臺灣博碩士論文加值系統

在工業安全和環境研究領域之中，在近年來的計畫中，最有趣的議題之一，是有效的改善與保持室內空氣品質。據認為，在自動化、通信方面，物聯網的技術應用將非常有利於室內空氣品質之改善和維護，尤其是在感測和檢測的能力。
在本文將提出一個概念框架，在物聯網環境之中，使用智慧閘道器，連接感測網路與智慧裝置。在物聯網通信和處理基礎設施中，一些空氣品質感測器用於觀察環境中某些特定的空氣汙染物，該感測網路與物聯網整合為淨化系統。此空氣品質淨化系統是透過監測室內的空氣品質指數，根據空氣品質指數，即時和自動的控制室內空氣淨化器。
在本論文研究中，透過自己提出的以人數為基礎，再以數學模型來預測室內二氧化碳產生量之系統，可達成事先預測環境的二氧化碳濃度，讓全熱交換器可以提前啟動，讓即使是人數較多的空間，空間環境的二氧化碳濃度也可以維持在標準的建議值內。
實驗結果顯示，雖然此預測系統與實際測量有些許差異，但對於改善室內二氧化碳濃度還是有很高的效益。此系統，未來還可從室內至公共區域，甚至擴展到 如：交通樞紐、零售商場等等。

In the field of industry safety and environment study, one of the most intriguing issues in recent years is the schemes to effectively improve and maintain the IAQ, Indoor Air Quality. It is believed that the utilization of technologies of Internet of Things (IoT) would highly facilitate the IAQ improvement and maintenance for their capabilities in automation, communication and especially in sensing and detection.
This paper will present a conceptual framework for linking a sensor network and smart devices using a intelligent gateway in Internet of Things environment. Some air quality sensors are utilized to observe the condition of some specific air pollutants within an IoT communication and processing infrastructure. Such Air Purification System is constructed by monitoring indoor air quality index (IAQI) real-time and automatically control of indoor air purifier according to the index. The experiment results indicated that integrating the sensor network into Internet of Things was beneficial to such smart air purification systems. This system is able to be extended from indoor to public areas such as transport hubs and retail malls in the future.

目錄
摘要 i
Abstract ii
謝誌 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文研究架構 3
第二章 文獻探討 5
2.1 室內空氣品質 5
2.1.1 影響因子與來源 5
2.1.2 病態建築症候群 8
2.1.3 造成人體健康影響 8
2.1.4 病態建築症候群之病因 9
2.1.5 空氣品質建議值 10
2.2 室內二氧化碳 11
2.2.1 二氧化碳 11
2.2.2 室內通風換氣次數 13
2.2.3 二氧化碳對人體健康影響 14
第三章 研究方法 16
3.1 改善室內空氣品質方法 16
3.2 現有解決方案 16
3.3 研究構想 17
3.3.1 啟動時機之判斷條件依據 17
3.3.2室內二氧化碳濃度 19
3.3.3室內二氧化碳排出計算 19
第四章 研究設備、系統開發環境 21
4.1 研究設備 21
4.1.1 設備介紹 22
4.2 系統架構 31
4.2.1 全熱交換器與CC3200 Wi-Fi Launchpad之連接 32
4.2.2 Wi-Fi端 程式流程 34
4.3 通訊介面、通訊協定 35
4.3.1 二氧化碳感測器 35
4.3.2 門禁系統 NFC Reader 38
4.3.3 全熱交換器 41
4.4 智慧閘道器(Gateway)端之開發工具與環境 44
4.5 德州儀器 CC3200 Wi-Fi Launchpad 端之開發工具與環境 46
4.6 智慧閘道器端 程式流程(智慧型) 47
4.7 智慧閘道器端 程式流程(數學模型預測法) 48
第五章 實驗 49
5.1 實驗環境 49
5.2 實際測試 – 在密閉空間下，人員產生之二氧化碳 50
5.2.1 測試人數與時間 50
5.2.2 測試趨勢圖 - 二氧化碳濃度變化 51
5.2.3 測試數據 52
5.2.4 測試結果與分析 54
5.3 實際測試 – (一)開啟冷氣空調下，室內二氧化碳濃度變化 54
5.3.1 測試人數與時間 54
5.3.2 測試趨勢圖 - 二氧化碳濃度變化 55
5.3.3 測試數據 56
5.3.4 測試結果與分析 57
5.4 實際測試 – (二)開啟智慧型全熱交換器下，室內二氧化碳濃度變化 57
5.4.1 測試人數與時間 57
5.4.2 測試趨勢圖 - 二氧化碳濃度變化 58
5.4.3 測試數據 59
5.4.4 測試結果與分析 60
5.5 實際測試 – (三)以數學模型預測法，判斷啟動全熱交換器時機 60
5.5.1 測試人數與時間 60
5.5.2 測試趨勢圖 - 二氧化碳濃度變化 61
5.5.3數學模型公式計算與實際測試線圖之比較 62
5.5.4 測試數據 63
5.5.5 測試結果與分析 64
5.6 實際測試(一)、(二)、(三) – 總體比較與結論 64
5.6.1 測試(一)、(二)、(三)，比較趨勢圖 64
5.6.2 結論 65
第六章 結論與未來展望 66
參考文獻 67
附錄 69
附錄A 第二組 實際測試(二)、(三) 69
附錄B 第三組 實際測試(二)、(三) 74

參考文獻
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[18]諾方電子.(3月.2015). 學校，幼兒園應對霧霾方案 [Online]：http://inovafitness.com/news/content-30.html