人體生理訊號可做為判斷健康之依據，從建築醫學觀點來看，建築物生理訊號(溫度、濕度、應力、應變等)對於建築物健康管理也有著同樣重要性，目前混凝土結構內部溫度與溼度的量測方式(如：熱電偶、光纖)，普遍採用內崁或佈線方式進行，在應用上仍存在成本偏高、無法無線傳輸與佈線維護不易等問題，本研究利用低成本無線射頻積體電路(Radio Frequency Integrated Circuit, RFIC)結合溫溼度感測器，以無線傳輸技術量測混凝土內部溫濕度，研究中透過封裝盒之設計與實驗，已克服晶片模組內崁受新拌混凝土侵害之問題，使晶片模組能有效發送出無線訊號。此外，為了解鋼筋與混凝土屏障對訊號傳輸之影響程度，遂以四組感測模型實驗(On air/無筋混凝土/仿版筋混凝土/仿梁筋混凝土)進行訊號接收測試，實驗結果顯示晶片模組在混凝土包覆與鋼材屏障下，環境屏障中訊號則至少可穿越一層樓版，無環境屏障傳輸距離可達12公尺。研究最後再以無線傳輸模組整合人機介面，研發設計出建築生理訊號監測系統(Building Physiology Information System, BPIS)，BPIS系統可提供建築醫生提供查詢、自動警示、自動儲存、生理訊號資料庫等功能，未來應用於建築物健康管理上，可做為物業管理公司在住宅健診活動時之輔助參考依據。

Physical signs can be used to diagnose health in a human body and from the standpoint of building medicine, the physical signs of a building (temperature, humidity, stress, strain) can have the same importance when it comes to building health management. Ways to measure the internal temperature and humidity of concrete structures (e.g. using thermal couple and optical fiber) include commonly used embedding or wiring methods, but in application the cost is high and radio frequency and wiring are difficult to maintain. This study uses low cost Radio Frequency Integrated Circuit (RFIC) together with temperature and humidity detectors to measure the humidity inside the concrete. Experiments prove that protection-box in this study overcome the issue of embedded equipment damaged by concrete, making it possible to continue sending out radio frequency signals. In addition, because steel and concrete can obstruct the transmission of signals, four model experiments were performed to test signal reception (on air/ no steal concrete/ imitation concrete/ imitation beam concrete), and results showed that while surrounded by concrete, the RFIC can penetrate at least one floor, and without any surrounding obstruction it has a reach of 12 meters. Finally, this study uses RFIC combined with man-machine interface to design the Building Physiology Information System (BPIS). Building doctors can use the BPIS database for searches, automatic warnings, auto-save, and physical signs. This can be a reference for property management companies in diagnosing building health.

誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及目的 1
1.2 研究對象及範圍 2
1.3 研究流程 3
1.4研究方法與限制 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 建築醫學 5
2.1.1 建築醫學論點與應用 6
2.1.2 醫學上生理訊號量測意義 6
2.1.3 類比建築物生理訊號 7
2.2 智慧建築發展現況 9
2.2.1 智慧建築制度 9
2.2.2 智慧建築國內外發展現況 12
2.2.3 建築維護管理規劃現況 14
2.3 RF技術介紹 15
2.3.1 RF技術原理 15
2.3.2 RFID相關應用現況 17
2.3.3 RFIC相關應用現況 20
2.4 混凝土內溫度與濕度量測 24
2.4.1 混凝土內溫濕度量測技術 24
2.4.2 混凝土內溫度量測影響 26
2.4.3 混凝土內濕度量測影響 27
2.5 感測器介紹 28
2.5.1 感測器原理與種類 28
2.5.2 感測器選用 33
第三章 運用RFIC量測混凝土內部溫濕度試驗及結果分析 35
3.1 實驗規劃 35
3.1.1 實驗目的 35
3.1.2 實驗設計 36
3.1.3 實驗流程 40
3.1.4 儀器設備 41
3.2 RFIC封裝盒製作 44
3.2.1 製作目的 45
3.2.2 封裝盒設計 45
3.3 實驗結果分析 46
3.3.1 距離分析 46
3.3.2 精度分析 47
3.3.3 接收狀態分析 48
3.3.4 鋼材影響與障礙物分析 49
第四章 智慧化建築物生理訊號監測系統 52
4.1 建築物生理訊號監測系統使用需求與開發工具 52
4.1.1 BPIS系統使用需求 52
4.1.2 系統開發工具 54
4.2 Building Physiology Information System系統建置 55
4.2.1 系統建置流程 55
4.2.2 資料庫規畫 56
4.3 BPIS監測系統測試與維護管理應用 59
4.3.1 系統操作 59
4.3.2 系統使用管理模式 65
4.3.3 系統使用情境模擬 66
第五章 結論與建議 68
5.1 結論 68
5.2 建議 69
參考文獻 70

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