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ECO-House---具無線感測網路及微氣候監測控制之智慧型建築( II )
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
ECO-House---具無線感測網路及微氣候監測控制之智慧型建築(I)
(2006)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
「ECO-House」顧名思義就是個具有生態意涵的生活空間，自然界有海洋、陽光調節氣候；人體有血管、汗腺維持體內平衡，在日常生活的建築物內，我們也希望開發出具舒適?自我調節與節約能源的系統。本計畫目標是設計出具環境調節功能的智慧型建築「ECO-House」系統。本計畫主要著重在微氣候監測，以舒適?及節約能源為目標。 ?用無線感測網?技術蒐集並整合微氣候的各種資訊，並且進一步驅動室內外的各項裝置，隨著環境條件的改變，配合國人生活習慣以及建築物特性，對室內環境進?即時自動調節，讓辦公、生活空間?為舒適，同時，也避免?必要的用電，達到節約能源之目的。本計畫成員，包含交通大學資訊工程學系，多位在無線網?及資?處?方面學有專 ?的教授，負責整體系統設計開發的工作。並有文化大學建築系與交通大學電子控制學系?位教授及研究員加入，提供智慧型建築規劃設計、自動化設備控制系統相關的議題及開發經驗。有別於傳統無線感測器之應用，本整合型計畫目標在整合微氣候無線感測網?設計、資?整合擷取、智慧型建築規劃、自動化設備之驅動等技術，建?一個具有智慧之ECO-House。本整合型計畫分為三個子計畫。子計畫一主要目的是?用建築物?層佈局以及?考環境控制因子，設計與佈建一套高效能且可靠的無線感測網?，將收集到的微氣候?據送交後端，提供後端硬體設備進?調節的依據。主要研究的課題有三部分：(1)網?形成與初始化；(2)網?通訊議題；以及(3)網?管?與維護。子計畫二主要目的是以建築專業知?，研究建築物環境微氣候的因素，提出環境微氣候監測的條件，以及最佳節能和舒適?控制的方式與目標。主要研究課題有三部分： (1)光環境情境模擬與環境監測控制系統之研究；(2)光熱環境情境模擬與環境監測控制系統之研究；以及(3)能源自給裝置與使用者舒適?及節能效?評估。子計畫三主要目的是?用子計畫一佈建於建築物內外的無線感測網??取??細的環境微氣候變?資?，以及子計畫二提供的建築物環境控制因素，再結合物?模型與現代統計學習方法的優點，建?準確的受控體?學模型，以合?地描述其變化，並設計控制系統在?同的情境下達成預設的控制目標，建構舒適的室內環境，同時減少能源的消耗。主要研究的課題有三部分：(1)建?模型，採用統計模型的方式建構所需的?學模式；(2)設計控制系統；以及(3)實驗證實。縱觀國內對無線感測器網?的研究，多偏重在各別技術的研發，針對整體應用系統的開發，尤其是建築物及微氣候應用上的感測器網?系統的研發設計，仍有欠缺。因此，本整合型計畫結合資訊、建築與控制各?域專家，設計與實作具無線感測器網?、微氣候監測與環境控制的智慧型建築。本計畫深具前?性、創新性、實務應用發展的潛?，相信其成果及經驗可對國內之感測器網?之研究及建築發展應用上，?帶?莫大的助 ?。
Eco-House---具無線感測網路及微氣候監測控制之智慧型建築(III)
(2008)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
ZigBee無線樹狀感測網路之初始化及通訊問題研究
(2009)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
