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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳威翰
研究生(外文):WEI-HAN CHEN
論文名稱:智慧工廠之IOT技術運用
論文名稱(外文):Application of IOT Technology for the Smart Factory
指導教授:黃信行黃信行引用關係
指導教授(外文):Hsing-Hsin Huang
口試委員:黃信行謝秉澂李漢洲
口試委員(外文):Hsing-Hsin HuangPing-Cheng HsiehHAN-JHOU LI
口試日期:2017-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:明新科技大學
系所名稱:機械工程系精密機電工程碩士班
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:物聯網LORAIOT-talkArduino YunPC-Based control
外文關鍵詞:LORAIOT-talkArduino YunPC-Based controlIOT(Internet of Things)
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現代市場因為IT(Information Technology)產業的蓬勃發展,造成產品生命週期縮短,客製化、少量多樣需求垂直提升,因此傳統追求低廉勞力、大量生產的製造型態面臨轉型的議題。因此,本研究的目的在於研究物聯網技術,並建構虛實整合的無人化工廠,從客戶端下單、接單、物料採購、工單生產、工件品管、產品出貨等,全程透過物聯網系統進行監控。
本論文研究兩種物聯網技術,第一個技術為LORA系統,主要構成包含AP(基地台)及Node(發報器),其間以無線方式進行通訊。本研究重點在於建立一種訊號的格式,利用NODE將設備訊息匯集至AP,再由AP透過網際網路將訊號傳送至遠端。第二個技術使用交通大學的IOT-talk雲端平台。本研究利用Arduino Yun及PC-Based控制器作為節點,IOT-talk雲端平台作為AP。再讓訊息透過網際網路互相傳遞,藉此建立系統之間的聯繫。
基於上述,本研究分別將LORA及IOT-talk技術導入實驗室的自動化系統中,建立了一個小型的物聯網系統,並用來驗證其功能。本系統的物流資訊可透過手機直接查詢,相當方便。

Owing to the highly developed Information Technology industry, life cycle of product is much reduced, and customization and small-volume large-variety production is greatly increased. The traditional manufacturing industry that requires low-cost human labor and mass production has to face the issue of transformation. Thus, the purpose of this research is to study the IOT technology, and build a cyber-physical unmanned factory. The whole process, including order receiving, materials preparing, job planning and manufacturing, quality inspecting, and shipping, will be monitored based on the IOT system.
There are two IOT techniques studied in this research. The first is the LORA system. The structure contains AP and NODE, and uses wireless communication to connect both sides. The purpose is to build a communication protocol, and collect the equipment information to the NODE, then transfer to the AP. The AP can further process and transfer the signal to the remote servers. The second is the IOT-talk platform developed by National Chiao Tung University. This research uses Arduino Yun and PC-Based controller as nodes, and the IOT-talk platform as AP. The information is transferred through internet to connect the whole system.
Based on above knowledge, the research introduces LORA and IOT-talk platform to the automatic system in our lab. A small IOT system is build and is used to verify the communication of both methods. Through the IOT technology, the logistic information of the automatic system can be monitored, and is easy to use.

中文摘要.........................................................I
ABSTRACT........................................................II
誌 謝..........................................................III
目 錄...........................................................IV
圖目錄...........................................................VI
表目錄...........................................................IX
第一章 緒論................................................... 1
1.1 研究背景................................................ 1
1.2 文獻回顧................................................ 5
1.3 研究目的................................................ 8
1.4 研究架構................................................ 8
第二章 研究方法................................................ 9
2.1 LORA物聯網架構.......................................... 9
2.1.1 LoRa................................................... 9
2.1.2 軟體................................................... 12
2.1.3 LoRa應用架構設計........................................ 15
2.2 IOT-TALK物聯網架構...................................... 16
2.2.1 IOT-Talk............................................... 16
2.2.2 系統建構................................................ 17
2.2.2.1 圖形化雲端平台.......................................... 17
2.2.3 硬體部分................................................ 26
2.2.3.1 Arduino Yun............................................ 26
2.2.4 軟體部分................................................ 28
2.2.4.1 Labview................................................ 28
2.2.4.2 Python................................................. 29
2.2.4.3 連線軟體................................................ 31
2.2.5 IOT-Talk平台應用架構設計................................ 33
2.2.6 設備訊息通訊............................................ 35
2.2.6.1 HTTP................................................... 35
2.2.6.2 WebSocket.............................................. 40
2.2.7 遠端監控介面............................................ 43
2.2.7.1 Labview人機介面......................................... 43
2.2.7.2 WebPager人機介面........................................ 47
第三章 研究過程................................................ 49
3.1 LORA系統建構............................................ 49
3.1.1 基地台建構.............................................. 49
3.1.2 設備感測訊息收集........................................ 53
3.1.3 遠端資料庫建立.......................................... 57
3.1.4 手機監控介面............................................ 59
3.1.5 實際運用案例............................................ 60
3.2 IOT-TALK系統建構........................................ 64
3.2.1 案例一:平台擲球遊戲...................................... 64
3.2.2 案例二:遠端控制 LED燈號.................................. 66
3.2.3 案例三:智慧流水線工廠.................................... 70
第四章 結果與討論.............................................. 73
4.1 結果比較分析............................................ 73
4.2 結果討論................................................ 74
第五章 結論與未來展望.......................................... 75
5.1 結論................................................... 75
5.2 未來展望................................................ 75
參考文獻........................................................ 76


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