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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:卓家良
研究生(外文):Jia-Liang Jhuo
論文名稱:無線射頻辨識於建築物管線定位管理之研究
論文名稱(外文):Identification of Pipeline Locations for Building Remodeling Using RFID
指導教授:鄭明淵鄭明淵引用關係
指導教授(外文):Min-Yuan Jheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:137
中文關鍵詞:RFID建築物管線定位技術
外文關鍵詞:RFIDBuilding PipelineLocation
相關次數:
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隨著建築物使用時間增加,一旦管線出現破裂、老化,常因管線定位問題,必需大範圍打除或開挖以找尋正確的管線位置,稍有不慎可能傷害其他管線,因此,若能在管線維護時正確偵測出欲維修管線之位置,將有助於管線維修工程之效率,降低施工錯誤之浪費。
本研究利用RFID標籤重覆讀寫的功能,記錄、更新管線基本資訊等特色,發展「建築物管線定位之RFID應用模式」,並於實驗室與工地現場針對乾溼式隔間牆,及不同牆版材質與表面裝修,進行標籤可讀最遠距離與標籤可讀辨識範圍試驗,依此測試標籤辨識效能。
最後,參考應用模式之試驗數據,及依據使用者需求建構「RFID建築物管線定位資訊系統」。本系統透過迷你手持電腦搭配RFID讀取器辨識管線基本資訊,以無線網路進行資料傳輸,並結合建築物管線定位機制,輔助使用者由遠到近慢慢逼近牆版直到定位出管線位置為止,並於牆面上繪製出管線確切位置走向,便於管線維護人員正確進行牆面鑿除,減少誤挖管線之疏失。
綜言之,本研究藉由RFID技術應用在管線定位追蹤上,可減少大量的時間於管線追踨與定位,並確保打除或開挖不會傷及其他管線,大幅降低所需成本,以及提昇建築物管線施工維修效率。
Once the pipes rupture, it is difficult to locate the damaged location correctly but by the wide range excavation. However, it will damage other pipes cautious less. Therefore, it is helpful and effective if it is possible to locate the damage pipes correctly while doing the regular pipe maintenance.
In this research which uses RFID mark function of repeated read and write to record and renew pipes information and to develop RFID application model of building pipes locating. Furthermore, this research also tested the mark identity efficiency by applying RFID mark to wall in site with different material.
Finally, reference the testing numbers of applied models and construct RFID building pipe locating information system based on users demands. This system depends on notebook and RFID reading machine to identify pipes information, wireless data translation, and combine pipes locating function to assist user locate damages gradually. In addition, to avoid the error of evacuation, RFID can also plot the pipe systems location and direction correctly. This research applied RFID on pipes locating and tracking to avoid time and money consuming.
第一章 緒論 I
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究內容與流程 4
1.4.1 研究內容 4
1.4.2 研究方法與流程 6
1.5 論文架構 8
第二章 文獻回顧 10
2.1無線射頻辨識技術簡介與應用 10
2.1.1自動辨識技術之發展 10
2.1.2無線射頻辨識技術之簡介 13
