臺灣博碩士論文加值系統

本論文實作一種應用智慧型手機整合電子門禁、遠端電器控制、環境感測的功能，特別適合於需要管理人員進出、環境監控的場合。電子門禁提供一種安全又快速的解鎖方法，使用時只要認證完成的手機，打開其無線裝置並靠近電子門禁即可快速解鎖，解鎖後會傳送該解鎖的訊息到管理者手機上，同時傳送到雲端資料庫登載。
關於遠端電器控制方面，使用者可由智慧型手機之應用程式操作，透過MQTT協定傳送控制命令，達成遠端控制插座的開啟或關閉。此外使用者透過手機應用程式，即可查看所有紀錄的環境數值，因為環境感測子系統會主動量測監控的環境的溫度、濕度、可燃氣體、粉塵微粒、用電量，上傳到雲端空間儲存。

This thesis implements a kind of application of intelligent mobile phone integrated electronic access control, remote electrical control, environmental sensing function, especially for managing personnel access control and environmental monitoring. Electronic access control provides a safe and fast way to unlock the door. People with certified mobile phone open its wireless device and close to the electronic access control, door can be quickly unlocked and the related message will be sent to the administrator''s phone and the cloud Database. For remote electrical control, the user can operate the application by the smart-phone, through the MQTT protocol to send control commands to achieve the remote control socket on or off. Because the environmental sensing subsystem will automatically measure the temperature, humidity, combustible gases, dust particles, and electricity consumption of the monitored environment that are uploaded to the cloud space for storage. Therefore, users can view the environmental values of all records from the mobile application at any time.

中文摘要 ......................................... i
英文摘要 ........................................... iii
目錄 .........................................iv
表目錄 .........................................vi
圖目錄 .........................................vii
第一章 緒論 .........................................1
第二章 文獻探討.........................................2
2.1文獻介紹 ......................................... 2
2.2相似技術 .........................................3
2.2.1 RFID電子鎖具 ......................................... 3
2.2.2 一種電子門鎖系統 ......................................... 4
第三章 背景知識 ......................................... 5
3.1MQTT通訊協定 ......................................... 5
3.1.1 MQTT其他特性 ......................................... 5
3.2GCM 雲端訊息服務 ......................................... 6
3.2.1 GCM使用方式 ......................................... 6
3.2.2 APP Server傳輸資料方式 ......................................... 7
3.3 雲端空間服務 ......................................... 7
第四章 元件介紹 ......................................... 9
4.1 BS66FV360微控制器 .........................................9
4.2 HT66F50微控制器 .........................................9
4.3 ESP-12E WIFI模組 .........................................10
4.3.1 韌體版本與燒錄方式 ......................................... 10
4.4 HC-05藍牙模組 .........................................11
4.4.1 藍牙模組設備/服務類別 ......................................... 12
4.5 DHT11溫溼度模組 ......................................... 12
4.6 MQ-9氣體感測模組......................................... 13
4.7 粉塵感測模組 .........................................14
第五章 功能規劃與系統製作 ......................................... 16
5.1 系統功能 ......................................... 16
5.2 中央伺服模組 ......................................... 17
5.3 功能規劃 ......................................... 17
5.3.1 軟體流程 ......................................... 17
5.4 大門門禁模組 ......................................... 18
5.4.1 功能規劃 ......................................... 18
5.4.2 硬體架構 ......................................... 19
5.4.3 軟體流程 ......................................... 19
5.5 房間門禁模組 ......................................... 20
5.5.1 功能規劃 ......................................... 20
5.5.2 硬體架構 ......................................... 21
5.5.3 設定藍牙模組的指令 ......................................... 22
5.5.4 軟體流程 ......................................... 23
5.6 環境感測模組 ......................................... 25
5.6.1 硬體架構 ......................................... 25
5.6.2 軟體流程 ......................................... 26
5.7 電器控制模組 ......................................... 26
5.7.1 功能規劃 ......................................... 26
5.7.2 硬體架構 ......................................... 27
5.7.3 軟體流程 ......................................... 27
5.8 ANDROID APP應用程式設計 ......................................... 28
5.8.1 雲端紀錄 ......................................... 29
5.8.2 近期手機歷史紀錄 ......................................... 33
5.8.3 大門訪客登記 ......................................... 33
5.8.4 電器控制 ......................................... 35
5.8.5 模組內部設定 ......................................... 36
5.8.6 手機內部設定 ......................................... 43
第六章 系統測試 ......................................... 45
6.1 中央伺服模組 ......................................... 45
6.2 大門門禁模組 ......................................... 46
6.3 房間門禁模組 ......................................... 47
6.4 電器控制模組 ......................................... 49
6.5 環境感測模組 ......................................... 50
6.6 設定模組功能的頁面 ......................................... 51
第七章 結論 ......................................... 53
參考文獻 ......................................... 54
英文大綱 ......................................... 56
簡歷(CV) ......................................... 64

