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研究生:陳世昌
研究生(外文):Shih-Chang Chen
論文名稱:智慧型緊急照明與監控系統之研製
論文名稱(外文):Design of Intelligent Emergency Lighting and Monitoring System
指導教授:張惠博張惠博引用關係羅鈞壎
指導教授(外文):Huey-Por ChangJeen-Sheen Shiaw
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:智慧型緊急照明及監控系統系統自我偵檢
外文關鍵詞:ntelligent emergency lighting and monitoring systemself- -detection
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本論文主要以智慧型緊急照明與監控系統之整合及應用為主,研究項目在於將緊急停電照明系統融入偵測電池老化、燈具損壞、並增加其附屬功能如高頻無線防盗、監視、錄影、自動報警、系統自我偵檢、光源充足之判斷(夜間不放電功能)與智慧型控制電路板開發,進而構成完整之智慧型緊急照明與監控系統,其外表造型可結合藝術圖畫或數位相框達美觀之展現。
This system presents development of the intelligent emergency lighting and monitoring system, which mainly focus on its systemic integration and application. The research includes early detection of battery aging, lamp damage, protective discharge, battery residual capacity, battery currents of charging and discharging, as well as other additional functions like high-frequency wireless burglar alarm, monitoring, automatic alarms, self detection, and diagnosis of the system. We also suggest that judgment of light intensity (nighttime non-discharge function) and development of the smart electronic control board can be applied to the intelligent emergency lighting and monitoring system, and can be combined with artistic logos or digital frames.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
謝誌 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 x

第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2論文大綱 2
第二章 系統主要功能分項 4
2.1電池老化偵測 4
2.2燈具損壞偵測 15
2.3浮充電路設計 22
2.4放電量歷程分析 24
2.5光源充足偵測 28
2.6系統自我診斷 29
2.7電路整合設 30
2.8軟體規劃與撰寫 37
2.9系統軟硬體整合 38
2.10電路整合設計 39
2.11藝術造型設計整合 40
第三章 系統擴充分項功能 42
3.1火警電路設計 43
3.2通訊電路設計 44
3.3自動報警 45
3.4紅外線防盜監視 46
3.5 CCD影像監視 48
3.6系統遙測診斷 49
3.7監視錄影功能 56
3.8無線網路基地台整合 58
3.9擴充功能整合設計 59
第四章 結論及未來方向 60
4.1結論 60
4.2未來方向 60

