臺灣博碩士論文加值系統

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

中文文獻
1.內政部建築研究所，「智慧化居住空間監控系統整合應用計畫」，內政部建築研究所，台北(2007)。
2.內政部建築研究所，「智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定與諮詢服務計畫」，內政部建築研究所，台北(2007)。
3.王立久、姚少臣，「建築病理學」，中國電力出版社，北京(2002)。
4.王隆昌、林祐正、呂芫逢、 李靜雯、 黃暉淇，「RFID 技術應用於混凝土試體管理之研究」，第十屆營建管理學術交流論文研討會，國立中央大學主辦，桃園(2006)。
5.危時秀，「普通混凝土熱傳導性質之研究」，中原大學碩士論文，中壢(2002)。
6.何友鋒、陳惠玲，「都市健康住宅評估指標體系之研究」，建築學報，Vol.60，pp.115-136，台北(2007)。
7.余蔚莉，「建築物結構狀態之自動監測與監測資料之應用」，中國文化大學碩士論文，台北(2003)。
8.吳昭新，「解讀健康檢查」，凡異文化(1993)。
9.吳朗編著，「感測與轉換原理、元件與應用」，全欣資訊圖書(1994)。
10.吳榮元、鄭明淵，「無線射頻辨識(RFID)於營建產業應用之研究(以鋼骨工程吊裝為例)」，第十屆營建管理學術交流論文研討會，中央大學，桃園(2006)。
11.宏鑑法律事務所，「維護你的家-不可不知的建築結構及消防安全法規」，天下遠見出版社股份有限公司，台北(2000)。
12.李勁、鄭浩，「精通C++Builder 5.0」，文魁資訊股份有限公司(2001)。
13.李英豪，「建立新的接縫式混凝土鋪面應力分析與厚度設計方法」，第十一屆中華民國運輸學會論文研討會，台中(1996)。
14.李振瑋，「材料與環境溫度對巨積混凝土初期心表溫差影響之研究」，台灣大學碩士論文，台北(2007)。
15.李銘智，「巨積混凝土版初期溫昇與熱應力分析」，台灣大學碩士論文，台北(2003)。
16.林世泰，「中正國際機場混凝土鋪面的溫度效應之研究」，台灣大學碩士論文，台北(2003)。
17.邱茂林，「空間標籤- 應用無線射頻識別技術探討智慧型生活環境之資訊可及性與人機介面」，96年度行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，台北(2007)。
18.洪健彰，「以有機無機混成材料制備濕度感測器之研究」，中原大學碩士論文，桃園(2002)。
19.洪崇嚴，「台灣地區氣候對自充填混凝土乾縮之影響」，台灣大學碩士論文，台北(2000)。
20.洪慶雲、呂良正，「智慧型建築結構狀態監測系統之研究」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告(2001)。
21.張家愷，「應用系統工程與RFIC技術門禁系統研究」，逢甲大學碩士論文，台中(2005)
22.張智元，「建築醫學之概念與應用機制研究」，台灣大學博士論文，台北(2006)。
23.張智元、黃世孟，「建築物專業健診機制之研究」，中華民國建築學會第18屆建築研究成果發表會，文化大學，台北(2006)。
24.張智元、蕭文雄、黃世孟、郭斯傑，「建築物專業健診之供給與需求探討」，建築學報，Vol. 59，pp. 93-112，台北(2006)。
25.張智元、賴學冠、陳光燦、邱子瑜，「健築IC卡概念之規劃探討」，台灣物業管理學會2008研究成果論文發表會，景文科技大學，台北(2008a)。
26.張智元、黃世孟、宋睿綸、蘇鴻義、蔡文賢，「建築醫學中心人力培訓研究」，第12屆營建工程與管理學術研討會，致遠管理學院，高雄(2008b)。
27.陳坤坐，「聚苯銨薄膜之濕度與溫度感測器特性之研究」，中正大學碩士論文，嘉義(2006)。
28.郭原宏，「光纖光柵感測器於結構監測之應用」，台灣大學碩士論文，台北(2002)。
29.陳瑞鈴、林憲德，「台灣建築生命週期使用年限調查之研究」，內政部建研所，台北(2001)。
30.喻新，「混凝土材料表層水分變化受環境濕度影響之先期研究」，農業工程學報，Vol. 53，No. 2，pp.15-21(2007)。
31.黃正豐，「以單向無線傳輸方式之胎壓監測系統」，逢甲大學碩士論文，台中(2004)。
32.黃飛發、林祐正，「無線射頻技術(RFID)應用於防火材料生產履歷管理之探討-以防火門為例」，第十二屆營建工程與管理學術研討會，致遠管理學院，高雄(2008)。
33.黃榮堯、陳屏甫、蔡宗益，「建構營建餘土申報與流向管控之RFID整合模式之研究」，第十二屆營建管理學術交流論文研討會，致遠管理學院主辦，高雄(2008)。
34.黃慶福，「應用RFID多重安全機制門禁系統之設計」，東華大學，台東(2007)。
35.楊先名，「實戰資料庫設計」，悅知文化(2008)。
36.楊善國，「感測與量度工程」，全華科技圖書股份有限公司(2001)。
