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研究生中文姓名:邱家弘
研究生英文姓名:Chiu,Chia-Hung
中文論文名稱:基於智慧型手機之自主式生命體偵查車雛型的設計與實現
英文論文名稱:Design and Implementation of an Autonomous Life Detection Prototype Patrol Vehicle Using Smartphones
指導教授姓名:曾敬翔
口試委員中文姓名:教授︰洪賢昇
教授︰張順雄
教授︰曾敬翔
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學號:10353022
請選擇論文為:學術型
畢業年度:105
畢業學年度:104
學期:
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:偵查車智慧型手機Socket通訊Arduino Yun超音波感測器自定義手機相機被動紅外線
英文關鍵字:Patrol VehicleSmartphoneSocket CommunicationsArduino YunUltrasound SensorCustomized CameraPassive Infrared
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  當災害發生時,假如人有時間立即做出反應,就可以避免不必要的傷害,相反的沒能即時反應或者被困在一密閉空間來不及逃生,災害過後就必須靠著救援人員去拯救。救援行動大多是人去探查災難地區,這樣救援方式是有風險的,若能用無生命且自主式勘查,可以大幅減少意外再度發生。在本論文中,我們開發了一台無線遙控自主式生命體偵查車。攝影部分選用的是以智慧型手機做為開發,好處是它的普遍性、攜帶性高、通訊性能良好,並且之後得到的影像可以在手機應用程式做進一步處理,經過處理後使主控端可以不在現場,就能從影像觀察周遭情形。另外自走車運用紅外線探測生命體,並以超音波避障使得自走車可以在一特定區域做勘查,得知生命體所在位置以及周遭環境是否安全。本論文主要以機動性偵查生命體為主軸,完成了在一空間內探測是否有生命體存在,並且自走車上偵查端手機能將影像,透過Arduino Yun的Wi-Fi平台傳輸到主控端手機,讓主控端達成監控以及遠端救援的決策。
  When disasters happen, people who can not respond in time are often trapped in a confined space and waiting to be rescued. Most rescue operations rely on workers to probe the disaster sites, which could be hazardous. Using autonomous patrol vehicle to perform such operations can reduce the necessity of risking the worker’s lives. In this thesis, a wireless remote autonomous patrol vehicle for detecting human lives is developed. The patrol vehicle is equipped with a smartphone for taking photos. The benefits of using a smartphone are that it is universal, highly portable, and has good communication capabilities. The rescuers can know the situation of the disaster sites by viewing the photos. The patrol vehicle uses passive infrared to detect life, and uses ultrasound to do obstacle avoidance. The patrol vehicle can search the disaster site to know whether human lives exist and the safety of entering the site. These informations are passed through an Arduino Yun Wi-Fi interface to the rescuers, so that they can monitor the disaster site and make rescue decisions remotely.
摘要....................................................I
Abstract...............................................II
目次..................................................III
圖目次..................................................V
表目次................................................VII
第一章 緒論..............................................1
1.1 前言................................................1
1.2 研究動機與目的.......................................2
1.3 論文研究方法概述......................................2
1.4 章節內容概述.......................................2
第二章 自主式生命體偵查車基本元件介紹......................3
2.1 Arudino Yun模組.....................................3
2.1.1 各組件功能.........................................4
2.1.2 特別的腳位功能以及運作..............................5
2.1.3 Arduino YUN 板上獨特的狀態指示燈....................6
2.1.4 AVR Arduino microcontroller與Linux Microprocessor規格.....................................................7
2.1.5 ATmega32u4與AR9331溝通方式以及收發訊息.............8
2.2 L293D晶片...........................................9
2.3 繼電器.............................................10
2.4 電源供應............................................11
2.5 紅外線.............................................11
2.5.1 紅外線動作感測器規格與功能特點......................12
2.6 超音波.............................................13
2.6.1 超音波檢出方式....................................13
2.7 伺服馬達............................................16
2.8 直流馬達............................................17
2.9 Android與服務器的通信方式............................18
2.9.1 Socket簡介.......................................18