無線感測網路相關的研究議題得到許多研究單位及學者的關注，近年來ZigBee 通訊協定被視為最適用於感測網路的通訊協定，本計畫將研究以ZigBee 樹狀網路為基礎之無線感測網路相關通訊協定，本計畫目標主要包含三個面向：(1) ZigBee 無線感測網路生成之研究，(2) ZigBee 樹狀網路資料傳遞排程，(3) ZigBee 基礎之長鏈狀網路研究。在第一個研究主題中，我們研究ZigBee 感測網路的生成問題，在ZigBee 規範中，一個節點加入到一個網路的條件為：該節點能找到一個父節點能夠給予該節點一ZigBee 網路位址，父節點們可利用ZigBee 所定義之分散式位址分配法來指定位址給子節點們，這一個位址指定方法相當簡單但是卻限制了一個節點最多可容忍之子節點個數以及整體網路的深度，我們觀察到如果使用ZigBee 所定義之網路生成方式，會使得網路位址的使用率偏低，進而造成節點無法連上網路，因此在本計畫中，我們提出適用於ZigBe 之網路生成方法，我們的目標是為能夠使得網路上的節點能夠自動組態並且形成一個可通訊之網路。在第二個研究主題中，我們研究ZigBee 樹狀網路封包排程，在許多無線感測網路的應用中，網路上的節點被要求回報資料給一個資料收集伺服器，早先所提出之資料回報流排程方式皆著重於要節省網路節點電量消耗與降低回報延遲，但是該些方法皆不能適用於ZigBee 網路。在考量ZigBee 的特性下，本計畫將探討該如何排程節點的信標訊框，並將提出信標排程演算法，目標為針對資料流之特性來排定網路節點之運作時間，以達到省電之目的。除了考量回報性的資料流外，我們亦會討論廣播性的資料流之封包排程。在第三個研究主題中，我們探討一特殊網路—長鏈狀網路，在這一網路中節點們被部署為數個長條狀拓樸，這些長條狀拓樸們連接成一個網路，並且覆蓋整個想要涵蓋之範圍，這一網路看似為一個特例型態網路，但是我們觀察到該網路型態是相當常見於許多無線感測網路之應用中。本計畫探討該如何將ZigBee 協定用於此一特殊但卻常見之樹狀拓樸中。我們預計將從網路層協定來切入討論，我們發現原有ZigBee 定義之位址指定方式與路由方式並不適用於此長鏈狀網路，因此我們的目標為提出簡單又有效之適用於長鏈狀網路之位址指派方法以及路由通訊協定。上述三個研究方向除了理論方面的探討外，本計畫實做出所設計之演算法，並且探討理論與實務經驗上之差別，我們期許本計畫能夠理論與實務兼顧，並且為ZigBee 樹狀網路尖端研究。
ZigBee無線樹狀感測網路之初始化及通訊問題研究
(2008)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
無線感測網路相關的研究議題得到許多研究單位及學者的關注，近年來ZigBee 通訊協定被視為最適用於感測網路的通訊協定，本計畫將研究以ZigBee 樹狀網路為基礎之無線感測網路相關通訊協定，本計畫目標主要包含三個面向：(1) ZigBee 無線感測網路生成之研究，(2) ZigBee 樹狀網路資料傳遞排程，(3) ZigBee 基礎之長鏈狀網路研究。在第一個研究主題中，我們研究ZigBee 感測網路的生成問題，在ZigBee 規範中，一個節點加入到一個網路的條件為：該節點能找到一個父節點能夠給予該節點一ZigBee 網路位址，父節點們可利用ZigBee 所定義之分散式位址分配法來指定位址給子節點們，這一個位址指定方法相當簡單但是卻限制了一個節點最多可容忍之子節點個數以及整體網路的深度，我們觀察到如果使用ZigBee 所定義之網路生成方式，會使得網路位址的使用率偏低，進而造成節點無法連上網路，因此在本計畫中，我們提出適用於ZigBe 之網路生成方法，我們的目標是為能夠使得網路上的節點能夠自動組態並且形成一個可通訊之網路。在第二個研究主題中，我們研究ZigBee 樹狀網路封包排程，在許多無線感測網路的應用中，網路上的節點被要求回報資料給一個資料收集伺服器，早先所提出之資料回報流排程方式皆著重於要節省網路節點電量消耗與降低回報延遲，但是該些方法皆不能適用於ZigBee 網路。在考量ZigBee 的特性下，本計畫將探討該如何排程節點的信標訊框，並將提出信標排程演算法，目標為針對資料流之特性來排定網路節點之運作時間，以達到省電之目的。除了考量回報性的資料流外，我們亦會討論廣播性的資料流之封包排程。在第三個研究主題中，我們探討一特殊網路—長鏈狀網路，在這一網路中節點們被部署為數個長條狀拓樸，這些長條狀拓樸們連接成一個網路，並且覆蓋整個想要涵蓋之範圍，這一網路看似為一個特例型態網路，但是我們觀察到該網路型態是相當常見於許多無線感測網路之應用中。本計畫探討該如何將ZigBee 協定用於此一特殊但卻常見之樹狀拓樸中。我們預計將從網路層協定來切入討論，我們發現原有ZigBee 定義之位址指定方式與路由方式並不適用於此長鏈狀網路，因此我們的目標為提出簡單又有效之適用於長鏈狀網路之位址指派方法以及路由通訊協定。上述三個研究方向除了理論方面的探討外，本計畫實做出所設計之演算法，並且探討理論與實務經驗上之差別，我們期許本計畫能夠理論與實務兼顧，並且為ZigBee 樹狀網路尖端研究。