2.1.3無線射頻辨識技術於營建業之應用 19
2.2建築物管線管理 22
2.2.1 建築物管線維護管理 22
2.2.2 建築物管線分類 23
2.3定位技術 26
2.3.1以感測網路為基礎之定位技術 26
2.3.2 即時定位系統 29
2.3.3 三點定位技術 31
2.3.4 管線定位技術於國內外之發展現況 33

第三章 建築物管線定位RFID應用模式之基礎架構 35
3.1建築物管線定位RFID應用模式之發展步驟 35
3.2建築物管線植入RFID定位標籤機制 36
3.3建築物管線定位編碼方式與原則 38
3.4 RFID無線傳輸系統架構 39
第四章 建築物管線定位RFID應用模式之模式建立 43
4.1辨識效能試驗階段 43
4.1.1可讀最遠距離試驗 44
4.1.2標籤可讀辨識範圍試驗 50
4.2工地現場驗證 59
4.3建立建築物管線定位之RFID應用模式 65
4.3.1 建立乾式與溼式隔間牆施作之應用流程 66
4.3.2 建立建築物管線定位機制 74
4.3.3 建立建築物管線定位之RFID應用模式 79
4.4發展RFID管線定位輔助程式 83
4.4.1 研擬系統發展概念 83
4.4.1.1 對話介面 84
4.4.1.2 資料管理 85
4.4.1.3 模式管理 85
4.4.2使用者需求定義 86
4.4.3系統開發工具與功能架構 87
4.4.4 系統功能規劃與發展 89
4.4.4.1 管線標籤寫入模組 90
4.4.4.2 建物管線讀取模組 91
4.4.4.3 綜合查詢 93
4.4.4.4 設備與辨識範圍設定 94
4.4.4.5 系統管理 96
第五章 系統操作示範 97
5.1 系統主畫面與功能選單 97
5.2 RFID建築物管線定位資訊系統執行流程 98
5.2.1 管線標籤寫入模組 99
5.2.2 建物管線讀取模組 100
5.2.3 綜合查詢 105
5.2.4 設備與辨識範圍設定 106
5.2.5 系統管理 107
第六章 結論與建議 112
6.1 結論 112
6.2 建議與未來研究方向 113
參考文獻 114
圖目錄
圖1.1研究範圍 4
圖1.2研究內容 4
圖1.3研究流程 6
圖2.1標準條碼39碼(CODE 39)範例 11
圖2.2 RFID之操作方式 13
圖2.3鈕扣式RFID Tag 14
圖2.4鑰匙式RFID Tag 14
圖2.5卡片式RFID Tag 14
圖2.6內建式天線佈線圖 16
圖2.7傳統條碼 18
圖2.8構件基本資料顯示 19
圖2.9 PDA即時訂料 19
圖2.10構件入庫管理 20
圖2.11構件出庫管理 20
圖2.12 RFID Tag置於預鑄牆 20
圖2.13 RFID Tag置於預鑄SC構件 20
圖2.14工程師即時回饋資訊 20
圖2.15工程師依圖說進行自主檢查 20
圖2.16設施使用管理流程 22
圖2.17建築修繕週期 23
圖2.18設備管路系統分類圖 24
圖2.19三點定位示意圖 32
圖2.20 RFID結合三點定位技術示意圖 32
圖3.1建築物管線定位RFID應用模式之發展步驟 36
圖3.2 RFID建築物管線定位技術概念圖 37
圖3.3建築物管線材質編碼 38
圖3.4建築物管線編碼架構圖 39
圖3.5 RFID結合無線網路資料傳輸系統架構圖 40
圖3.6 Impinj RFID讀取器 41
圖3.7市售圓形極化天線 41
圖3.8華碩M2BH72300(R2Hv)迷你手持電腦 41
圖3.9 RFID束帶標籤 41
圖4.1可讀最遠距離試驗示意圖 45
圖4.2牆版裝修(粉刷油漆)可讀最遠距離點線圖 47
圖4.3牆版裝修(貼磁磚)可讀最遠距離點線圖 49
圖4.4標籤固定在牆板後方示意圖 51
圖4.5天線於牆版正前方試驗示意圖 51
圖4.6天線規格 51
圖4.7標籤可讀辨識範圍試驗示意圖 51
圖4.8矽酸鈣板6㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 52
圖4.9矽酸鈣板6㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 52
圖4.10矽酸鈣板9㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 53
圖4.11矽酸鈣板9㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 53
圖4.12矽酸鈣板12㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 54
圖4.13矽酸鈣板12㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 54
圖4.14石膏板9㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 55
圖4.15石膏板9㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 55
圖4.16石膏板12㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 56
