ASHRAE 中,二氧化碳的濃度則為必須控制在 1000ppm 以下,日本更是推薦在
而小安在書房寫功課,媽媽查看了無線 sensor 讀值後(溫度、亮度),透過 web remote control 替爺爺關掉電視並調整溫度,媽媽先用語音提示小安環境太暗,然後也幫小安調亮了燈光。
在小安爸媽回家之前,系統偵測出家中窗戶打開了(窗戶上有磁簧搭配壓力地板的感應,可 區別是被風吹開、居住者打開或是小偷潛入),但隨後系統並未從壓力地板及 camera 偵測 到移動的人物,所以並未報警,只通知屋內的人窗戶被打開了。
情境二:
1. (WSN for automatic HVAC control, security) 退休閒賦在家的老王,獨自居住在佈建好 WSN 的 Smart Home 中。一天傍晚,門口的人員辨識系統得知老王返家,便從資料庫 擷取老王的先前喜好,自動調節室內的溫溼度,使其一直保持在均溫舒適的設定下。
2. (WSN for Activity Recognition) 老王返家後先進廚房燒開水準備泡茶,之後由於他今天 在外運動稍微過度,回到客廳後不久便在沙發上睡著了。Smart Home 偵知老王一直坐 在沙發上,且並未觀看平日愛看的電視節目,加上系統也偵測到有高血壓的老王並沒 有定時服用藥物,因此Smart Home 認為目前是異常狀況。但因為家中的語音提醒系統 剛好故障,Smart Home 便將此一訊息經由彙整,轉送給遠端正在加班的小王,其桌上 的數位相框便自動顯示此一警告訊息。
3. (WSN for remote control, service provision) 憂心的小王先遠端登入 Smart Home,發現廚 房沒人卻有部分區域溫濕度異常,於是利用遠端監控,先行關閉廚房的爐具。接下來,
小王利用桌上的數位語音視訊系統,直接與老王聯繫。Smart Home 得知有人 call in 並 因為老王在客廳沙發上,便就近打開電視,喇叭與麥克風,老王被鈴聲吵醒,小王便 順利表達關切的問候。
4. (WSN for security and health) 臨睡前,老王躺回床上,Smart Home 偵測老王即將就寢,
便自動進行家中安全檢測,發現客廳的窗戶未關好,Smart Home 透過語音提醒(已修 好)老王,於是老王起身去關窗後再次躺回床上。此外,由於Smart Home 偵測老王要 就寢,便根據資料庫取得老王的先前喜好,自動調節室內的溫溼度,使其一直保持在 適合健康睡眠的溫濕度設定。此後,Smart Home 便自動啟動防盜安全監視子系統來確 保居家安全。 現有的tmote sky。原 phidegets sensor 部分也會採用校內開
喝完奶水後,會有規律性睡覺,奶奶也藉機休息在床上平躺,讓脊椎與膝蓋因為長時間站
簡單情境二:
情況
1. 春天,一名老人在家
2. 室內與室外溫度、相對溼度相當 3. 其 PMV 指數為-2(冷)
運作機制
1. 啟動電暖氣
2. 地板下吸入新鮮空氣透過室內地板至室內,讓室內維持固定空氣品質 達舒適程度一段時間後,地板風機自動調整至節能狀態
簡單情境三:
情況
1. 夏天傍晚,無人在家,但使用者準備回家 2. 室內溫度大於 28 度、相對溼度高、空氣品質差 運作機制
1. 使用者於回家前利用手機遙控啟動系統 2. 室內換氣同時啟動除溼設備與可控冷氣
3. 達舒適程度一段時間後系統自動調整至節能狀態
成果自評 (self-evaluations)
(一) 居家智慧生活之應用情境與示範應用:
於今年計畫中,我們根據跨領域的合作規劃了小孩與老人的示範應用情境。於活動辨 識應用方面,我們也提出一套有效之推論機制來辨識重疊的活動(例如一邊聽音樂,一邊讀 書),且有論文發表於相關國際會議上[7]。於系統平台與多人喜好推論方面,我們設計出一 套彈性且方便之系統平台,且能夠整合、分析所獲得之資料與喜好,所延伸之研究成果,
也發表於國際會議上[8]。
在未來一年的研究發展上,我們將進一步整合目前的成果,並依照計畫書所規劃的方 向,以期發展出更人性化電腦整合智慧型環境並豐富所規劃的示範情境。當然,無線感測 網路在目前應用上,當然也有一些需突破的瓶頸。例如,感測網路中的Sensor Node容易受 到其他無線信號的干擾而降低可靠度;感測網路中的網路拓樸(Topology)也可能時常改 變而需驗證其穩定度;此外,SensorNode的傳輸能量、運算能力及記憶體大小也受到先天 上的限制而間接限制智慧元件的功能等等問題,我們會持續探討與改進。
(二) 生理訊號監測之應用情境與示範應用:
(1) 由於此計畫之進行,除了需兼顧無線網路之通訊規範外,仍需要尋找合適且可長 時間運作的生理感測裝置,其中,對於現行社會結構的三代同堂的家庭環境而言,長時間 佩帶、容易裝卸操作、不受居家活動而影響生理訊號之擷取,實屬不易。我們仍考慮是否 要該改計劃執行方式來自行開發,但是,現行團隊尚屬磨合期,且補助經費委能啟動此自 行開發的機制。幸好,在尋覓過程找到國內外各一家符合條件限制,且有獨創性的無線生 理訊號感測器,並且透過多次溝通與協商,與國內廠商共提小產學計畫,透過此模式來獲 得現行世界最新型的腰帶式ECG 生理訊號監控裝置。