37.溫琇玲，「智慧建築物營運計畫與設施管理技術之研訂」，內政部建築研究所出版，台北(2005) 。
38.溫琇玲等，「智慧建築解說與評估手冊」，內政部建築研究所，台北(2003)。
39.葉世文、鄭明淵、吳榮元、陳威年，「無線射頻辨識(RFID)於建築產業應用之研究」，內政部建築研究所研究報告，台北(2005)。
40.蔡孟涵，「RFID於營建施工的應用研究�o以預鑄生產管理系統為例」，台灣大學碩士論文，台北(2007)。
41.羅煥茂，「感測器」，電子技術出版社，(1995) 。
42.鐘秀瑩，「聚氧化乙烯濕度感測器之研究」，成功大學碩士論文，台南(2000) 。
英文文獻
1.Andrade C, Sarria J, Alonso C, “Relative humidity in the interior of concrete exposed to natural and artificial weathering”, Cement and Concrete Research, Vol. 29, Issue 8, pp.1249-1259(1999).
2.Brooks, R., “The Intelligent Room Project”, Proceedings of the Second International Cognitive Technology Conference, pp.271-272, London (1997).
3.Chih-Yuan Chang, Chien-Pang Huang, Chun-Ying Lin, “Database Design on International Classification of Building Diseases”, Proceeding of The Sixth International Conference on Engineering Computational Technology, Athens, Greece(2008).
4.Chih-Yuan Chang, Shyh-Meng Huang and Sy-Jye Guo, “Medical Records for Building Health Management”, Journal of Architectural Engineering, Vol. 13, Issue 3, pp.162-171(2007).
5.Cruz PJS, de Leon AD, Leung CKY, “Performance of a Fibre-Optic Sensor for Monitoring Cracks of Concrete, Masonry and Bituminous Elements”, Sensors and Materials, Vol. 21, Issue 2, pp.65-85(2009).
6.Edward J. Jaselskis, and Tarek El-Misalami, “Implementing Radio Frequency Identification in the Construction Process”, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 129, No. 6, pp.156-166(2003).
7.Edward J.Jaselskis, Mary Rose Anderson, Charles T. Jahren, Yvan Rodriguez and Steven Njos, “Radio Frequency Identification Appliciations In construction industry”, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 121, No. 2, pp.84-96(1995).
8.Esin Ergen, Burcu Akinci and Rafael Sacks, “Life-cycle data management of engineered-to-order components using radio frequency identification”, Advanced Engineering Informatics, Vol. 21, No. 4, pp.356–366(2007).
9.Esin Ergen; Burcu Akinci,Bill East and Jeff Kirby,“Tracking Components and Maintenance History within a Facility Utilizing Radio Frequency Identification Technology”, Journal of Computing in Civil Engineering, Vol. 21, No. 93, pp.11-20 (2007).
