臺灣博碩士論文加值系統

　　本研究中，以ZigBee建立一個無線感測網路，利用其短距離無線通訊的特性，在終端節點(End Devices)上結合一個三軸加速度感測器(ADXL345)，將此節點安裝在使用者身上，並利用CC2530取得之三軸資料，傳回協調器(Coordinator)後，透過UART串列傳輸介面輸入終端電腦做運算。在終端電腦上利用類神經網路之倒傳遞網路演算法，將三軸資料經過正規化後輸入學習演算法做網路訓練，訓練後的類神經網路，透過回想演算法可以判斷使用者的動作為躺著、坐著、站著或行走中，也可判斷是否有跌倒的行為發生。

In this study, we build a system which combine ZigBee and three-axis acceleration sensor, to transmit sensing data by using short-distance wireless communication feature. We set the sensing point on user and return the sensing motion data to the coordinator which connected to computer by UART. And then using the algorithm of Back-Propagation Network of the Artificial Neural Network for learning, three-axis motion data will be normalized as network training input data, training output including standing, sitting or walking status, to determine the any motion status if occurring.

中文摘要 vi
英文摘要 vii
誌謝 vviii
目錄 ix
表目錄 xi
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 文章架構 4
第二章 使用技術與設備 5
2.1 ZigBee 5
2.1.1 ZigBee無線感測網路技術簡介 7
2.1.2 IEEE 802.15.4實體層 9
2.1.3 IEEE 802.15.4 MAC層 10
2.1.4 IEEE 802.15.4 / ZigBee網路層與應用層 12
2.2 CC2530 13
2.3 三軸加速度感測器 17
2.3.1通訊模式 18
第三章 類神經網路演算法 20
3.1類神經網路簡介 20
3.1.1 生物類神經網路 20
3.1.2類神經網路 21
3.2類神經網路模式 22
3.3監督式學習：倒傳遞類神經網路 24
3.3.1網路架構 24
3.3.2網路演算法 28
第四章 即時動作辨識系統實作 36
4.1實作方法 36
4.2系統開發環境介紹 37
4.2.1 系統硬用程式設計 38
4.2.2 系統韌體程式設計 41
4.3範例蒐集 45
4.3.1 資料前置處理 46
4.4網路訓練階段 47
4.5.1 基本動作訓練 47
4.5.2 跌倒特徵訓練 50
4.5網路回想階段 52
4.5.1 基本動作辨識 52
4.5.2 跌倒偵測 58
4.6測試結果與討論 64
第五章 結論 66
5.1 結論 66
5.2 未來發展 66
參考文獻 67
附錄 69

[1]Huiyu Zhou, Housheng Hu,"Human motion tracking for rehabilitation-A survey, " Zygmunt J. Haas, Joseph Y. Halpern, and Li Li," Gossip-Based Ad Hoc Routing," Biomedical Signal Processing and Control 3, 2008, pp. 1 - 18.
[2]盧詩磊，"Human-Computer Interface[人機互動]" ，AUTOMATION自動化科技學會會刊，2009.09，pp. 41 - 49。
[3]鐘哲民，"加速度辨識系統之研究及應用"，國立成功大學工程科學系， 2008，碩士論文。
[4]Carlijin V. C. Bouten, Karel T. M. Koekkoek, Maarten Verduin, Rens Kodde, and Jan D. Janssen, "A Triaxial Accelerometer and Portable Data Processing Uint for the Assessment of Daily Physical Activity," IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 44, NO. 3, MARCH 1997.
[5]Degen T et al., "SPEEDY: a fall detector in a wrist watch," In Proceedings. Seventh IEEE International Symposium on Wearable Computing, 2003, pp. 184-189.
[6]Sunny Consolvo, Katherine Everitt, Ian Smith, James A. Landay, "Design Requirements for Technologies that Encourage Physical Activity," CHI 2006 Proceedings,Designing for Tangible Interactions, 2006, April 22-27.
[7]陳君瑋，"居家安全監控系統"，樹德科技大學電腦與通訊系，碩士論文，2010。
[8]趙啟時，張文華，邱創乾，"遠距居家照護之跌倒意外偵測通報系統"，逢甲大學通訊工程研究所，逢甲大學自動控制工程研究所，2005。
[9]黃詰琳，陳怡良，詹寶珠，"使用模組化類神經網路偵測跌倒"，國立成功大學電機工程系，立德管理學院資訊工程系，2005。
[10]DS. Park and S. J. Jayaraman, "Enhancing the quality of life through wearable technology," IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, 2003, pp. 41-48.
[11]Amari, B.et al. "Mathematical Foundations of Neurocomputing," Proc.IEEE, 78(9), 1443-1463.
[12]Lippmann, R. P. "An Introduction'' to Computing with Neural Nets," IEEE ASSP Magazine, April 1987, 4-22.
[13]Jagdish C. Patra, Alex C. Kot, "Nonlinear Dynamic System Identification Using Chebyshev Functional Link Artificial Neural Networks," IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS—PART B: CYBERNETICS, VOL. 32, NO. 4, AUGUST 2002.
[14]林卓彥，"智慧型跌倒偵測系統"，慈濟大學醫學資訊研究所，碩士論文，2009。
[15] 蔡良展、張偉德、梁銘仁、林澄宏、侯毓均，"數字辨識系統"，樹德科技大學電腦與通訊系，資通技術管理與應用研討會，2011。
[16] 杜坤憲、施順鵬、黃正佑、孫偉倫，"應用類神經網路於人體姿態辨識"，樹德科技大學電腦與通訊系，資通技術管理與應用研討會，2011。
[17]葉怡成，應用類神經網路，儒林圖書有限公司，1997。
[18]葉怡成，類神經網路模式應用與實作，儒林圖書有限公司，1999。
[19]王進德，類神經網路與模糊控制理論入門與應用，全華圖書股份有限公司，2008。
[20]蘇木村、張孝德，機器學習：類神經網路、模糊系統以及基因演算法則，全華圖書股份有限公司，2010。
[21] 鄭立，ZigBee開發手冊，全華圖書股份有限公司，2008。
[22] 曾煜棋、潘孟鉉、林致宇，無線區域及個人網路：隨意及感測網路之技術與應用，教育部顧問室，2006。
[23]陳明熒，單晶片 8051 IAR C實作入門，文魁，2009。
[24]劉銘中，林琮烈，MCS-51單晶片原理與設計實務，儒林圖書有限公司，2007。
[25]章立民研究室，Visual Basic 2005 檔案IO與資料存取秘訣，碁峯資訊股份有限公司。
[26]陳立元、范逸之、廖錦棋，Visual Basic 2005 與自動化系統監控，文魁資訊股份有限公司，2006。
[27] 施威銘研究室，新觀念Visual Basic 2008 程式設計，旗標出版股份有限公司，2009。
[28] 教育資訊研究室，Visual Basic 2008 學習手冊，文魁行銷股份有限公司，2010。
[29] www.analog.com，ADXL345 Datasheet。
[30]www.ti.com，CC2530 (Rev. B)。
[31]www.ti.com，CC253x/4x User Guide (Rev. B)。