系統實做

為驗證本論文所提出之 DBCS 逃生導引演算法以及系統架構於現實環境中 應用之可行性，我們以實做方式實現 DBCS 演算法及緊急避難人群導引系統。

結合了 ZigBee 無線感測網路、RFID 室內人員定位、以及行動手持裝置做為系統 的輸入及輸出裝置。將我們所規劃的系統架構分為 4 大模組分別進行開發及測 試，並將整套系統架設於實際空間進行實際運用上的測試，以下將針對各個模組 實做內容及測試結果進行介紹。

4.1 中央監控模組及系統資料庫

中央監控模組為整套系統控制及資訊傳遞中心，因為必須與資料庫進行頻繁 且密集的資訊交換，在實做時我們將兩者一同設計、規劃。並且為了管理者方對 於環境及系統進行監控，我們以網頁方式設計了一個管理者的使用介面，管理者 可以透過該介面監控所有環境狀態及使用者所在位置，並且當偵測到環境出現異 常狀態時，會以顯眼的外框標示出異常區域，提醒管理者即時做出反應。表 4 - 1 為我們中央監控集資料庫的實做環境，圖 4 - 1 至圖 4 - 3 分別為管理者使用介 面、管理者針對特定區域進行環境監控、以及異常區域的警示。

表 4 - 1、中央監控模組及資料庫實做環境

名稱 描述

作業系統 Ubuntu 12.04 網站框架平台 Python 2.7

Django 1.4 資料庫系統 PostgreSQL 9.1

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圖 4 - 1、管理者介面

圖 4 - 2、管理者監控特定區域狀態

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圖 4 - 3、異常區域警示

4.2 人員定位模組

人員定位模組採用主動式 RFID 設備並以 VSLS[19]方法進行定位環境的佈 署，於環境中佈置有 7 個讀取器(RFID Reader)以及 20 個定位參考點(如圖 4 - 4)，

當使用者身上配戴電子標籤(RFID Tag)進入我們所部署的環境時，系統會感應到 主動式 Tag 所發送的訊號並判斷所在位置，並將定位結果儲存至資料庫中供其他 模組使用。表 4 - 2 及圖 4 - 4 為定位模組的實做環境及我們所部署的定位環境。

表 4 - 2、人員定位模組實做環境

名稱 描述

RFID Reader SY245-1N 網路型 RFID 讀取器 RFID Tag SYTAG245-2C 主動式 RFID 感應電子標籤 控制平台 Xtive Utility_v0260

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圖 4 - 4、人員定位環境部署方式

4.3 環境感知模組

環境感知模組利用 ZigBee 無線感測網路(Wireless Sensor Network)於環境中 的各個區塊部署感測節點並對環境做持續的資料蒐集。將蒐集到的環境資料轉送 至中央控制模組並儲存於資料庫中。

在進行 ZigBee 無線感測網路的環境部署時，原則上以感測範圍涵蓋所有區 域且每一感測器感測範圍不相互重疊為最佳，此部署方式能發覺區域中所有產生 的火苗第一時間進行早期預警；但考慮到有時全區域覆蓋的感測器部署方式可能 造成過高的硬體成本，使整套系統效益與成本不符；次佳部署方式是除了在區域 中心部署少量感測器外，針對環境中易發生火災之地點(例：機房、廚房、變電 箱…等)進行感測器部署，此部署方式雖感測範圍可能不如全區域覆蓋來的全 面，但是卻能降低建置之硬體成本，並且因為將感測器部署於易發生火災的地 點，若是不幸發生火災也能在第一時間感測到環境異常，即時提醒進行人員疏 散。但需要注意的是，在部署感測器時不論使用哪一種部署方式，皆要保持感測 器與待測量區域之間的連通性，兩者必須為直接連通中間不可有障礙物阻隔，如 此感測器才可對待測目標進行直接感測，較能測得準確數值，發生異常時也才能

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在第一時間反應給中央監控模組，即時做出反應。

而本次採用的部署方式則是混和以上所提到的兩種部署方法，先在各個區域 都部署有負責該區域之感測器，並對遮蔽較高之非開放空間(如：浴室)進行加強 部署，以確保系統可感測到所有地區的即時環境狀態。表 4 - 3 為環境感知模組 的實做平台，而圖 4 - 5 則為環境感測器的部署位置。

