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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張詩婷
研究生(外文):Shih-Ting Chang
論文名稱:基於OSGi之家庭自動化系統設計與實作
論文名稱(外文):Design and Implementation of OSGi based Home Automation Systems
指導教授:蔡孟伸蔡孟伸引用關係
指導教授(外文):Men-Shen Tsai
口試委員:楊宏澤鄭有進
口試委員(外文):Hong-Tzer YangYu-Chin Cheng
口試日期:2012-06-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:自動化科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:家庭自動化OSGi家庭閘道器
外文關鍵詞:Home AutomationOSGiHome Gateway
相關次數:
  • 被引用被引用:6
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近年來,全球暖化與氣候異常現象,對於人類生存與地球生態造成衝擊,如何有效地管理能源已成為現今重要課題。隨著網際網路的崛起,日漸帶動著智慧家電與家庭網路的盛行,同時延伸出多種以滿足家庭設備資訊分享、通訊溝通與自動化控制等需求目的之家庭導向服務概念。基於OSGi標準所開發的家庭閘道器不僅能夠整合家庭網路中異質網路通訊技術,同時成為內外網路的溝通橋樑。由於OSGi具有跨平台特性,可提供使用者一個多樣化且一致性的介面。
本論文旨在開發基於OSGi開放資訊平台之「家庭自動化系統」(Home Automation)。為能解決異質網路技術的問題,本系統以OSGi平台搭配Linux作業系統建置於嵌入式開發版做為系統管理的伺服器,提供家電負載控制、讀取即時用電資訊以及歷史用電資訊等三方面服務。使用者藉由本系統可以即時監控家用負載,並透過家庭網路電視(Smart TV)選取欲觀看之整體或單一負載用電情形以及透過有線/無線通訊模組控制負載開關狀態。同時,亦可遠端經由網路瀏覽器以監控家中負載設備。本家庭自動化系統目的為讓使用者了解家庭用電情形,藉此調整用電習慣以達節能之功效,最終實現智慧型的家庭自動化系統。


In recent years, global warming and climate anomalies have caused serious impact on the survival of mankind and the ecology of the Earth. Therefore, how to manage energy effectively has become a critical issue. With the rise of the Internet, the uses of smart home appliances and home network have grown up rapidly. It extends a variety of home-oriented services to meet the information sharing within the home appliances, communication and automation control requirements. Home gateway based on OSGi is can integrate heterogeneous network standards in home environment and also become the communication media of external and internal network. Due to OSGi have the characteristic of multi-platform, so can provide a diverse and consistent user interface.
The primary objective of this thesis is to develop a home automation system based on OSGi open information platform. For solving heterogeneous technologies that are incompatible with each other, developed a home automation system which is built on an embedded system which integrates with Linux operating system and OSGi framework. The home automation system is established as a system management server providing home appliances load control, real-time information regarding the consumptions of electricity and historical information. By developing the system, users can instantaneously monitor home appliances load and examine the entire loads or a single load regarding electricity consumptions through Smart TV. Also, the system can control the switches through cable or wireless communication modules and simultaneously monitor home load appliances through browsers. The home automation system intends to assist users in understanding home electricity consumptions in order to save energy by adjusting living habits, and ultimately in accomplishing the environmental protection.


中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iv
目 錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 文獻探討 3
1.4 論文架構 6
第二章 家庭自動化技術與應用伺服器分析 7
2.1 應用伺服器(Application Server, AP Server) 7
2.1.1 Apache Tomcat 9
2.1.2 Oracle WebLogic 9
2.1.3 IBM WebSphere 9
2.1.4 OSGi 10
2.2 電力線通訊標準 10
2.2.1 X-10 11
2.2.2 CEBus 12
2.2.3 LonWorks 12
2.2.4 HomePlug 13
2.3 無線通訊技術 13
2.3.1 IEEE 802.11 13
2.3.2 Bluetooth 14
2.3.3 Ultra-wideband 14
2.3.4 ZigBee 14
第三章 Open Service Gateway Interface 15
3.1 OSGi服務平台介紹 15
3.2 OSGi Container 16
3.2.1 Apache Felix 17
3.2.2 Eclipse Equinox 18
3.2.3 Knopflerfish 18
3.3 The OSGi Service Framework 18
3.3.1 OSGi Specification 18
3.3.2 OSGi Framework layer 22
3.3.3 Bundles 25
3.3.4 Bundle Life Cycle 26
3.3.5 OSGi優點 27
第四章 系統設計實作 29
4.1 系統架構 29
4.2 系統設計 30
4.2.1 家庭閘道器 30
4.2.2 Modbus傳輸協定 31
4.2.3 量測模組規格 33
4.2.4 JSON資料格式 34
4.2.5 ZigBee Module 35
4.2.6 PLC Module 37
4.3 系統平台建置 38
4.3.1 系統開發環境 38
4.3.2 服務包管理工具 39
4.4 系統服務包開發 42
4.4.1 即時控制與量測負載Bundle 44
4.4.2 負載歷史資訊Bundle 46
第五章 系統實驗結果 48
5.1 系統功能 48
5.2 系統結果 50
5.2.1 系統首頁 50
5.2.2 本日用電量 51
5.2.3 每月用電量 54
5.2.4 最近一日用電量 56
5.2.5 最近一小時用電量 57
5.2.6 監控負載狀態 59
第六章 結論與未來展望 62
6.1 結論 62
6.2 未來展望 63
參考文獻 64


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http://www.twnic.net.tw/, [April 8, 2012].
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[33]The OSGi Standard, OSGi Service Platform Core Specification, Version 4.3, April 2011.
[34]BeagleBoardR, BeagleBoard-xM System Reference Manual, Revision C.1.0, April 2010.
[35]“Modbus.” Internet:
http://www.modbus.org/, [March 27, 2012].
[36]“Introducing JSON.” Internet:
http://www.json.org/, [March 27, 2012].


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