(2) 從我們實際進行情況模擬、以及實驗過程中,我們發現,生理訊號實為最直接的 參考標準。倘若我們可以將此訊號全程記錄下來,則對於後續醫療診斷與治療過程,應當 有實質的協助。
(3) 另外,對於事件發生的起因,生理訊號 “全程地”與 “誠實地” 直接反應其變化。
這對於中樞神經系統調控身體組織與器官的反應而言,實為一個重要的窗口。人的一生中,
約略1/3時間在平躺,對於平躺後的生理訊號反應以及所造成的身體變化,值得我們進一步
探索。
(三) 通風系統之應用情境與示範應用:
圖6-5 通風系統的致動架構 表6-5 感測器與致動設備項目清單
本研究於本年度利用現有商用感測器量測室內、室外環境的資訊,並以物理環境要素 相關之熱舒適度指標為依據,作為設備致動邏輯運作機制的基礎,勾勒出未來可能的幾種 情境。感測器與致動設備項目清單如表6-5。通風系統的致動架構如圖6-5。依據前述研究訂 定熱舒適度之操作型定義,作為改善環境設備致動的邏輯依據;不同的情境(scenario),設 備致動的狀況不一,改善後的環境狀況會在室內外環境感測器數值上產生回饋,系統便再 一次判斷如何作動以改善室內環境。
本研究導入之開放空間通風系統設置的主要目的為提高室內換氣量與降低室內溫 度,在居家空間之規劃概念與裝置原則如下:
1. 對流的空間模式:以一般住宅單元平面的開放性空間(客廳、餐廳、廚房)為主要設置場 所,其空間深度應14m 以下為最佳通風路徑,利用雙向開窗加上抽風機帶動氣流,形 成氣流路徑達到室內對流換氣,避免開放性空間設置隔牆。
2. 善用季節風或地形風:依外界氣候設定情境與通風路徑。
[1] "MIT House_n Project."
[2] W. Shuangquan, Y. Jie, C. Ningjiang, C. Xin, and Z. Qinfeng, "Human Activity Recognition with User-Free Accelerometers in the Sensor Networks," 2005, p. 1212.
[3] E. M. Tapia, S. S. Intille, and K. Larson, Activity Recognition in the Home Using Simple
and Ubiquitous Sensors, 2004.
[4] . M. Tapia, N. Marmasse, S. S. Intille, and K. Larson, "MITes: Wireless portable sensors for studying behavior," Proceedings of Extended Abstracts Ubicomp 2004: Ubiquitous
Computing, 2004.
[5] "u-Japan Policy."
[6] in Proceedings of the 5th International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford, USA, 2005.
[7] Y.-C. H. a. L.-C. F. Ching-Hu Lu, "Creating Robust Activity Maps Using Wireless Sensor Network in a Smart Home," in 2. The third annual IEEE Conference on Automation
Science and Engineering, U.S.A., 2007.
[8] L.-C. F. Zhi-Hao Lin, "Multi-user Preference Model and Service Provision in a Smart Home Environment," in 2. The third annual IEEE Conference on Automation Science and
Engineering, U.S.A., 2007.
[9] McNall, P. E., Jaax, J., Rohles, F. H., and Nevins, R. G. (1967), “Thermocomfort (thermally neutral) conditions for three levels of activity,” ASHRAE Trans, Vol. 73, 143-150, 1967.
[10] ASHRAE (1992), ASHRAE Standard 55 - Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,
Atlanta.[11] Fanger, P. O. (1972), Thermal Comfort, McGraw-Hill, New York.