[1] AccessPort(V1.37)，網址：http://www.sudt.com/en/ap/download.htm
[2] Android Application software，網址：https://developer.android.com/training/basics/firstapp/index.html
[3] ASUSTeK Computer Inc.，“華碩智慧家庭上市！ 智慧門鎖及感測裝置 完美打造便利無微不至的居家生活！”，網址：https://www.asus.com/tw/News/C9ZE3cJZp0fAgrro
[4] Bluetooth SIG,Inc.，“Baseband”，網址： https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/baseband
[5] CloudMQTT，網址：https://www.cloudmqtt.com/ [6] D. Thangavel, X. Ma, A. Valera, H. Tan, C. K. Tan,"Performance evaluation of MQTT and CoAP via a common middleware," Proc. IEEE 9th Int. Conf. ISSNIP, 2014,pp. 1-6.
[7] ESPlorer (V0.2.0-rc6)，網址：https://esp8266.ru/esplorer/
[8] Google Cloud Messaging，網址：https://developers.google.com/cloud-messaging/?hl=zh-TW
[9] Google Cloud Platform，網址：https://console.cloud.google.com
[10] Google Mobile Add，網址：https://developers.google.com/mobile/add
[11] HANWEI ELETRONICS company,“MQ-9 sensor”，網址：http://wiki.seeedstudio.com/images/f/f2/MQ-9.pdf
[12] Holtek Semiconductor Inc., “Enhanced A/D Flash Type 8-Bit MCU with EEPROMHT66F20/HT66F30/HT66F40/HT66F50/HT66F60/HT66FU30/HT66FU40/HT66FU50/HT66FU60”，網址：http://www.holtek.com.tw/documents/10179/11842/ht66fx0v241.pdf
[13] Holtek Semiconductor Inc.,“Enhanced Touch Voice A/D Flash 8-Bit MCUBS66FV340/BS66FV350/BS66FV360”，網址：http://www.holtek.com.tw/documents/10179/11842/BS66FV3x0v110.pdf
[14] HOPE3000 for e-Link(V1.12)，網址：http://www.holtek.com.tw/documents/10179/187116/HOPE3000fore-LinkBuild20161123V112Install.zip
[15] HyperText Transfer Protocol，網址：https://tools.ietf.org/html/rfc7540
[16] LUA程式語言，網址：https://www.lua.org/
[17] MAC位址，網址：https://zh.wikipedia.org/wiki/MAC%E5%9C%B0%E5%9D%80
[18] MQTT，網址：http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.pdf
[19] National Instruments Corporation.，“NTC 熱敏電阻溫度量測原理”，網址：http://www.ni.com/white-paper/7112/zht/ [20] R. Kazala, A. Taneva, M. Petrov, S. Penkov,"Wireless Network for Mobile Robot Applications, " IFAC-PapersOnLine, Vol. 48, No. 24, 2015, 231–236.
[21] Shenzhen Anxinke Technology Co., Ltd. “ESP-12E WIFI Module”，網址：https://mintbox.in/media/esp-12e.pdf
[22] ThingSpeak，網址：https://thingspeak.com/
[23] Transmission Control Protocol，網址：https://tools.ietf.org/html/rfc793 [24] Y.-T. Lee, W.-H. Hsiao, C.-M. Huang, T.C. Seng-cho, "An integrated cloud-based smart home management system with community hierarchy, " IEEE Trans. Consum. Electron. 62 (1) (2016) 1–9.
[25] 東隆五金工業股份有限公司，“PMR30S3智慧型電子感應門鎖”，網址：http://www.ezset.com.tw/tw/goods_view.php?no=202
[26] 林猷舜，2017，“一種電子門鎖系統”，專利證書號數I570315，中華明國專利檢索系統。
[27] 曹永忠，許碩芳，許智誠，蔡英德，2015，Arduino 程式教學（RFID 模組篇），渥瑪數位有限公司。
[28] 深圳盛世物聯傳感技術開發有限公司，GP2Y1051AU0F，網址：http://www.senseiot.com/showpro.asp?articleid=408
[29] 陳瑞順，2007，RFID概論與應用，全華圖書股份有限公司。
[30] 廣州奧松電子有限公司，數字溫溼度感測器，網址：https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/DHT11-chinese.pdf
[31] 賴宜廷，2014年，“基於Arduino與Android之智慧家庭遠端監控系統設計與實作”，國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所碩士論文。
[32] 藍牙模組HC-05，網址：http://www.pcstore.com.tw/icshopping/M21492140.htm