臺灣博碩士論文加值系統

科技的日益進步，物聯網的發展，帶動了時代不斷前進，但反觀傳統水產養殖卻似乎還未與其接軌，不斷的沿用經驗法則所造成的結果常常就是成效不佳， 如何讓科技與傳統水產養殖結合，利用數據化的分析，降低錯誤判斷機率，變成了目前需要克服的一大課題。
我們採用物聯網技術，利用小小一塊Arduino面板，接上顏色感測器並同時在設定時間感測目前水顏色，將數據經由白平衡(White Balance)後，回傳正確RGB數值。收集了不同時間點的RGB數據與檢測後的溶氧度後，針對這兩者數據我們做多變量迴歸分析(Multiple Regression Analysis)，推算結果也發現之間有其相關性，也得到在清晨與傍晚七點兩個迴歸式(Regression)。最後本論文設計了一套示警系統，納入推估出來的迴歸式，以最後推算出來的值，針對白蝦養殖所需溶氧量來做警示。
溶氧量感測儀器早已在市面上流通，但是成本過高加上實用度不大的情況下，難以被養殖戶所運用，然後我們設計這一套系統不但大大降低成本，且採用的技術可以達到不需人力即可監測，爾後搭配更多自動化工具，將能真正應用於傳統水產養殖，並真正發揮科技存在價值。

The advancement of technology and the development of IOT let the progress of the times, but the traditional aquaculture seems not yet with its convergence. Continuing to follow the rule of thumb is often the result of poor results, The main issues that need to be overcome at present are how to combine technology with traditional aquaculture and use the data analysis to reduce the probability of false judgments.
We use a small piece of Arduino Uno R3 and connect to the color sensor to sense the current color of water. After the data through the White Balance, Arduino return the correct RGB values. We performed Multiple Regression Analysis of RGB and Dissolved Oxygen in order to calculate the correlation. A warning system is designed, and the regressive formula is deduced. Finally, the calculated value is used to do the warning.
Dissolved oxygen sensor equipment has long been available in the market circulation, but the high cost and the practical degree of the case is difficult to be used by farmers. However, the system we designed not only greatly reduces the cost, but also can monitor without manpower. It will able to truly apply to traditional aquaculture with more automated tools, and truly perform the value of technology.

1. 前言 1
2. 相關技術 3
2.1 Arduino Uno R3 3
2.2 TCS3200顏色感測器使用 7
2.3 藍芽傳輸模組使用 10
2.4 溶氧測試劑 11
2.4.1 使用方法 11
3.顏色感測推算溶氧量分析實驗 14
3.1 實驗目的 14
3.2 實驗設計 14
3.2.1 綠水培養 14
3.2.2 白平衡 15
3.2.3 封包處理 16
3.3 實驗數值 17
3.3.1 實驗數值分析 21
3.4 多變量迴歸分析 31
4. 示警系統設計 37
4.1 系統架構 37
4.2 程式模組功能 38
4.2.1 ARDUINO系統設計 38
4.2.2 視窗程式設計 38
4.2.3 系統畫面 39
4.3 成本評估比較 39
5. 結論與未來研究方向 40
References 41

[1]郭仁杰。「台灣白蝦養殖產業現況」，水產試驗所特刊 第6號：9-17，2005。
[2]行政院農業委員會水產試驗所，http://www.tfrin.gov.tw/。
[3]柯志翰、柯清水。「綠水的成因及對策」，The Emerald Lake，2006。
[4]ZigBee Alliance "ZigBee Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness," http://www.zigbee.org/, March 2009.
[5]陳嘉葦、郭政辰、何佑倫、林峻煌。「使用Arduino晶片於居家安全之瓦斯感測」，朝陽科技大學資訊與通訊系實務專題技術報告，2012。
[6]Arduino, http://www.arduino.cc/.
[7]Tyler James Carter, "The Modeling of a Six Degree-Of-Freedom Industrial Robot for the Purpose of Efficient Path Planning," Master of Science, The Pennsylvania State University, May 2009.
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[9]TAOS, TCS3210 PROGRAMMABLE COLOR LIGHT-TO-FREQUENCY CONVERTER, JULY 2009.
[10]趙英傑，超圖解Arduino 互動設計入門第二版，旗標出版股份有限公司，2014。
[11]TBS, http://www.tbs-aqua.com/.
[12]Fu-Qiang Li, Tong-Zhuang Zhang, Ze-Kuan Yu. "TCS3200 application in robot sprint race," Electronic Design Engineering 21(15), Aug. 2013.
[13]邱皓政，量化研究與統計分析，五南圖書出版股份有限公司，2011。