圖4.17石膏板12㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 56
圖4.18纖維水泥板6㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 57
圖4.19纖維水泥板6㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 57
圖4.20水泥板12㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 58
圖4.21水泥板12㎜(貼磁磚)標籤可讀辨識範圍之試驗數據 58
圖4.22光圈旋轉軸上之辨識範圍直徑值 60
圖4.23手電筒架於腳架之示意圖 60
圖4.24手電筒光圈投射於牆面上之示意圖 60
圖4.25乾式隔間牆之工地現場驗證試驗 61
圖4.26工地現場驗證手電筒投射 61
圖4.27矽酸鈣板9㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之工地現場驗證試驗數據 61
圖4.28石膏版9㎜(粉刷油漆)標籤可讀辨識範圍之工地現場驗證試驗數據 62
圖4.29溼式隔間牆面 63
圖4.30透明小水管包裹RFID束帶標籤 63
圖4.31膠布包裹RFID束帶標籤 63
圖4.32溼式隔間牆之工地現場驗證 63
圖4.33溼式隔間牆之標籤可讀辨識範圍試驗數據 65
圖4.34乾式隔間牆之應用流程 66
圖4.35乾式隔間牆之放樣 67
圖4.36乾式隔間牆之上下及立柱角材按裝 68
圖4.37乾式隔間牆之第一面封版 68
圖4.38乾式隔間牆之系統將資訊寫入束帶標籤 69
圖4.39乾式隔間牆之各接點與轉折點綁上束帶標籤 69
圖4.40乾式隔間牆之隔音熱棉填充 69
圖4.41乾式隔間牆之第二面封版 70
圖4.42乾式隔間牆之石膏批土 70
圖4.43溼式隔間牆之應用流程 71
圖4.44溼式隔間牆之前置作業 72
圖4.45溼式隔間牆之放樣 72
圖4.46溼式隔間牆之拉垂直水平線後砌磚 73
圖4.47溼式隔間牆之管路埋設 73
圖4.48溼式隔間牆之系統將資訊寫入束帶標籤 74
圖4.49溼式隔間牆之各接點與轉折點綁上束帶標籤 74
圖4.50 RFID建築物管線定位辨識施作說明圖 75
圖4.51 RFID建築物管線定位縮小辨識範圍施作示意圖(一) 76
圖4.52 RFID建築物管線定位縮小辨識範圍施作示意圖(二) 76
圖4.53 RFID建築物管線定位縮小辨識範圍施作示意圖(三) 76
圖4.54建築物管線定位機制流程圖 77
圖4.55管線辨識涵蓋範圍之示意圖 79
圖4.56建築物管線營造施工階段之作業流程與RFID應用 80
圖4.57建築物管線使用維護階段之作業流程與RFID應用 82
圖4.58系統初步規劃工作及流程 83
圖4.59系統發展概念示意圖 84
圖4.60系統作業環境 88
圖4.61系統架構 89
圖4.62系統功能架構 90
圖4.63管線標籤寫入模組發展流程 91
圖4.64建物管線讀取模組發展流程 92
圖4.65綜合查詢發展流程 94
圖4.66設備與辨識範圍發展流程 95
圖4.67系統管理發展流程 96
圖5.1系統使用者登入 97
圖5.2系統驗證 97
圖5.3系統首頁 98
圖5.4管線標籤寫入模組 99
圖5.5步驟使用說明 100
圖5.6建物管線讀取模組之環境設定功能 101
圖5.7建物管線讀取模組之一般性偵測管線種類選擇 102
圖5.8建物管線讀取模組之一般性偵測UID讀取 103
圖5.9建物管線讀取模組之參考數據顯示 104
圖5.10偵測到管線節點UID建議 105
圖5.11未偵測到管線節點UID建議(一) 105
圖5.12未偵測到管線節點UID建議(二) 105
圖5.13綜合查詢 106
圖5.14設備與辨識範圍設定 107
圖5.15系統管理之子功能選項 108
圖5.16系統管理之人員資料新增 109
圖5.17系統管理之人員資料刪除 110
圖5.18系統管理之人員資料修改(一) 111
圖5.19系統管理之人員資料修改(二) 111


表目錄
表2.1自動辨識系統之比較 12
表2.2 RFID依記憶體讀寫功能區分型式 15
表2.3 RFID依使用頻率不同區分型式 16
表2.4無線射頻辨識技術之優缺點 17
表2.5條碼與RFID之比較 18
表2.6明管、暗管系統比較表 24
表2.7各種管線材質用途與使用年限 25
表2.8各種管線種類優缺點 26
表2.9建築物管線相關研究彙整 33
表3.1建築物管線定位所需資訊 40
表3.2 RFID硬體設備資料 41
表4.1建築物管線定位之相關影響因子 44
表4.2牆版裝修(粉刷油漆)可讀最遠距離試驗數據 46
表4.3牆版裝修(貼磁磚)可讀最遠距離試驗數據 48
表4.4功率轉換 50
表4.5工地現場驗證與實驗室試驗數據之比較表 62
表4.6溼式隔間牆於工地現場驗證試驗之最遠可讀距離數據 64
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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