參考文獻 61

圖次
圖1-1 傳統照明燈與智慧型照明燈與外型比較示意圖 2
圖1-2 透過網路達到遠方監控示意圖 2
圖2-1 電池循環壽命與放電深度關係圖 4
圖2-2 電池浮充壽命與溫度的關係圖 5
圖2-3 鉛酸電池Coup de Fouet現象圖 7
圖2-4 鉛酸電池連續淺度放電之Coup de Fouet現象(1% DOD) 8
圖2-5 放電電流對Coup de Fouet關係圖 9
圖2-6 放電電流對峰值電壓與谷值電壓關係圖 9
圖2-7 環境溫度對Coup de Fouet關係圖 10
圖2-8 浮充電壓對Coup de Fouet關係圖 10
圖2-9 壽命實驗架構圖 11
圖2-10 電池壽命實驗流程圖 12
圖2-11 電池容量對谷值電壓關係圖 13
圖2-12 電池容量與谷值電壓關係圖 14
圖2-13 電池容量估測之模糊控制模型 14
圖2-14 日光燈從啟動點燈到穩定時之電壓及電流波形 16
圖2-15 日光燈電源頻率對啟動電壓之影響 17
圖2-16 C.F對日光燈相對壽命圖 17
圖2-17 開關閉合時所造成的電流湧浪(圖中上半部)現象 19
圖2-18 螢光燈管之起動到穩定時之電流電壓波形圖 20
圖2-19 螢光燈管於起動瞬間之電流(圖上方)電壓(圖下方)波形圖 20
圖2-20 螢光燈管完成點燈時之電流(圖上方)電壓(圖下方)波形圖 20
圖2-21 無法點亮時之螢光燈之電流及電壓波形圖 21
圖2-22 鎢絲燈泡從開關閉到穩定時之電壓、電流波形圖 22
圖2-23 無法正常點亮之燈泡電壓及電流波形圖 22
圖2-24 充電判斷電路 23
圖2-25 活化電池流程圖 24
圖2-26 市售5W/6V鎢絲燈停電自動照明燈放電曲線圖 26
圖2-27 市售15W螢光燈停電自動照明燈放電曲線圖 26
圖2-28無PWM控制停電自動照明燈放電曲線圖 26
圖2-29智慧型停電自動照明燈放電曲線圖 27
圖2-30智慧型停電自動照明燈充電曲線圖 27
圖2-31光源偵測電路板 28
圖2-32光源偵測器CDS 29
圖2-33自我診斷流程圖 30
圖2-34整合電路圖 32
圖2-35低電壓偵測電路圖 33
圖2-36低電壓偵測之示波器量測波形圖(未接電池) 33
圖2-37低電壓偵測之示波器量測波形圖(接電池) 34
圖2-38使用HOLTEK ICE模擬停電自動照明燈 34
圖2-39主電路麵包板 35
圖2-40照明燈硬體電路板 35
圖2-41照明燈硬體電路板(背面) 36
圖2-42緊急停電自動照明燈組裝圖 36
圖2-43軟體流程圖 37
圖2-44照明燈主體控制電路板 38
圖2-45進階功能電路整合設計電路圖 39
圖2-46藝術造型-正面圖1 40
圖2-47藝術造型-正面圖2 40
圖2-48藝術造型-背面圖 41
圖2-49藝術造型與電路整合 41
圖3-1防火警報電路圖 43
圖3-2火警警報輸出波形 43
圖3-3通訊系統電路架構圖 44
圖3-4自動警報系統架構圖 45
圖3-5 PRI 145人體紅外線感測器接腳 46
圖3-6 PIR 感測示意圖 47
圖3-7 PIR 控制電路圖 47
圖3-8 CCD影像監控方塊圖 48
圖3-9遙測診斷控制發射端之電路圖 49
圖3-10遙測診斷控制接收端之電路圖 50
圖3-11遙測診斷控制發射端訊息碼 50
圖3-12遙測診斷控制接收端訊息碼 51
圖3-13遙測診斷控制RS-232端訊息碼 51
圖3-14遙測診斷控制發射端訊息碼(展開波形圖) 52
圖3-15遙測診斷控制接收端訊息碼(展開波形圖) 52
圖3-16遙測診斷控制RS-232端訊息碼(展開波形圖) 52
圖3-17遙測診斷控制發射端訊息碼-火警未被觸動 53
圖3-18遙測診斷控制發射端訊息碼-門禁未被觸動 53
圖3-19遙測診斷控制發射端訊息碼-紅外線未被觸動 54
圖3-20遙測診斷控制發射端訊息碼-電池狀態(充電) 54
圖3-21VB端警報狀態監控台畫面(正常狀態模式) 55
圖3-22 VB端警報狀態監控台畫面(異常狀態模式) 55
圖3-23監視畫面及2.4GHz影像接收器 56
圖3-24監視器影像接收畫面 56
圖3-25CCD針孔攝影機裝設在藝術燈 57
圖3-26CCD遠端監控部份畫面 57
圖3-27遠端監控之全螢幕畫面 58
圖3-28無線網路連結系統架構圖 58
圖3-29擴充功能之系統方塊圖 59

表目錄
表 2-1測試軟體及設備表 25
[1]張永昌,鉛酸電池殘量預測及壽命分析之研究,國立彰化師範大學碩士論文,2003年。
[2]蘇柏昭、李義隆、陳財榮, 鉛酸電池充電方法之研究”,第二十五屆電力工程研討會,pp. 2068-2072,11月,2004年。
[3]蘇柏昭、林騰平、陳財榮、李義隆 ,智慧型鉛酸電池殘量預估模組之研製,第二十五屆電力工程研討會,pp. 2058-2062,11月,2004年。
[4]黃永昌、陳德超、陳財榮, 鉛酸性電池壽命分析之研究”,第二屆台灣台灣電力電子研討會,TPEC’03,Page395, 9月,2003年。
[5]黃柏穎、林騰平、陳財榮, 白光LED應用於緊急停電自動照明燈之研究”,第三屆台灣台灣電力電子研討會,TPEC’04,pp. 859-864, 9月,2004年。
[6]YUASA電池使用手冊, 2004年。
[7]李世興 編,電池活用手冊,全華科技圖書。
[8]陳遵立、洪國淵,以DSP為控制單元之智慧型電源管制, 國立中山大學電機工程研究所 9月2004年。
[9]華仕德科技美國專利 Patent No:US 7,0304,506 B2
[10] Chern-Sheng Lin, Hsien-Tse Chen, Tien -Gern Lin, Mau-Shiun Yeh, Chuen-Lin Tien, Development and Application of An Infrared Eye-mouse Control System, Journal of Medical and Biological Engineering, vol. 26, No. 1, pp. 15-19, 2006 (EI) 。
[11] IEEE P802.11 TASK GROUP E, http://www.ieee802.org/11/。
[12]ISO/IEC 8802-11; ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 edn , 20 Aug. 1999 ”Wireless LAN Medium Access Control (MAC)
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