無線感測網路於防火系統之運用

本節將介紹無線感測網路於防火系統之相關應用，無線感測網路的應用領域很廣 範，於前面 2-2 節已有大略提及，故本節把重點著重於防火系統之應用，以下列舉一些 研究，並介紹其應用之概念、方式與可提供之效益。

由江宗嶽，「室內火警感測網路之設計與實作」[27]之研究可知，作者藉由現今之 具有前瞻性之科技產品－無線感測網路已可達到防火系統之功能，如：「室溫偵測」、

「災情回報」與「逃生導引」之三項能力。此篇研究論文是針對室內建築環境的消防應 用，設計一套智慧型的火警感測網路系統—「PHOENIX」，此系統乃運用無線感測網 路的技術，並以安全性的考量，佈設一簡易且美觀之網路。而此系統主要提供的「室溫

63 系統之設定。其操作流程簡而言之為，1. 感測節點之建立(communication link table)、2.

建立展延樹、3. 基地台端建立源路由(Source routing)：建立源路由之目的在於網路監控 者有可能會更改某些感測器的設定，例如：監控者可加快位處於廚房附近的感測器回報 速率。4. 基地台端發送邏輯鄰居資訊：當基地台端建立完源路由後，基地台隨即將方才 在部署感測器時所建立之邏輯鄰居資訊傳遞給感測器，感測器會將邏輯鄰居的方位記錄 於 NavigationLink Table 中，當有緊急災難發生時感測器使用此資訊來指示使用者安全 的逃生方向。 5. 預設逃生路徑 。完成初始化的動作後，網路隨即進入正常的運作模式， (Spanning tree)，在網路無緊急事件發生時，無線感測器使用展延樹定期回報所監控之區

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域之情況。監控室亦能追蹤回報之狀況來偵測有無節點發生故障，監控人員及能夠即時 維護，保持整個網路正常運作；系統最大之特色乃其具有緊急逃生導引之能力，當網路 上的感測器偵測到有緊急事件發生時，感測器發佈緊急訊息封包來通報網路中其他感測 器，感測器收到緊急訊息封包後將會閃爍燈號來指引建築物內部人員逃生，所指引的逃 生方向將會避開緊急事件發生的位置以及其鄰近區域，保障人員能夠安全地逃離急難現 場。而此緊急逃生導引之能力乃採用分散式緊急逃生導引演算法(Distributed Emergency Navigation Algorithm)來設計之，以有效解決導引民眾逃離災難現場與如何快速反應緊急 狀況發生時網路拓樸之變化等兩個課題。

其他防火之運用，如應用於隧道之防火的有李明儒「應用無線感測網路提高隧道防 救災機制之研究」[29]，其乃應用無線感測網路系統於隧道中，目的是希望藉此提高隧 道防救災之機制。根據其研究成果顯示，當隧道內發生火災事件時，應用無線感測網路 感測，即可透過無線感測網路傳送即時之溫度訊號並傳遞至行控中心，在災害初期經由 廣播設備、隧道內外資訊可變標誌，即可及早警示用路人，火災或災害之發生，增加救 災與逃生、避難等相關措施執行之時間，以減少火災對用路人帶來的傷害與衝擊。同時 消防人員或相關人員亦可透過無線感測網路所感測而得的溫度、災害發生之區位與災害 現場等相關之感測資訊，作為隧道救災之參考依據，使救災指揮人員可以準確的掌握災 情，並以最適當之方法進行滅火救援之工作，以避免隧道火災所造成的重大傷亡，故此 研究驗證了無線感測網路系統應用於隧道是可以提高隧道防救災之機制的。

其中，此篇研究嘗試將隧道溫度量測之感測節點佈設於隧道左右兩側之隧道壁上，

並分別設置一組感測節點(Sensor Node)與閘道器(Gateway)，共佈放 14 枚感測節點與 2 枚閘道器。其佈設之模式與相對位置如圖 2-22 所示：

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圖 2-22 無線感測網路應用於隧道之感測節點佈設規劃 ( 資料來源：[29] )

故根據其研究與無線感測器量測之溫度值顯示，結論可歸納為以下幾點： 1. 當火 災發生，火源開始成長後，上游面溫度上昇幅度變化極微較符合避難或救難的安全性考 量。 2. 於火源處與火源下風 5 公尺處的感測節點對火災之發生有較顯著之反應，而上 風 5 公尺處與下風 10 公尺處的溫度感測變化則相對的比較不明顯，故作者認為在火源 5 公尺內為感測器最佳之理想佈設距離。 3. 又距離地面 2 公尺之感測節點對火源反應的 速度最快，且與人類之身高度較為接近，故距離地面 2 公尺處為較理想之佈設高度。 4.

而又因提早確認火源之位置將有助於救災，故使用無線感測網路之溫度感測系統，將能 即時監控隧道內之溫度變化，當溫度發生異常變化時，系統能即時發出訊號連線至行控 中心，進行災害確認工作。 5. 當隧道火災發生時，在災情狀況不足的情況下，往往易 喪失逃生的黃金時間，因此若能透過無線感測系統，提供隧道內即時溫度訊息，且提早 發出警告，將可在災害發生之初期進行緊急避難與救災之措施，對於隧道之防災與救災 將有大大之幫助。而若無線感測網路可全面佈設於感測環境中或增加其功能之連結如 PDA 等之結合，將能大幅提升感測之能力，與災情之通報對於救災與防災都有很大之效 益。而若在超寬頻傳收機加上感測器（Sensor）並大量的佈建，將可以形成一個具定位 功能的無線感測器網路（Wireless sensor network），如此一來便可以達到比傳統通訊系 統更加有效的應用。

另外現在也有利用無線感測系統並應用於土壤濕度之感測，即可使用無線感測系 統，達到無須透過人工即可自動澆水的自動照顧、自動給水的機制；以居家健康照護之

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