以安全、節能及遊憩為目的之車載網路系統---子計畫三：車載網路之位置感知服務---設計一個結合汽車及自行車行動導覽遊憩之系統(I)
(2009)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本子計畫希望透過車載網路系統、並結合汽車與自行車導覽遊憩，以提供使用者位置感知服務。為了配合總計畫「以安全、節能及遊憩為目的之車載網路系統」以及應用其他子計畫所開發的技術，本子計畫將預期設計一套結合汽車與自行車行動之導覽遊憩系統；本子計畫有兩大研究方向：第一個研究方向是開發針對車載網路系統上之位置感知服務，目標是希望於車載裝置上，除了提供準確定位的服務外，甚而可獲得其他位置相關資訊；我們初期以建立樣本比對之定位系統作為無線通訊網路定位的基礎，之後將結合該樣本比對技術與現有成熟的全球定位系統(GPS)，以開發一套「混合型的全球定位系統」，該系統能夠隨時提供行動使用者正確且穩定的位置資訊，由於定位技術需要樣本位置訊號的訓練，如何有效結合車載網路、並利用汽車提供此訓練將是一大挑戰；之後，我們將基於Web 2.0的精神開發一套地理指紋社群系統，這是一套倚賴分享精神所建構的軟體定位平台，基於這個平台，我們預期將開發多個位置感知服務，例如：Geo-Ads(即時商家廣告)、Geo-Parking(附近停車資訊)、Geo-Search(搜查商家)等生活應用；最後，我們將透過車載網路系統存取這些應用，並結合到汽車與自行車導覽遊憩中。第二個研究方向是針對汽車與自行車導覽遊憩相關之案例研究，目標希望能實現以遊憩、甚而是節能的汽車及自行車的導覽遊憩系統，首先為了配合推廣自行車旅遊，我們會先針對營運面還有交通面進行調查，進而開發一套完善的自行車租借營運系統，再來是結合車載網路之位置感知服務於自行車觀光導覽上，以其使自然生態得到保護、遊憩需求得到滿足。在為期三年的計畫期間中，我們將針對上述兩大研究方向開發相關的核心技術與實作系統；在第一年度中，我們將研發重要的定位核心技術，包括以車載網路系統為基礎的樣本比對技術、混合型的全球定位系統、以及在車載系統上提供定位與慣性導航，此外，我們將深入研究並分析目前國內外對於自行車遊憩與租借系統之案例分析，包括需求/交通/通訊面的調查，以及改變模式應用的研究。有了第一年度的定位核心技術與自行車遊憩與租借系統成功案例之分析，在第二年度中，我們將開發一系列的位置感知服務以及開發自有的自行車遊憩與租借系統，在位置感知服務方面，我們將設計地理指紋社群系統平台、並於其上開發多個生活應用，最後即可透過車載網路系統存取該平台，以便讓使用者順利取得想要的位置感知服務；在開發自有的自行車遊憩與租借系統的方面，我們將結合CHC開發的技術，研發一套低成本、人性化、高營運性的自行車遊憩與租借系統，而其中CHC的技術包含了智慧型雙辨識系統技術、防竊裝置機電控制系統技術、以及參數式安全監控管理系統技術。最後，在第三年度當中，我們將與新竹縣綠世界生態農場合作，把車載位置感知服務以及所開發的自行車遊憩與租借系統應用在汽車、自行車、與步行之導覽遊憩，這年度的工作目標除了基本的網路與相關設備之佈建與園區的導覽內容之建置外，我們預期提供汽車、自行車、與行人之位置感知與導覽遊憩之服務，並提供使用者於車載定位平台上選取綠世界園區的個人化之數位旅遊日誌服務。
以安全、節能及遊憩為目的之車載網路系統---總計畫(I)