10.Jaselskis, E. J and Mary Rose Anderson ,“Radio-Frequency identification Applications in Construction Industry”, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 189, No. 3, pp189-196(1995).
11.Johanson, B., Fox, A., & Winograd, T. “The Interactive Workspaces : Project Experiences with Ubiquitous Computing Rooms” , Pervasive Computing, Vol. 1, No. 2, pp.67-74(2002).
12.Jongchul Song, Carl T. Haas and Carlos H. Caldas, “Tracking the Location of Materials on Construction Job Sites”, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 132, No. 9, pp.135-147 (2006).
13.Junestrand S, Keijer U, and Tollmar K., “Private and Public Digital Domestic Spaces”, International Journal of Human Computer Interaction”, Vol. 54, No. 3 pp.753-778(2001).
14.Kidd, D, C., Orr, R., Abowd, G., Atkeson, C., Essa, I., MacIntyre, B., Mynatt, E., Starner, T., & Newsteter, W. “The aware home: A living laboratory for ubiquitous computing research”, Proceedings of the Second International Workshop on Cooperative Buildings, Heidelberg, pp.191-198(1999).
15.Kwon, S. W., Lee, M. W., Han, J. G., Cho , M. Y. and Park, J. W.,Model “Development of the Material Tracking System for High-Rise Building Construction Project Using RFID Technology”, Proceedings of 21st ISARC, Korea(2004).
16.Liao WC, Lee BJ and Kang CW, “A humidity-adjusted maturity function for the early age strength prediction of concrete”, Cement & Concrete Composites, Vol. 30, Issue 6, pp.515-523(2008).
17.Lin YB, Chang KC and Chern JC, “The health monitoring of a prestressed concrete beam by using fiber Bragg grating sensors”, Smart Materials & Structures, Vol. 13, Issue 4, pp.712-718(2004).
18.Mary Ann Liebert, “Cost Analysis of Telehomecare”, Telemedicine Journal and e-Health, Vol. 7, No. 3, pp.32-40 (2001).
19.Michael C. Mozer, “The Neural Network House: An Environment that Adapts to its Inhabitants”, Proceedings of the American Association for Artificial Intelligence Spring Symposium on Intelligent Environments, pp.110-114, Heidelberg (1998).
20.Ming Lu, Wu Chen , Xuesong Shen, Hoi-Ching Lam, Jianye Liu, “Positioning and tracking construction vehicles in highly dense urban areas and building construction sites”, Automation in Construction, Vol. 16, No. 3, pp.647-656(2007).
21.Norris A, Saafi M, Romine P, “Temperature and moisture monitoring in concrete structures using embedded nanotechnology/microelectromechanical systems (MEMS) sensors”, Construction and Building Materials, Vol. 22, Issue 2, pp.111-120(2008).
22.Pasanen AL, Kasanen JP, Rautiala S, “Fungal growth and survival in building materials under fluctuating moisture and temperature conditions”, International Biodeterioration & Biodegradation, Vol. 46, Issue 2, pp.117-127(2000).
23.Paul M. Goodrum, Matt A. McLaren and Adam Durfee, “The application of active radio frequency identification technology for tool tracking on construction job sites”, Automation in Construction, Vol. 15, Issue 3, pp.292-302(2006).
24.Sangyoon Chin, Suwon Yoon, Cheolho Choi and Changyon Cho, “RFID+4D CAD for Progress Management of Structural Steel Works in High-Rise Buildings”, Journal of Computing in Civil Engineering, Vol. 22, No. 2, pp.574-586(2008).
網路文獻
1.Eco-City樂活城，http://www.ecocity.org.tw/，2009.08。
2.House_n research group.，http://architecture.mit.edu/house_n/intro.html.，2009.08。
3.台大智慧生活科技整合與創新中心，http://insight.ntu.edu.tw/insight2/index.php，2009.08。
4.國科會人本智慧生活科技整合中心，http://www.touch.ncku.edu.tw/，2009.08。
5.智慧化居住空間展示中心官方網站，http://www.living3.org.tw/ils-museum/，2009.08。