表 4 - 3、環境感知模組實做環境

名稱 描述

ZigBee Sensor AO-1503 採用 TI CC2530 為核心的 ZigBee 通訊模組 控制平台 Microsoft .NET Framework

圖 4 - 5、環境感測器部屬位置( ：ZigBee Sensor)

4.4 使用者導引模組

使用者導引模組為系統與使用所唯一的連接窗口，使用上並不侷限於使用單 一種硬體設備進行逃生路線及資訊的發送，只要是能夠將系統所運算之結果完整 傳達給使用者皆可做為使用者導引模組的乘載設備。本次系統實做我們採用 Android 應用程式進行實際的運行測試，並且也提出了手持應用程式與數位看板 2 種不同的應用方式，以下將針對 2 種應用方式做分別介紹。

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4.4.1 手持應用程式

Android 應用程式(App)為目前大眾所熟悉且應用廣泛的一種行動式應用程 式，可安裝於一般大眾所持之 Android 智慧型手機、Android 平板電腦等，且下 載、安裝方式簡易，一般民眾皆可透過網路自行下載並安裝於手持裝置上使用。

本系統實做測試中我們將應用程式於 Android 4.0 的環境下進行開發，開發重點 包括與系統即時更新位置及環境資訊、發生急難狀況時可使用推播服務從控制中 心控制手持裝置顯示警示訊息提醒使用者進行避難、結合電子羅盤以於裝置上正 確指向避難逃生方向、人員定位結果與逃生演算法之路徑指引以箭頭形式向使用 者指出避難行進方向、依據使用者所處位置的不同顯示不同顏色之指示箭頭。使 用者導引模組開發環境以及硬體裝置如表 4 - 4 所示。

表 4 - 4、手持應用程式開發環境及硬體裝置

名稱 描述

行動 App 開發 Eclipse 3.7 Android SDK R18 系統版本 Android 4.0 手持裝置 HTC OneX

硬體設備 電子羅盤

4.4.2 數位看板

裝逃生導引系統等問題，我們以數位看板方式將避難方向呈現給環境中的避難 者，以實景圖的方式配合顯眼的箭頭及文字指示，可以在發生意外狀況的第一時 間即時彌補導引設備故障的缺口(如圖 4 - 6)。本系統中我們以 Android 4.0 環境於 APC Rock 硬體平台上開發數位看板應用程式，開發重點除了於疏散時可以即 時、有效的導引避難者往正確方向逃生外，同時也應用了數位看板原本的使用價 值，將一般狀態下的數位看板給予廣告、宣導、等等的訊息傳遞功能，使數位看

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板於不同情況下皆能發揮最大效益，達到最有效的利用。數位看板開發環境以及 硬體裝置如表 4 - 5 所示。

圖 4 - 6、數位看板導引畫面 表 4 - 5、數位看板開發環境及硬體裝置

名稱 描述

數位看板系統開發 Eclipse 3.7 Android SDK R18 系統版本 Android 4.0

硬體設備

液晶顯示器 APC Rock D-Link DWA-125

4.5 實做測試結果

實做測試部分我們分為幾個不同階段，首先是環境中安全無疏散必要時系統 可以正常的提供使用者所在位置、環境資訊以及周圍平面圖(如圖 4 - 7)，另外是 當環境中發生緊急事件需要疏散人群時，由中央控制系統主動發出訊息提醒使用 者逃生，並於手持裝置上顯示警告訊息(如圖 4 - 8)，一旦使用者開啟系統進行避 難，畫面上會顯示所應遵循的避難逃生方向，並依照使用者所在位置切換指示箭 頭於紅、黃、綠三種不同顏色(如圖 4 - 9)。

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圖 4 - 7、正常狀態下不同位置所顯示的使用者周遭資訊

圖 4 - 8、系統主動通知使用者進行避難

圖 4 - 9、依照使用者距離火源及出口位置給予不同指示箭頭顏色

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