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Sensor Network 的技術受到了非常廣泛的注意,因此許多學者也試圖應 用在多種不同的環境上,並且取得資訊來做更進一步的分析。例如針對火山 活動的觀察分析中,Lorincz 就建構了一個無線感測網路用以監視坐落在厄瓜 多的西亞馬遜地區的 Reventator 活火山的活動,作者使用一個兩段的方法來 突破無線感測網路資源的限制,包括無線感測網路模組的低傳輸率及記憶體 不足的問題,在偵測到因地震而引起的事件時,資料立即寫進快閃記憶體,

之後再利用膝上型電腦在基地營統一收集資料。肇因於無線頻道的傳輸速 度,一分鐘所收集事作資訊,往往需時好幾分鍾才能傳輸完成,在處理這個 問題時作者建構一個容量較大的在地緩衝記憶區來克服。

對於Sensor Network 的論文相當廣泛,與傳統的建築監測方式比較上,

Chintalapudi 描述一個應用無線感測網路用以監測大型公共建築其結構的健 康狀態,本研究彰顯無線感測網路的兩個重要的優缺點,第一是其建構的方 便性,其二是其所反應的低傳輸率,在依數據感測及監視的應用高度成長的 帶動下,本篇作者樂觀預測將來無線感測網路將完全取代有線的建築監測系 統。

其他參考文獻概述如下:

1. K. Sha, W. Shi, and O. Watkins, "Using Wireless Sensor Networks for Fire Rescue Applications: Requirements and Challenges," IEEE International Conference on Electro / Information Technology, pp. 239-244, May. 2006.

最近幾年無線感測網路的研究受到許多的注意,實際應用上例如棲息地 的監控、環境和建築物的監控。本篇論文裡本研究討論無線感測網路在火災 研究的應用上是非常有用的技術。首先,在這應用上有四個必需的特性,包 括消防人員的責任、及時的監控、有智慧的計劃表和配置的資源、啟動廣播

第二章 相關文獻回顧

究認為無線感測網路是非常強大且適合的工具。

2. Z. Chaczko and F. Ahmad, "WIRELESS SENSOR NETWORK BASED SYSTEM FOR FIRE ENDANGERED AREAS," Proceedings of the Third International Conference on Information Technology and Applications (ICITA'05), 2005.

這篇文章描述一種系統設計方法用於無線感測網路的應用,用來測量溫 度和濕度以及應用於偵煙探測器。這樣的一個設備可以被用來當作森林或是 公共基礎設備的火災預警系統。這樣的系統被開發以後,為了發展一個複雜 的網狀網路,一種網狀網路拓撲將以選擇的微晶片技術實現。本篇文章完整 的描述測試問題以及系統設計,使用軟體模擬技術用來示範數據將如何從一 個節點或者探測器傳到另一個探測器上。

3. Konrad Lorincz and Matt Welsh and Omar Marcillo and Jeff Johnson and Mario Ruiz and Jonathan Lees: Deploying a wireless sensor network on an active volcano, EEE Internet Computing 10(2): 18-25 (2006).

本文描述建構一個無線感測網路用以監視坐落在厄瓜多的西亞馬遜地區 的Reventator 活火山的活動,作者使用一個兩段的方法來突破無線感測網路 資源的限制,包括無線感測網路模組的低傳輸率及記憶體不足的問題,在偵 測到因地震而引起的事件時,資料立即寫進快閃記憶體,之後再利用膝上型 電腦在基地營統一收集資料。肇因於無線頻道的傳輸速度,一分鐘所收集事 作資訊,往往需時好幾分鍾才能傳輸完成,在處理這個問題時作者建構一個 容量較大的在地緩衝記憶區來克服。

4. Krishna Chintalapudi, Tat Fu, Jeongyeup Paek, Nupur Kothari, Sumit Rangwala, John Caffrey, Ramesh Govindan, Erik Johnson, Sami Masri:

Monitoring Civil Structures with a Wireless Sensor Network. IEEE Internet

Computing 10(2): 26-34 (2006).

作者描述一個應用無線感測網路用以監測大型公共建築其結構的健康狀 態,本研究彰顯無線感測網路的兩個重要的優缺點,第一是其建構的方便 性,其二是其所反應的低傳輸率,在依數據感測及監視的應用高度成長的帶 動下,作者樂觀預測將來無線感測網路將完全取代有線的建築監測系統。

5. 段勇、昂志敏、金海紅,“基於 Zigbee 技術的森林火災自動報警系統”,

國外電子測量技術,2007 年,第 04 期

本文採用Zigbee 這種低速率、低成本、低功耗的短程無線通信技術,介 紹以Zigbee 技術為基礎的森林火災自動報警系統,運用 Zigbee 技術結合成熟 的地理資訊系統(GIS),設計研發森林火災自動報警系統,除說明系統組成 架構及感應傳輸之軟硬體設計,對於關鍵功耗及數據傳輸可靠性問題提出建 議,惟對於探測器靈敏度、探測範圍、無線傳輸可靠性、準確性以及系統過 程控制能力須要在進一步研究。

