臺灣博碩士論文加值系統

ZigBee是一種短距離、低功率消耗且安全的無線傳輸技術，主要特點有高資料傳輸可靠性、低功率消耗、低成本還有支持多樣性的網路結構等特性，所以常用來做環境監測、工廠監測、大樓自動化及保全監控等。
本研究利用電腦來當作控制介面，並使用ZigBee無線傳輸模組來進行資料的傳遞與設備的控制。系統主要控制水族飼養環境系統、燈光照明設備、空調控制、醫療保健及環境感測。
水族飼養環境系統除了可遠端控制餵食及打氣設備外，還使用紅藍綠三種顏色的燈光去照明水族環境，三種顏色分別使用脈寬調變去調整輸出功率，以調配出更多不同的顏色照明，讓水族環境能有更多不同的感覺。燈光部分則是使用TRIAC電路去調整輸出功率，使得家裡的燈光照明設備不是只有開關功能，還可以去調整明暗度。空調設備除了可遠端控制外，還結合了環境感測板，使用者可以在電腦端觀看所偵測到數據，也可讓系統利用偵測的數據自動控制空調設備。醫療保健則是使用脈搏感測器去偵測使用者的脈搏，讓使用者能隨時知道身理狀況。

ZigBee is a short-range, low power and secure wireless transmission technology. The merits of ZigBee are high data reliability, low power, low cost, flexible network topologies etc. Therefore, it has high potential in applications for monitoring environment, industry monitors, and building automation and security.
In this study, we used a computer as the interface, via ZigBee wireless transmission modules to broadcast data through all of devices. The system is established for monitoring aquarium environment, room lighting condition, air-conditioning, health care and circumstance phenomenon.
The aquarium system is constructed of a remote feeding device, air pump, and three-color (red, blue, and green) LEDs. The three colors lighting illuminates the aquarium environment through pulse width modulation (PWM) to adjustment each color intensity of LEDs resulting in colorful aquarium environment. The room lighting adjustment was accomplished through AC power angle trigger turning using TRIAC devices. The air-conditioning is turn on or off from the setting on the remote PC screen to create a comfortable living phenomenon. Health care information was collected through a finger ring heartbeat sensor to help people obtain his health information.

摘要 I
Abstract II
誌謝 IV
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XI
第1章 無線傳輸的發展與現況 1
1.1 無線傳輸技術簡介 1
1.2 紅外線無線傳輸 2
1.3 藍芽無線傳輸 3
1.4 Wi-Fi無線傳輸 5
1.4.1 IEEE 802.11a 6
1.4.2 IEEE 802.11b 7
1.4.3 IEEE 802.11g 7
1.4.4 IEEE 802.11n 7
1.5 ZigBee無線傳輸 8
1.6 無線技術的比較 9
第2章 ZigBee無線傳輸介紹 13
2.1 ZigBee技術的簡述 13
2.2 ZigBee技術的特性 13
2.2.1 低成本 14
2.2.2 低功率消耗 14
2.2.3 短距離傳輸 14
2.3 可靠的資料傳輸 15
2.4 ZigBee網路頻段 15
2.5 ZigBee技術的網路節點類型 16
2.6 ZigBee技術的設備類型 17
2.6.1 全功能設備 18
2.6.2 簡化功能設備 18
2.7 ZigBee技術的網路拓樸 18
2.7.1 星狀網路 19
2.7.2 樹狀網路 20
2.7.3 網狀網路 21
2.8 ZigBee技術的網路協定架構 23
2.9 CC2430晶片系統介紹 24
2.9.1 低功率消耗 25
2.9.2 射頻/設計 25
2.9.3 微晶片控制器 25
2.9.4 其他功能 26
2.10 ZigBee模組介紹 26
2.10.1 協調器 26
2.10.2 信號採集板模組 27
2.10.3 CC2430節點模組 28
第3章 系統設計與製作 30
3.1 介紹 30
3.1.1 研究背景 30
3.1.2 研究目的 31
3.1.3 系統架構 32
3.1.4 研究流程 33
3.2 簡述 34
3.3 系統網路架構 34
3.4 系統架構 35
3.5 系統操控流程 37
3.6 感測器模組 39
3.6.1 溫度感測器 40
3.6.2 濕度感測器 41
3.6.3 紫外線感測器 42
3.6.4 光線感測器 43
3.7 水族飼養環境系統 44
3.7.1 光照 45
3.7.2 餵食 46
3.7.3 打氣 47
3.8 燈光控制 47
3.9 醫療感測 49
3.10 空調控制 50
第4章 系統製作結果與討論 52
4.1 操作設定與介面介紹 52
4.2 操作設定 53
4.2.1 連接埠 53
4.2.2 鮑率選擇 54
4.2.3 同位元檢查 55
4.2.4 資料位元 55
4.2.5 停止位元 55
4.3 操作環境 55
4.4 環境感測與空調設備 58
4.4.1 溫度感測 58
4.4.2 濕度感測 61
4.4.3 紫外線感測 62
4.4.4 光線感測器 62
4.4.5 資料傳送 62
4.4.6 空調控制 63
4.5 水族飼養環境系統 65
4.5.1 水族飼養環境之LED光照設備 66
4.5.2 水族飼養環境之餵食設備 74
4.5.3 水族飼養環境之打氣設備 75
4.6 燈光照明設備 77
4.7 脈搏感測 84
第5章 結論與未來展望 88
5.1 結論 88
5.2 未來期望 90
5.2.1 水族飼養環境系統更加完善 90
5.2.2 燈光控制更加完善 90
5.2.3 添加遙控器功能 91
5.2.4 結合上網際網路 92
5.2.5 加入保全功能 92
5.2.6 完善的醫療設備 92
5.2.7 更加舒適的空調設備 93
附錄A 個人研討會發表 94
附錄B ZigBee無線技術相關英文縮寫 95
參考文獻 103

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