(2009)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本整合型計畫之目標，為建立一個智慧型的車載資通訊網路平台，除了考量人、路、車的管理策略，並增進運輸系統的安全、節能與效率，以及行車舒適性的同時，也結合各種交通工具以達到導覽遊憩的應用。此車載資通訊網路平台涵蓋自應用層而下至媒體存取層，其整體分工為「車載資通訊服務及其應用系統」與「車載網路通訊核心技術」兩大方面。子計畫一「車群管理服務：行車節能與共乘系統」提出以車輛群組的概念，設計互動式的交通控管機制，目的為提升道路的使用度，並減少車輛加減速次數使整體交通流暢，進而達到節能與環保的效益，同時也將發展一個共乘系統，具體實踐其車群與節能之相關概念與技術。子計畫二「車載網路之路況資訊服務:設計一個數位交通號誌及安全監測系統」之目的在於建構一個由車載裝置（Onboard Unit, OBU）及道路通訊裝置（Roadside Unit, RSU）所組成的車間通訊系統，提供經由感測單元所偵測及收集的即時地區性的車輛、道路與路況資訊。子計畫三「車載網路之位置感知服務：設計一個結合汽車及自行車行動導覽遊憩之系統」之目的為在車載網路上提供位置感知服務，並提出自行車智慧型租借營運與自行車觀光導覽兩大研究方向，協助臺灣的公部門與自行車產業界完成「自行車島」的願景，同時與世界綠色思潮接軌。子計畫四「車載通訊網路繞徑技術」研究車載網路中單播（unicast）之繞徑議題，目的為提出一個在高度動態、時有不連通及密度分佈不均的車載網路中，利用車輛間多重跳躍(Multi-hop)方式，快速且有效的單播繞徑機制。子計畫五「車載網路之訊息廣播及群播技術」之目的為提供一個有效率且適用於車載網路的群播路由（Multicast Routing）通訊機制，並引入合作式通訊的概念與技術，以提昇網路群播傳輸之可靠度與傳輸效能，同時研究在Selfish車載網路環境下，維持群播效率的方法。子計畫六「車載網路媒體存取技術」之目標為研發車載網路的媒體存取層的效能改進技術，研究重心將環繞於IEEE 802.11p這個正在制定中的標準，以期能夠在極大化相容於802.11p的同時、改進IEEE 802.11p的效能，以及延伸至對其他基礎網路設備的關鍵合作式通訊技術。子計畫七「車載網路之同儕式多媒體串流服務」考量車載系統可同時擁有不同無線網路介面的優勢下，設計高效率之同質及異質網路排程機制、探討多媒體串流服務跟網路底層的搭配性，並將同儕網路多媒體串流技術，應用於車載網路之多媒體串流服務系統。
多天線多通道多模多速率無線網狀網路之設計與實作---子計畫一：M4無線網狀網路之網路規劃及資源分配問題(II)
(2006)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
多天線多通道多模多速率無線網狀網路之設計與實作---子計畫一：M4無線網狀網路之網路規劃及資源分配問題(III)
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
無線定位系統
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
無線感測網路應用於能源節約之個人化適性服務
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
近幾年來，「無線感測器網路」已成為一門重要的研究主題，因為其具備有監控環境的能力，因此成為目前產/研/學界的研發焦點。利用無線感測網路來達成辦公室或家庭的能源節約，並提供個人化的適性服務與家電控制，勢必會成為未來重要的一項發展趨勢，故提出本計畫尋求贊助。根據現有的資料統計，每年一個國家所消耗的電力有1/3以上是使用在建築物的HVAC系統，主要包括有暖氣、通風設備、冷氣機、電燈以及大樓內其他電器設備，且由於人們用電習慣的不良，大半的能源都浪費掉，因此若是能夠有效調節這些電器所使用的能源，則我們將可以避免不必要的電源浪費，並從而節省十分可觀的能源。就國內讀使用環境來看，燈光與空調設備是HVAC系統中耗電量最多的電器，此外，在公共場所諸如學校或辦公大樓等，時常到了晚上下課下班時人去樓空、卻留下許多未關閉的電燈與冷氣等電器，從而造成大量的電力浪費，因此如何有效判定人們未在使用電器、並有智慧地自動關閉電源，將是一個重要的研究議題。在這方面，國外的研究機構諸如UC Berkeley、CITRIS、Intel Lab等，均利用無線感測器網路的環境感知的特性來監控環境，從而應用在節省HVAC系統所消耗的能源。