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研究生:劉士達
研究生(外文):Shih-Ta Liu
論文名稱:無線感測網路在互動群體交流之應用與研究
論文名稱(外文):The Study and Application of Wireless Sensor Network in Interactive Community Communication System
指導教授:許素朱許素朱引用關係
指導教授(外文):Su-Chu Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北藝術大學
系所名稱:科技藝術研究所數位藝術組
學門:藝術學門
學類:應用藝術學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:無線感測網路無線Ad hoc網路感測節點互動科技社群多人互動藝術數位藝術XBeeArduinoLED
外文關鍵詞:wireless sensor networkwireless ad hoc networksensor nodeinteractive technologycommunitymulti-usersinteractive artdigital artXBeeArduinoLED
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過去互動式藝術作品常被限制在一個有「框」的空間中,無法讓人們在不同地點一起完成互動參與,也無法在過程中做到對參與者的身份辨識。本研究運用無線感測器模組與ad-hoc網路功能,透過ZigBee通訊協定與微處理器設計出無線感測節點(Wireless Sensor Node)佈署在展場內外,形構成裝置所需要的網路傳輸架構。參與者可從展場內外對無線感測節點進行互動,而這些互動行為會組成無線溝通路徑,突破既有的環境限制,達成互動群體交流網絡。

本論文針對無線感測網路在互動群體交流研究提出兩個應用範例。「Let’s Ad hoc過生日」範例目的是讓參與者在不同地點、同一時間進行互動,共同參與互動式藝術作品,主要乃運用無線感測節點的通訊設計與電容式麥克風作為互動裝置,建構一個無線網路感測網。「iFurniture」範例目的是讓參與者能在聚會中從智慧型互動家俱辨識人們之喜好與心情,進而作溝通交流。iFurniture主要是運用無線感測器設計智慧型互動傢俱使其能隱含人們的喜好與心情。此種互動模式不但能促進展場或聚會中人與人之間的交流,也達到互動裝置具有紀錄人們互動行為的功能,以及提供裝置之間訊息溝通的方法。

互動群體交流系統的設計,不但結合了科技與藝術裝置的整合,未來希望此研究能夠運用在不同的場域中,如會議室、居家生活、社交場合、大型戶外展覽、多人互動電影院、…等環境,以及更多的互動藝術作品。
In the past, many interactive art works were often restricted in a space of “frame”. It is difficult for the participants to interact with the art works from different places and even have the identity recognition. In this thesis, we applied wireless sensor network module and ad-hoc network function and integrated zigbee protocol and microcontroller design of wireless sensor node to construct the appropriate transmission network which was needed in the museum. The participants can interact with the wireless sensor nodes deployed in the museum to form the community communication network.

Therefore, we focused on the study and application of wireless sensor network in interactive community communication research. We proposed two applications. (1) “Let''s Ad hoc Birthday” is not only to apply the wireless sensor nodes and capacitive microphone sensor for the participants can celebrate some friend’s happy birthday from different places, but also solves the communication problems of sensor node in the museum. (2) “iFurniture” is to design a smart and interactive furniture system. When the participants get together, the system can enhance the communication feasibility by the furniture which was designed with the implication of the participants’ hobby and mood. In addition, the system of iFurniture designed a function to record of participant’s interaction behaviors and to provide communication between devices approach.

Our interactive community communication system combines technology and installation art. In the future, we hope this research could be applied in different environments, such as conference rooms, living home, social occasions, large-scale exhibition, multi-user interactive cinema, and more interactive art works.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖次 vi
表次 viii
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 章節結構概述 3
第二章 文獻探討 4
第一節 無線互動介面相關介紹 4
一、 互動藝術的無線傳輸技術比較 4
二、 國際上運用無線傳輸介面相關藝術作品 7
第二節 架構在Zigbee之無線感測網路平台 10
一、 Zigbee與無線感測網路 10
二、 Zigbee平台分析 12
第三節 無線感測網路在互動群體相關人文藝術應用 16
一、 國際上無線感測網路相關應用 16
二、 國內無線感測相關應用 17
第三章 研究方法 20
第一節 無線Ad hoc網路在群體異地互動應用 21
一、 互動模式分析 22
二、 系統硬體設計 24
三、 系統互動程式設計 29
第二節 iFurniture:無線智慧型互動傢俱 33
一、 互動模式設計 34
二、 硬體與系統架構設計 38
三、 無線網路傳輸架構設計 42
第四章 結論 45
參考文獻 49
附件 52
附件一:XBee的軟體實作經驗與Arduino電路硬體的實作經驗分享 52
附件二:Let’s Ad hoc感測節點之電路設計: 54
附件三:iBox電路設計: 55
附件四:iChair電路設計: 56
附件五:XBee ZNET 2.5規格表 57
附件六:XBee ZNET 2.5 提供的重要函數功能 58
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