整個系統的佈置方式誠如第三章所描述,下圖(十一)是整個系統佈置 完成時的實際情境圖。
圖(十一)、系統實際示範圖。
初始過後的感測節點將利用主要展延樹拓樸,回報所蒐集的週遭溫度 指數到基地台以供紀錄與觀察,基地台端除了不斷地接收網路所回傳的感 測資料外,還必須進階處理這些回報資訊,運算過後的結果可能是系統自 我調整或是控制指令,這些進階的結果與判斷亦將利用預設的主要展延樹 進行發佈,在下頁圖(十二)中表示出 PHOENIX 系統的控制命令與感測資 料流向示意圖。
圖(十二)、PHOENIX 系統之資料與控制流路示意圖。
在 PHOENIX 系統中,基地台端的組成元件配置可依據功能屬性的不 同,區分成兩個主要元件,分別為後端資料庫(Backend Database)、中控 伺服器(Central Control Server),透過這兩項元件使得基地台得以與系統 管理者(Manager)以及感測器(Sensor)維持聯繫,系統的管理者可透過 伺服器存取後端資料庫內所記錄的資料,亦可下達管理指令執行系統維護
的相關程序;系統於平時能夠依造制訂程序自行運作,部分的管理與判斷 機制被設計於中控伺服器中定期執行,其中包含感測器狀態監控、建築物 溫度回報資料紀錄等功能,系統對於火警事故的緊急處理措施已於上一章 當中探討完畢,在中控的伺服器當中將週期性執行這些常態任務以確保系 統運行合宜,整體元件的配置圖,參考下圖(十三)所示。
圖(十三)、PHOENIX 系統之元件配置圖。
在圖(十三)中,我們得以窺視到基地台端系統的架構,而此系統我們 是以 Java 所撰寫的視窗平台來展現,其中存在幾個獨立的執行緒:火警預 防代理(Fire Prevention Agent,FA)、導引代理(Intelligent Guiding Agent,
IA),系統維護代理(System Management,SM),這幾個執行緒在系統視 窗經開啟時便會自動以背景方式執行。
利用泛洪機制建構主要展延樹拓樸,並依此拓樸結構設計了具有無迴 路的繞徑協定,提供感測節點回傳溫度、本身狀態等資料時所使用的傳送 路徑,這樣的拓樸設計使得繞徑得以於傳送前掌握,進而讓系統本身能夠 滿足網路對於省電議題的要求;然而,系統中不斷由感測節點所回傳的溫
度資料居大部分,往往建築物內普遍而言溫度變化量不大,如此使得系統 對於相同位置將持續接收到同樣的資訊,針對於此,我們更進一步地闡述 本系統中所設計的兩階段回報機制,透過這項設計能夠適當地過濾網路上 大量流竄的感測資料封包,這項措施稱為「二階段式回報機制」,在這項 進階機制當中,我們設計了兩項抉擇感測資料是否回報的臨界指標溫度:
回報臨界溫度與火警臨界溫度,平時感測器依舊維持週期性偵測的常態任 務, 當有 溫度 變化事 件被 觸發時 ,首 先將比 對所 謂的回 報臨 界溫度
(LOWER_THRESHOLD),倘若所偵測之溫度並未超過這個回報臨界常 數時,感測器並不會立即回報,同時也意指著目前該感測器所處位置仍處 於正常的室溫範圍內,這項系統參數可配合氣候、季節做合理的設定,此 外,感測器本身將記錄本身的回報次數,每當未回報次數超過五次時,依 然會啟動回報的程序,這裡主要的考量是透過次數提供系統偵測的敏感參 數(sensibility),此參數將影響網路運作時間,與資料更新速率等系統效 益。
另外,當偵測到的室溫超過回報臨界溫度時,我們以另一項指標參 數,即火警臨界溫度(HIGHER_THRESHOLD),這是針對事前防範措施 而補充設計的,每當溫度參數超過這項臨界指標時,代表週遭環境中出現 了任何有可能引發火災的因子,導致偵測溫度過高,此時則必須立即通報 基地台,由這兩項臨界溫度作為感測器判斷是否回報的機制,可參照下頁 圖(十四)。
圖(十四)、二階段式回報機制流程圖。
在一段執行災情回報程序的過程之後,基地台端將偵測到災情訊息,
配合已知的結構藍圖,進而掌握受災區域,此時,基地台端能依據廣度優 先搜尋的演算法計算出合理的逃生路線,這些路線同時亦將與系統藍圖的 指北方向進行比對,透過夾角幅度判斷出合理的逃生方向,這些導引訊息 將發送至網路中目前所有尚可連通的感測節點,藉此導引受災人員正確的 逃生策略,在本系統中所設計的導引指示是透過感測器上的預設輸出裝置 來顯示正確的逃生方向,由於 Mote 硬體本身目前僅提供三顆發光二極體
(LEDs)與一個發聲器,因此我們所實作出來的火警雛形系統僅能簡單地 顯示表達各種可能的情形,其表達意義如下表(八)。
Composite Expression
Red Led Yellow Led Green Led Beeper
Comment
Normal Situation
Dark Dark Blinking Silent Detect the temperature Dark Blinking Dark Silent Battery is low.
Warning Situation
Dark Dark Shining Beeping Safe region.
Dark Shining Dark Beeping Warning region.
Shining Dark Dark Beeping Dangerous region.
Dangerous Situation
Blinking Dark Dark Beeping Direct to North.
Blinking Dark Shining Beeping Direct to East.
Blinking Shining Dark Beeping Direct to West.
Blinking Shining Shining Beeping Direct to South.
表(八)、感測器之顯示燈號與表示意義。