基於上述的動機與需求，我們提出了一套以無線感測網路為架構的智慧型省電系統，這套系統不但能夠根據環境狀況來自動關閉未使用的電器外，還提供個人化適性服務，讓電器可以根據人們的需求來作調整，此外，我們這套系統亦提供人性化的管理介面以方便管理；本計劃提出的「無線感測網路應用於能源節約之個人化適性服務」共分為底下幾項： .. 我們以無線感測器來偵測周圍環境的溫度與燈光，並且使用感測器來偵測是否有人員存在某區域，並將這些資料以無線傳輸的方式回報至後端伺服器，而後端伺服器匯整這些資料後，並做出一項最佳的決策，舉例來說，某房間無人存在，但電器仍開啟著，造成了不必要的電力浪費，則本系統會偵測出此種情況，並使用X10協定來將電器關閉，以達到節約能源的效果。 .. 因為每個人的偏好均不相同，例如溫度、光度，每個人所偏好之值均不一致，只要每個人身上帶有一識別裝置，則系統將提供其個人化服務，讓每個人在節能之餘，還能享有最佳的工作環境。 .. 為了管理和維護的方便，系統提供了一套人性化的操作介面，讓使用者可以透過網際網路和系統做溝通，藉此可以從遠端的來管理與維護系統，例如可以從遠端來設定大樓電器的關閉時間，也可以遠端的來將大樓的電器關閉…等。 .. 本系統會整合各電器的特性，來達成省電的效果，舉例來說，若室內溫度超過28度，則自動的開啟冷氣，若低於28度，則開啟電扇即可，系統藉由感測環境資訊，來讓省電和環境舒適之間取得一個最佳的平衡點。 .. 我們也將整合智慧型省電家電和傢俱，例如，當人員坐在辦公椅上時，椅上之壓力感測器測知人員坐上椅子，伺服器自動開啟桌上.燈。當人員離開時，因壓力感測器測知人員不在座位上，即通知伺服器關閉.燈。這個想法是一個智慧型辦公室，並具有節約能源之功效。本計畫預計完成上述「無線感測網路應用於能源節約之個人化適性服務」的建置；這套系統的成果將可以提供各級學校及公家機關使用，以達成節約電源之目的，除此之外，系統的資料庫統計數據亦可以提供給各級學校及公家機關規劃電量使用情形。長遠而言，更可以教育使用者正確的電器使用習慣。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---子計畫一：無線感測網路之佈建及行動感測車派遣問題
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本子計畫主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫「適用於農業之無線行動感測網路技術之研究」以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣，在這兩大主軸下，我們制定了三大研究方向。第一個研究方向是針對固定式感測器的佈建研究，目標是要能達到所佈建的網路可以涵蓋整個農場/田野，此外這個網路是連通的；針對這個目標，我們將考慮兩種策略，第一種是採用密集但任意的灑置方式佈建網路，然後再提出一套有效率的演算法可以決定只由部份感測器醒來執行感測與通訊的工作，如此一來，網路的生命週期將可被延長；另外一種策略則是提出一套決定擺放感測器位置的方法，使得所使用的感測器數量能夠最少，這種策略不但可以降低網路佈建成本，由於知道感測器的位置，將來在替換電池上也較為方便。第二個研究方向則是開發移動式的感測器，至於如何付予感測器移動的能力是一大挑戰，除了重新設計感測器的硬體外，另一種可行且經濟的方案就是選用具有移動能力的載具，將固定式的感測器放置在上頭，並且透過小型的嵌入式電腦來控制整個系統的運作；我們預計選用Lego Mindstorm 作為感測器的移動載具，並且利用Crossbow 與 Intel 所開發的Stargate 作為系統的運算處理中心；藉由此移動載具的觀念，我們不但能免去重新設計硬體的問題，同時也能減少硬體開發的成本。至於第三個研究方向則是針對移動式感測器的派遣問題，為了有效管理電源以延長系統的使用時間，因此我們不能任意地派遣感測器去指定地點，相反地，我們應該根據指定位置(或事發地點)以及感測器的位置來判斷由誰前去執行任務，因此這就衍生出感測器的派遣問題；根據感測器的能力與性質，我們會將這個問題再分成同質性感測器的派遣問題以及異質性感測器的派遣問題，我們將會針對這兩個問題分別提出有效率的電量管理之派遣演算法。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---子計畫一：無線感測網路之佈建及行動感測車派遣問題
