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研究生:陳文毅
研究生(外文):Chen, WenYi
論文名稱:家用保全系統之無線訊號干擾改善
論文名稱(外文):Wirelsee Signal Interference Improvement for Home Security System
指導教授:洪賢昇
指導教授(外文):Hung, Hsien-Sen
口試委員:洪茂盛盧晃瑩洪賢昇
口試委員(外文):Lu, Hoang-Yang Hung, Hsien-Sen
口試日期:2016-06-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:31
中文關鍵詞:天線無線訊號干擾共振頻率霍普菲爾類神經網路
外文關鍵詞:AntennaWireless Signal InterferenceResonance frequencyHopfield network
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本論文所探討的家用保全主機共有三個天線,其中兩個為2.4GHz Wi-Fi天線,一個為433.92MHz (以下簡稱433)天線。除了Wi-Fi天線間的相互影響外,處在不同頻段的433天線也受到其他兩支天線的影響,發生共振頻率點偏移的現象。其影響的最大因素在於天線間的距離,但在現今產品體積越來越小的趨勢下,這種情況將會越來越嚴重,如何在有限的空間下,解決多天線場型的干擾,將會是重要的課題。
本論文提出硬體改善方案,在可分開的最大距離下,調整各Wi-Fi天線的設置角度,使其與433天線正交及縮短433天線的長度,以將各天線間相互的干擾減至最低,達到應有的傳輸能力,並有效的減少了傳輸資料的丟失。另一方面,由於家用保全系統的感測器控制訊號皆為事先設定的前導位元與識別碼,因此本論文提出軟體改善方案,使用Hopfield類神經網路的學習及回想,來濾除環境背景中的雜訊,回復原始訊號,獲得更佳的抗噪能力及傳輸距離。

The home security computer involved in this thesis contains three antennas; two Wi-Fi antennas operating at 2.4GHz and one antenna operating at 433.92MHz (hereinafter referred to as 433). Except for the mutual interference between these two Wi-Fi antennas, there exists individual interference between the 433 antenna and either one of the Wi-Fi antennas, leading to resonant frequency offset of the 433 antenna. In general, distance is the main factor of the resonant frequency offset and will bring a more severe problem in the antenna design of compact electronic products. Therefore, how to solve the multi-antenna patterns of interference in a small limited space will become a crucial topic of interest.
For this purpose, we propose a hardware solution by adjusting the setting angle of each Wi-Fi antenna so that it is orthogonal to the 433 antenna and shortening the length of the 433 antenna at the largest available distance between the 433 and the Wi-Fi antennas. As a result, the mutual interference between the 433 and the Wi-Fi antennas can be lowered to a minimum, the desired transmission capability can be achieved, and the transmission loss of data can be reduced. On the other hand, because the control signals of the transducers in the home security system are composed of leading bits and MAC ID code, this situation allows us to propose a software solution by using the learning and recall processes of Hopfield artificial network to remove noise and recover original signal so that more noise immunity and larger transmission distance can be obtained.

誌謝.......................................................... I
摘要……………………………………………………………………………Ⅱ
Abstract……………………………………………………………………Ⅲ
目次…………………………………………………………………………Ⅳ
圖目次………………………………………………………………………………Ⅵ
表目次……………………………………………………………………Ⅶ
第一章 緒論………………………………………………………………………1
1.1研究起源………………………………………………………………1
1.2 研究之重要性及目的………………………………………………………2
第二章文獻回顧…………………………………………………………3
2.1天線共振頻率……………………………………………………………3
2.2駐波比、反射係數及反射損失……………………………………………3
2.3 平面倒F天線…………………………………………………………4
2.4人工神經網路………………………………………………………………5
2.5 Hopfield類神經網絡………………………………………………………8
第三章家用保全主機改善研究方法……………………………………………13
3.1家用保全主機改善研究架構……………………………………………13
3.2家用保全主機硬體研究方法………………………………………………14
3.3家用保全主機軟體研究方法………………………………………………23
第四章結果與討論…………………………………………………………27
4.1硬體結果與討論……………………………………………………………27
4.2軟體結果與討論……………………………………………………………28
第五章結論…………………………………………………………………30
參考文獻……………………………………………………………………………31

[1] 邱映儒,2010“無線射頻辨識標籤天線阻抗量測與分析,”國立臺灣海洋大學電機工程學系,碩士論文。
[2] http://bbs.ednchina.com/images/Uploadedn/Blog/2007/12/14
/6b2bd05a-f17d-4a9c-8cb3-af33dde4d310.pdf
[3]Wikipedia, Standing Wave Ratio,[Online]
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Standing_wave_ratio
[4] Wikipedia, 反射係數, [Online]
Available: https://zh.wikipedia.org/wiki/反射係數
[5] Wikipedia, Inverted-F Antenna, [Online],
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Inverted-F_antenna
[6] Wikipedia, 人工神經網絡, [Online],
Available: https://zh.wikipedia.org/wiki/人工神經網絡
[7] “類神經網路應用與實作9/e,”,葉怡成 編著,儒林。
[8] Wikipedia, Hopfield神經網絡, [Online]
Available: https://zh.wikipedia.org/wiki/Hopfield神經網絡
[9] 呂鈞華,2011“加入高斯濾波器之霍普菲爾類神經網路之辨識研究,”高雄海洋科技大學電訊工程所,碩士論文。
[10]葉書豪,2010“結合霍普菲爾類神經網路及模糊評比於改善網路學習成效之研究,” 嘉義大學資訊工程所,碩士論文。
[11] 楊智翔,2008“結構式霍菲爾網路應用於彩色影像邊緣偵測,” 南台科技大學資訊工程系,碩士論文。
[12]“徹底研究 MATLAB 程式設計與實務,”,趙海濱 編著,上奇資訊。
[13] “類神經網路 – MATLAB 的應用”,羅華強 編著,清蔚科技。
[14] “類神經網路設計”,HAGAN 編著,THOMSON。
[15]盧冠宏,2015“LTE多輸入多輸出天線設計與通訊設備雜訊抑制方法,”台北科技大學電子工程系,碩士論文。

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