ECO-House---具無線感測網路及微氣候監測控制之智慧型建築(I)

Abstract

「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 ?。