(2008)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本子計畫主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫「適用於農業之無線行動感測網路技術之研究」以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣，在這兩大主軸下，我們制定了三大研究方向。第一個研究方向是針對固定式感測器的佈建研究，目標是要能達到所佈建的網路可以涵蓋整個農場/田野，此外這個網路是連通的；針對這個目標，我們將考慮兩種策略，第一種是採用密集但任意的灑置方式佈建網路，然後再提出一套有效率的演算法可以決定只由部份感測器醒來執行感測與通訊的工作，如此一來，網路的生命週期將可被延長；另外一種策略則是提出一套決定擺放感測器位置的方法，使得所使用的感測器數量能夠最少，這種策略不但可以降低網路佈建成本，由於知道感測器的位置，將來在替換電池上也較為方便。第二個研究方向則是開發移動式的感測器，至於如何付予感測器移動的能力是一大挑戰，除了重新設計感測器的硬體外，另一種可行且經濟的方案就是選用具有移動能力的載具，將固定式的感測器放置在上頭，並且透過小型的嵌入式電腦來控制整個系統的運作；我們預計選用Lego Mindstorm 作為感測器的移動載具，並且利用Crossbow 與 Intel 所開發的Stargate 作為系統的運算處理中心；藉由此移動載具的觀念，我們不但能免去重新設計硬體的問題，同時也能減少硬體開發的成本。至於第三個研究方向則是針對移動式感測器的派遣問題，為了有效管理電源以延長系統的使用時間，因此我們不能任意地派遣感測器去指定地點，相反地，我們應該根據指定位置(或事發地點)以及感測器的位置來判斷由誰前去執行任務，因此這就衍生出感測器的派遣問題；根據感測器的能力與性質，我們會將這個問題再分成同質性感測器的派遣問題以及異質性感測器的派遣問題，我們將會針對這兩個問題分別提出有效率的電量管理之派遣演算法。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---子計畫一：無線感測網路之佈建及行動感測車派遣問題
(2006)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本子計畫主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫「適用於農業之無線行動感測網路技術之研究」以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣，在這兩大主軸下，我們制定了三大研究方向。第一個研究方向是針對固定式感測器的佈建研究，目標是要能達到所佈建的網路可以涵蓋整個農場/田野，此外這個網路是連通的；針對這個目標，我們將考慮兩種策略，第一種是採用密集但任意的灑置方式佈建網路，然後再提出一套有效率的演算法可以決定只由部份感測器醒來執行感測與通訊的工作，如此一來，網路的生命週期將可被延長；另外一種策略則是提出一套決定擺放感測器位置的方法，使得所使用的感測器數量能夠最少，這種策略不但可以降低網路佈建成本，由於知道感測器的位置，將來在替換電池上也較為方便。第二個研究方向則是開發移動式的感測器，至於如何付予感測器移動的能力是一大挑戰，除了重新設計感測器的硬體外，另一種可行且經濟的方案就是選用具有移動能力的載具，將固定式的感測器放置在上頭，並且透過小型的嵌入式電腦來控制整個系統的運作；我們預計選用Lego Mindstorm 作為感測器的移動載具，並且利用Crossbow 與 Intel 所開發的Stargate 作為系統的運算處理中心；藉由此移動載具的觀念，我們不但能免去重新設計硬體的問題，同時也能減少硬體開發的成本。至於第三個研究方向則是針對移動式感測器的派遣問題，為了有效管理電源以延長系統的使用時間，因此我們不能任意地派遣感測器去指定地點，相反地，我們應該根據指定位置(或事發地點)以及感測器的位置來判斷由誰前去執行任務，因此這就衍生出感測器的派遣問題；根據感測器的能力與性質，我們會將這個問題再分成同質性感測器的派遣問題以及異質性感測器的派遣問題，我們將會針對這兩個問題分別提出有效率的電量管理之派遣演算法。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---總計畫
