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研究生:王坤池
研究生(外文):Kun-Chih Wang
論文名稱:可攜式遠距居家行為模式監測系統之研發
論文名稱(外文):Development of Portable Tele-Monitoring System for Behavior Pattern Recognition
指導教授:徐業良徐業良引用關係
指導教授(外文):Yeh Liang Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:居家行為監測行為模式無線傳輸相關係數
外文關鍵詞:portabledaily activitiescoefficientactivities recognition
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居家環境是每個人最熟悉的空間,也是停留時間最長的場所。建構於居家環境下的行為模式監測系統,可提供長期、持續性的監測資料,並可藉由監測資料做進一步的行為模式分析。本研究在建構「可攜式遠距行為模式監測系統」,以「分散式資料伺服器」為系統核心,同時設計了「無線數位感測訊號傳輸模組」與「行為活動感測器」,採用自行設計的傳輸模式,透過編碼及發射時間的控制,改善多感測器同時使用時無線射頻(Radio Frequency)相互干擾以及傳輸距離過短的問題,且延長電池供電壽命,不但賦予行為活動感測器ID,也提升了行為活動感測器的安裝彈性,對於需要安裝居家環境中的行為活動感測器提供了方便可靠的傳輸媒介。本研究亦建構了遠端使用者VB介面,使用者能透過網際網路監看感測器即時狀態、下載監測歷史資料、並與行為模式均值曲線作相關係數計算,同時使用者亦能在VB介面上自行定義感測器驅動時發出手機簡訊警示訊息。
The General research configuration on the remote supervising system in health is in a large scale without commercial flexibility.This thesis,aim at the portability,makes the design of residential supervising system modulized and a small scale.It combine the microcontroller to process data through internet and store input signal in the database.In addition,it need the basic internet environment rather than database and web server.In this thesis,the sensor module and other hardware are also designed portably in order to set up easily.This system is not only responsible for daily activities supervising,but also used as security system.
第一章 背景與目的 1
1.1居家環境下行為模式監測 1
1.2可攜式遠距健康監測系統架構 4
1.3可攜式遠距居家行為模式監測系統功能 5
(1) 行為感測器 5
(2) 無線數位感測訊號傳輸模組 6
(3) 分散式資料伺服器 6
(4) 遠端使用者VB程式 6
(5) 事件驅動警示訊息發送 6
第二章 行為活動感測器之設計 8
2.1居家環境中的行為監測 8
(1) 大門進出狀況 8
(2) 廚房活動狀況 8
(3) 如廁及衛浴設備使用狀況 9
(4) 一般室內活動狀況 9
2.2行為模式感測器之設計 9
(1) 極限開關感測器模組 9
(2) 人體紅外線感測器模組 10
(3) 燈光感測器模組 11
(4) 震動開關感測器模組 12
(5) 壓力開關感測器模組 13
(6) 磁簧開關感測器模組 13
(7) 電器使用感測器模組 14
第三章 無線數位感測訊號傳輸模組之開發 17
3.1無線數位感測訊號傳輸模組之設計考量 17
3.2無線電收發模組與感測器ID編碼設定 17
3.3以類比電路達成感測器狀態即時更新 20
(1) 微分電路 21
(2) LM555計時器 22
3.4以單晶片微處理器達成感測器狀態即時更新 24
3.4.1 單晶片發射器電路設計 25
3.4.2 單晶片發射器程式設計 27
3.4.3 依感測器類別設計無線發射模式 29
3.5無線數位感測訊號傳輸模組測試 31
第四章 分散式資料伺服器之設計 33
4.1分散式資料伺服器之硬體設計 33
4.2分散式資料伺服器之軟體規劃 35
(1) 感測器即時狀態更新程式 36
(2) 感測器計數及儲存程式 37
(3) 計算並更新均值曲線程式 38
(4) Clear Mode副程式 41
(5) 遠端控制指令 41
第五章 行為模式分析與使用者介面設計 43
5.1行為模式分析 43
5.2均值曲線計算及調適 43
5.3相關係數計算 45
5.4使用者介面規劃 47
第六章 居家環境實際測試 51
6.1測試規劃 51
(1) 無線傳輸可靠性 51
(2) 行為活動感測器調整 51
(3) 網路功能測試 51
(4) 長期運作之強健性 52
6.2測試結果與檢討 53
(1) 無線傳輸可靠性改善 53
(2) 部分行為活動感測器應重新設計 54
(3) DDS長期運作穩定性不佳 54
第七章 結論與未來工作 55
(1) 行為活動感測器的選擇 55
(2) 使用者介面的改善 56
(3) 行為模式分析方式之研究 56
參考資料 57
網路資料 58
Bhattacharya, S.S., 2002, “Intelligent monitoring systems: smart room for patient's suffering from somnambulism”, Microtechnologies in Medicine & Biology 2nd Annual International IEEE-EMB Special Topic Conference, Page(s): 326 –331, 2-4 May 2002.
Celler, B.G., Earnshaw, W., Ilsar, E.D., Betbeder-Matibet, L., Harris, M.F., Clark, R.,Hesketh, T., Lowell, N.H., 1995. “Remote monitoring of health status of the elderly athome. A multidisciplinary project on aging at the University of New South Wales,”International Journal of Biomedical Computing, v 40, p 147-155.
Kenneth, B., Daniel, B., Mark, L., 2000. “Clinical Investigation – Nursing Assistants Detect Behavior Changes in Nursing Home Residents That Precede Acute Illness: Development and Validation of an Illness Warning Instrument,” Journal of the American Geriatrics Society, v 48, n 9, p 1086-1091. no.5. 85-97.
Ogawa, M.; Suzuki, R.; Otake, S.; Izutsu, T.; Iwaya, T.; Togawa, T., 2002, “Long term remote behavioral monitoring of elderly by using sensors installed in ordinary houses”, Microtechnologies in Medicine & Biology 2nd Annual International IEEE-EMB Special Topic Conference, 2-4 May 2002 , Page(s): 322 –325
Stephen. S. Intille, K. Larson, and E. M. Tapia, "Designing and evaluating technology for independent aging in the home," in Proceedings of the International Conference on Aging, Disability and Independence, 2003.
Suzanne, M.D., Robert, B., 1997. “Do behavior changes herald physical illness in adults with mental retardation?” Community Mental Health Journal, v 33, Iss. 2, p85-97.
王坤池,“以LEAP PICSTART Plus燒錄單晶片程式“,2005,http://designer.mech.yzu.edu.tw/。
甘凱文,“以PIC單晶片控制之簡訊模組的設計與整合“,2005,http://designer.mech.yzu.edu.tw/。
馬鴻祥,“可攜式遠距健康監測系統架構中分散式資料伺服器之設計”,2005,http://designer.mech.yzu.edu.tw/。
陳明周LMC555計時晶片簡介”,元智大學最佳化設計實驗室,2003,http://designer.mech.yzu.edu.tw/。
蔡宗成,“無線電收發模組電路製作介紹”,元智大學最佳化設計實驗室,2001,http://designer.mech.yzu.edu.tw/。
盧明智、陳政傳,“感測器原理與應用實習”,台科大圖書,90年9月。
網路資料
http://www.jingleworld.com.tw/,君國天下有限公司。
http://www.leap.com.tw/,力浦電子。
http://www.microchip.com/
http://www.wenshing.com.tw/chinahome.htm,文星電子。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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