2月
[45]COOPER MAA，使用光敏電阻控制 LED 的開關，
http://coopermaa2nd.blogspot.com/2010/12/arduino-lab8-led.html，2010年12月
[46]ESP8266 Wi-Fi模組用戶手冊，
http://www.icshopping.com.tw/368030500646/ESP8266%20ESP-01%20%E4%B8%B2%E5%8F%A3WIFI%20%E7%84%A1%E7%B7%9A%E6%A8%A1%E7%B5%84.pdf