(2008)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本計畫目標在計設無線感測器網路運用於農業上的一雛型系統，針對特定之農業應用，研究其需求和特性，開發感測器及感測器之網路技術與相關理論，整合開發成一完整應用系統，並針對其中具研究價值與開發潛力之特定項目，進行深入之探討與研究，相信本計畫將兼具理論研究與實務應用價值。本計畫成員，包含交通大學資訊工程學系，多位在無線通訊及資料處理方面學有專精的教授，負責整體系統設計開發的工作，並有農委會農試所農工組及中興大學生物產業機電工程學系的教授及研究員加入，提供農業上的特殊需求的建議及開發經驗。有別於傳統無線網路感測器之應用，本整合計畫可分為三個子計畫，目標在整合無線感測網路、行動感測器、資料處理、資料探勘及掃瞄統計等技術，建立一適用於農業之無線行動感測網路系統。子計畫一主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫"適用於農業之無線行動感測網路技術之研究"以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣。子計畫二主要研究目標為研發並建立一適合於田野及農業環境下，無線感測網路資料處理機制，研發有效率且節省感測器電源耗損資料處理與查詢機制。主要的研究課題有三部份：一是如何建構保證資料精確度之機制，以提高所收集資料之正確性；二是建立省電的資料處理機制，並降低感測器的資源耗損；三為研發階層式資料收集與探勘架構，以有效探勘感測資料模式。子計畫三主要的目的在於提供一個可適合在戶外大量運作的的無線感測網路。在許多潛在的應用中，感測元件是由不可充電及更換的電池驅動，因此能源的有效用是影響元件及系統使用壽命的重要因子，因此本子計畫的中心思考即是如何在最小的傳輸半徑或感測半徑下以提供可靠的服務，我們主要的研究課題有三：(1)根據我們在掃瞄統計上的研究成果，以期對大型無線感測網路有深刻的瞭解；(2)在無線感測網路中提供適足的網路拓樸特性，如：網路連通性及感測覆蓋率；(3)在無線隨意網路中提供簡單可靠的路徑找尋協定。縱觀國內對無線感測器網路的研究，多偏重在各別技術的研發，針對整體應用系統的開發，尤其是針對農業應用上的感測器網路系統的研發設計，仍有欠缺。因此，特提出本整合型計畫尋求補助，本計畫深具前?性、創新性、實務應用發展的潛力，相信其成果及經驗可對國內之感測器網路之研究及農業發展應用上，都帶來莫大的助益。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---總計畫
(2007)
曾煜棋
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TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本計畫目標在計設無線感測器網路運用於農業上的一雛型系統，針對特定之農業應用，研究其需求和特性，開發感測器及感測器之網路技術與相關理論，整合開發成一完整應用系統，並針對其中具研究價值與開發潛力之特定項目，進行深入之探討與研究，相信本計畫將兼具理論研究與實務應用價值。本計畫成員，包含交通大學資訊工程學系，多位在無線通訊及資料處理方面學有專精的教授，負責整體系統設計開發的工作，並有農委會農試所農工組及中興大學生物產業機電工程學系的教授及研究員加入，提供農業上的特殊需求的建議及開發經驗。有別於傳統無線網路感測器之應用，本整合計畫可分為三個子計畫，目標在整合無線感測網路、行動感測器、資料處理、資料探勘及掃瞄統計等技術，建立一適用於農業之無線行動感測網路系統。