2.9.2 Socket通信分類....................................18
2.9.3 TCP協定..........................................19
2.9.4 UDP協定..........................................20
2.9.5 TCP和UDP差異.....................................20
2.9.6 Socket重要的建構式................................21
2.9.7 Socket在OSI的運行方法.............................21
第三章 自主式生命體偵查車的設計與實現.....................25
3.1 系統架構..........................................25
3.1.1 偵查端...........................................26
3.1.2 主控端...........................................28
3.1.3 Wi-Fi Socket TCP.................................29
3.2 手機APP設計與實現..................................29
3.2.1 建構式..........................................30
3.2.2 寫入與讀出.......................................30
3.2.3 數據傳輸實驗.....................................31
3.3 偵查車............................................31
3.3.1 偵查車設計.......................................31
3.3.2 Arduino Yun 與 L293D晶片........................32
3.4 超音波避障.........................................33
3.5 探測生命體自走車設計................................35
3.5.1 紅外線音源孔觸發架構..............................35
3.5.2 音源孔觸發情形...................................35
3.5.3 音源孔觸發電路實現................................36
3.5.4 音源觸發步驟.....................................36
第四章 自主式生命體偵查車實驗結果........................38
4.1 IP設定與影像傳輸實驗...............................38
4.2 偵查車搭配智慧型手機................................45
4.3 自主式生命體探查偵查車實驗..........................50
4.3.1 模擬簡單災難現場生命體探查實驗.....................50
4.3.2 模擬複雜災難現場生命體探查實驗.....................52
第五章 結論與未來展望...................................56
5.1 結論..............................................56
5.2 未來展望..........................................56
參考文獻................................................57
[1] A. Dunkels, T. Voigt, J. Alonso, H. Ritter, and J. Schiller, “Connecting Wireless Sensornets with TCP/IP Networks”, Proceedings of the 2nd International Conference on Wired/Wireless Internet Communications, February, 2004.
[2] A. Dunkels, T. Voigt, and J. Alonso, “Making TCP/IP viable for wireless sensor networks”, Proceedings of the European Workshop on Wireless Sensor Networks (EWSN'04), Germany, 2004. C. D.
[3] Arduino Yun 模組,https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardYun。
[4] L293D 晶片,http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293.pdf。
[5] 使用繼電器 (Relay) 當成控制大電流的開關,http://ant2sky.blogspot.tw/2014/05/relay.html。
[6] 醫學上應用之紅外線攝溫影像術,http://www.avitone.com.tw/gintabo/IR/Thermograph.htm。
[7] 紅外線攝溫影像術,http://www.avitone.com.tw/gintabo/IR/Thermograph.htm。
[8] Arduino 筆記 – Lab20 用紅外線動作感測器 (PIR Motion Sensor) 控制 LED 的開關,
http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/03/arduino-pir-motion-sensor-led.html
[9] Arduino人體紅外線感測模組, http://shop.cpu.com.tw/product/46922/info/。
[10] 陳建吉、何振維,人體紅外線溫度感測,專題論文,2004。
[11] 劉家維 林昀佑超音波距離感測器,專題論文,2007。
[12] HC-SR04 超音波感測器介紹,http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2012/09/hc-sr04.html。
[13] 葉難: Arduino練習:伺服馬達以Tower Pro SG90為例,http://yehnan.blogspot.tw/2013/09/arduinotower-pro-sg90.html。
[14] 王嘉豪,直流馬達驅動方式之探討,專題論文,2004。
[15] Uyless D . Black, OSI: A Model For Computer Communication Standards. London: Prentice-Hall International, London, pp. 41-42, 1991.
[16] Jon Postel, ”Transmission Control Protocol”, Request for Comments 793, September 1981.
[17] Jon Postel, ”User Datagram Protocol”, Request for Comments 768, Auguest 1980.
[18] TCP與UDP,http://www.pcnet.idv.tw/pcnet/network/network_ip_tcp.htm
[19] 黃嘉輝, Visual C# 2008網路程式設計之道,碁峰,2008。

[20] 林俊廷、施鴻森、許育菁、溫文,Socket,http://pws.niu.edu.tw/~ttlee/os.101.1/day/socket/



電子全文
全文檔開放日期:2016/06/29
 
 
 
 
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