6. 顏學義、葉湘濱,“基於 Zigbee 技術的火災報警探測器節點設計”,嶽陽 職業技術學院學報2007 年,第 06 期

本文介紹了探測器節點的軟體與硬體設計,說明系統基於Zigbee 無線通 信協定設計,克服了有線感測網路的局限性,避免了其他無線通信技術的高 功耗的缺點,具有節點成本低、網路容量大、生存週期長等特點。

7. 劉靜,趙望達,“基於 ZigBee 技術的火災報警系統設計”,單片機與嵌 入Microcontrollers & Embedded Systems,2007 年,第 01 期

本文主要介紹基於Zigbee 標準的射頻晶片 CC2500 和以 STC89LE516D 單片機為核心,作為無線火災報警系統的硬體電路及軟體流程設計,說明系

第二章 相關文獻回顧

8. 厲劍、董文輝、梅志斌、劉凱,"火災探測器智慧探測演算法實現與性 能評估技術 ",消防科學與技術,2006 年 05 期

本文主要介紹侷限型偵煙火災探測演算法的設計與性能評估過程,說明 為了獲取資料樣本而建立的火災探測應用環境與火災資訊資料庫的基本情 況,並在資料分析的基礎上,概述了火災探測演算法的實現方法;為了對演 算法的性能進行評估和驗證;進一步研究了演算法的評估模式與技術方法,

以及為性能評測試驗而建立的火災探測性能評估類比試驗平臺的具體內容,

以便提升局限型偵煙火災探測器的綜合探測能力,減少漏報和誤報,而提高 火災探測器的整體技術水準。

9. 肖昕宇、戴瑜興,"基於 ZigBee 技術的消防報警定位系統設計”,低壓電 器,2007 年 18 期

本文描述針對現代火災呈現出的立體化、複雜化、多樣化發展趨勢,設 計了基於ZigBee 技術,以無線單片機 CC2431 為核心的消防報警定位系統,

並給出了硬體電路圖、軟體流程以及測試方法。系統採用2.4 GHz 直接序列 擴平,利用接受信號強度來予定位,運用在建築務內火警進行即時監控,追 蹤消防人員位置。

10. 邱敬峰,”以 ZigBee 平臺為基礎應用於長期照護系統之研究”,亞洲大 學資訊工程學系94 年碩士論文

本文開發一個以ZigBee 平臺為基礎,應用於長期照護系統。採用了 MICROCHIP 的 PICDEM-Z 產品。以 802.15.4 的 ZigBee 作偵測訊號的傳輸方 式,一有異常立即提供給醫護人員適時的處理。目的是為了日益高齡化的社 會結構改變,提供護理之家或是家庭照護上更為便利的監控系統。

11. 翁仁芳,”無線網路架構之智慧型消防資訊系統”,元智大學資訊管理研

究所92 年碩士論文

本研究主要目的是要建置一套以無線網路為架構的智慧型消防資訊系 統。當火警探測器偵測到火災發生時,即透過遠端探測器上的OSPF 路由協 議,透過無線網路,將資料傳送到消防資訊系統上,系統此時會利用語音及 逃生指示燈,提供火場人員逃生指引,並在螢幕上顯示火警發生位置圖及顯 示相關消防設備之連動,同時自動透過語音報警。在消防資訊電腦收到火災 訊息同時,會從資料庫中搜尋該火場之位置圖、消防設備設置圖及其相關資 料等,透過傳真傳送到消防隊上,供消防隊搶救火場之重要參考。文中說明 採用無線網路方式,平時除了擴充容易外,還有容易維護的優點,更可供管 理人員即時掌控建築物消之防狀況,在火警時並可自動正確的判斷火場位 置,提供相關人員逃生相關資訊,以達到火警的人員有效逃生目的,降低生 命財產的損失。

12. 郭文雄、蘇有為、莊俊榮,"可靠性網路系統之設計與分析”電腦與通 訊,2008 年第 13 期

該文提出一相容於ZigBee 2006 標準之路由演算機制。提出此機制之目 的是希望能在節點間因移動、節點失效等原因造成拓璞連結改變時,能維持 資料中心較好之資料傳送成功率。同時希望本機制可避免ZigBee 協定下 route discovery 之封包風暴。最後敘述高可靠性之無線通訊網狀網路之實驗 示範範例。此範例包含實驗目的、實驗環境、軟硬體需求、實驗步驟等,其 中,實驗結果之比較基準為資料送達率。

13. 張軍國等,"基於 ZigBee 無線感測器網路的森林火災監測系統的研究”,

北京林業大學學報, 2007 年第 04 期

該文在探討以森林起火因素,來構建了一種基於ZigBee 無線感測網路

第二章 相關文獻回顧

綜覽參考文獻,以往研究多以描述Zigbee 物理層、MAC 層、網路層及 應用層作為開發系統運用說明,鮮有實體全尺寸的呈現及測試,即使有部分 實體設備,亦以是否達到啟動標準(threshold)將信號送出作為性能判斷基準,

未對信號特徵點做更智能化的分析,本計畫將以Zigbee 平台為基礎,依傳統 偵煙式火警探測器訊號輸出,結合在嵌入式系統平台發展的火災成長模式演 算法,將探測器收到資料傳到中控室PC-Base 受信總機,除依相關法規測試 探測器性能,亦將實施無線網路現場全尺寸測試。