子計畫一主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫「適用於農業之無線行動感測網路技術之研究」以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣。子計畫二主要研究目標為研發並建立一適合於田野及農業環境下，無線感測網路資料處理機制，研發有效率且節省感測器電源耗損資料處理與查詢機制。主要的研究課題有三部份：一是如何建構保證資料精確度之機制，以提高所收集資料之正確性；二是建立省電的資料處理機制，並降低感測器的資源耗損；三為研發階層式資料收集與探勘架構，以有效探勘感測資料模式。子計畫三主要的目的在於提供一個可適合在戶外大量運作的的無線感測網路。在許多潛在的應用中，感測元件是由不可充電及更換的電池驅動，因此能源的有效用是影響元件及系統使用壽命的重要因子，因此本子計畫的中心思考即是如何在最小的傳輸半徑或感測半徑下以提供可靠的服務，我們主要的研究課題有三：(1)根據我們在掃瞄統計上的研究成果，以期對大型無線感測網路有深刻的瞭解；(2)在無線感測網路中提供適足的網路拓樸特性，如：網路連通性及感測覆蓋率；(3)在無線隨意網路中提供簡單可靠的路徑找尋協定。縱觀國內對無線感測器網路的研究，多偏重在各別技術的研發，針對整體應用系統的開發，尤其是針對農業應用上的感測器網路系統的研發設計，仍有欠缺。因此，特提出本整合型計畫尋求補助，本計畫深具前?性、創新性、實務應用發展的潛力，相信其成果及經驗可對國內之感測器網路之研究及農業發展應用上，都帶來莫大的助益。
適用於農業之無線行動感測網路技術之研究---總計畫
(2006)
曾煜棋
;
TSENG YU-CHEE
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國立交通大學資訊工程學系(所)
本計畫目標在計設無線感測器網路運用於農業上的一雛型系統，針對特定之農業應用，研究其需求和特性，開發感測器及感測器之網路技術與相關理論，整合開發成一完整應用系統，並針對其中具研究價值與開發潛力之特定項目，進行深入之探討與研究，相信本計畫將兼具理論研究與實務應用價值。本計畫成員，包含交通大學資訊工程學系，多位在無線通訊及資料處理方面學有專精的教授，負責整體系統設計開發的工作，並有農委會農試所農工組及中興大學生物產業機電工程學系的教授及研究員加入，提供農業上的特殊需求的建議及開發經驗。有別於傳統無線網路感測器之應用，本整合計畫可分為三個子計畫，目標在整合無線感測網路、行動感測器、資料處理、資料探勘及掃瞄統計等技術，建立一適用於農業之無線行動感測網路系統。子計畫一主要的目的是在室內農場以及戶外田野佈建感測器網路，使得感測器能有效涵蓋整個農場/田野，以便協助其他子計畫完整收集環境資訊，以便將來可以協助農業的生產。為了配合總計畫「適用於農業之無線行動感測網路技術之研究」以及協調其他的子計畫，子計畫一制定了兩大工作重點：(1)無線感測網路的佈建，以及(2)行動感測車的派遣。子計畫二主要研究目標為研發並建立一適合於田野及農業環境下，無線感測網路資料處理機制，研發有效率且節省感測器電源耗損資料處理與查詢機制。主要的研究課題有三部份：一是如何建構保證資料精確度之機制，以提高所收集資料之正確性；二是建立省電的資料處理機制，並降低感測器的資源耗損；三為研發階層式資料收集與探勘架構，以有效探勘感測資料模式。子計畫三主要的目的在於提供一個可適合在戶外大量運作的的無線感測網路。在許多潛在的應用中，感測元件是由不可充電及更換的電池驅動，因此能源的有效用是影響元件及系統使用壽命的重要因子，因此本子計畫的中心思考即是如何在最小的傳輸半徑或感測半徑下以提供可靠的服務，我們主要的研究課題有三：(1)根據我們在掃瞄統計上的研究成果，以期對大型無線感測網路有深刻的瞭解；(2)在無線感測網路中提供適足的網路拓樸特性，如：網路連通性及感測覆蓋率；(3)在無線隨意網路中提供簡單可靠的路徑找尋協定。縱觀國內對無線感測器網路的研究，多偏重在各別技術的研發，針對整體應用系統的開發，尤其是針對農業應用上的感測器網路系統的研發設計，仍有欠缺。因此，特提出本整合型計畫尋求補助，本計畫深具前?性、創新性、實務應用發展的潛力，相信其成果及經驗可對國內之感測器網路之研究及農業發展應用上，都帶來莫大的助益。