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Huang Chen Lee ' Research Introduction 實驗室介紹
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- 2. 使用無線電訊號強度(RSS)於時間上差異， 進行低成本的室內定位 傳統使用手機等裝置，搭配BLE(如iBeacon等)來做室內定位，都是用RSS強度的門 檻(threshold)來判斷是否靠近某個地區。但易受到手機無線電RF sensitivity與其 他訊號反射等狀況影響室內定位精度，或者不停的定位跳動(無法確認到底靠近哪個 地方) 我們使用RSS於時間上的變化，有效避免不同手機天線性能差異導致室內定性能不 穩、不准的問題。 本成果與工研院合作中。 Tzu-Ting Lin, Chun-Ju Lin, Chia-Min Su, Yi-Chun Lin, Huang-Chen Lee, Exploiting Temporal Variation of Received Radio Signal Strength for Indoor Human Tracking, The 15th International Conference on Information Processing in Sensor Networks (IPSN 2016), Poster Session, Vienna, Austria, April 2016. 1 Fig. 1. The concept of the proposed method. Fig. 2. Scenario 1 : Enter/leave a room/hallway
- 3. 利用高密度空氣品質感測器與移動感測 器，進行小區域空氣汙染來源定位 http://air.neatlab.tw 2 自行開發的LoRa通訊模組 + PM2.5感測器 /DHT22 溫濕度感測器 + Arduino 開發平台
- 4. 以Bluetooth Smart (BLE)+IPV6建立Mesh Network 物聯網觀念中的使用者介面裝置，如市售的智慧手機與平板電腦，都已經具備BLE 藍芽通訊介面可與BLE裝置直接建立連線，這個優勢使得BLE變成一個非常具有應 用潛力的通訊技術。 整合6lowpan (IPV6+Bluetooth Smart) 要把BLE真正應用在物聯網架構內，就必須要考慮關鍵技術BLE mesh network；透 過BLE為基礎之無線網狀網路，利用多跳網路將區域內所有裝置串連起來，使之不 受BLE藍芽通訊距離較短之限制。 3 INTERNET 電視 烤箱 智慧型手機 檯燈 冰箱 洗衣機 Gateway 健康監控 穿戴式裝置 廣播Beacon 維護Global routing table 提供節點與internet界接
- 5. 使用BLE進行極低成本室內導航與 小區域廣告推送 以極少數BLE感測點(不用WiFi/BLE RSSI作精 準定位)，即進行手機/平板系統的室內導航系統 。 BLE感測點可直接推送廣告訊息(非iBeacon架構 的link架構)，手機端與BLE均不需連上internet 。 透過此架構可以收集潛在客戶的mobility並精準 推送廣告。 4
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- 7. 6 滾珠螺桿或齒輪箱等等機械元件，在使用時金屬和金屬之間 會有些微摩擦產生件老化，導致精準度降低。 本計畫透過設計無線感測網路來監測磨耗性元件，並實際於 機械工廠進行效能測試。 收集到的資料可行協助進行機械 元件之“故障預測”與”壽命分析“ 資料透過802.15.4或3G上傳 到GAE進行收集分析。 磨耗性機械元件之 無線感測系統的設計與實作
- 8. 於工業環境監測之CoAP架構的IP感 測器網路 本研究想要於現今低廉且成熟的IP網路架構，並且使用CoAP (Constrained ApplicationProtocol)來當作資料交換的格式。本研究實際設計多種感測器 ，包含溫度、震動與燈號等感測器，並實際於工廠環境驗證本架構的可行性 。本架構的優點如下: 1. IP的網路設備(Ethernet、WiFi、Bluetooth等)便宜且容易取得。 2. CoAP實作於網路應用層，實作容易。複雜度低，可於低成本的感測器硬體上(如ARM M0等級 的CPU)來實作。RESTful的通訊方法，簡化感測器管理與資料傳輸方法。 3. 整合、加入新感測器非常容易，只要有辦法連上IP網路就可以交換資料。 7 BLE路由器 Raspberry pi 監測端 PC 感測節點 BGPA CoAP Server IPv6/BLE CoAP Client 工具機 Wi-fi 路由器 IPv6/Ethernet IPv6/Ethernet 感測節點 WGPA IPv6/Wifi CoAP Server 感測節點 WGPA CoAP Server 感測節點 EGPA CoAP Server IPv6/Ethernet 系統架構圖
- 9. 工廠中有需多種類的有線感測器，用來偵測機器/加工件等的狀況， 並起回傳到中央控制器。 電線的數量非常龐大，造成整個區域都佈滿的電線。把電線給無線化 ，使用無線電的方式來傳送感測器訊息，將可以大量減輕這個區域的 電線數量。 本研究尋求將無線通訊如何”避免被干擾“且”保證反應時間“的方法。 8 感測器端1 接收端 中央控制 電腦 感測器端2 接近開關1 接近開關2 … 接近開關11 接近開關12 … Zigbee 詢問接近開關1訊號 回答接近開關1訊號 詢問接近開關2訊號 回答接近開關2訊號 ……… 於工廠內使用之高可靠性與傳送時間限制的無 線遠端I/O模組
- 10. 國科會計畫支持，希望開發一套可以應用於大部分戶外無 線感測網路應用的套件，讓非資訊專業人士也可以用。 本實驗室從電子元件層級，到多跳+低耗電之無訊通訊協 定(非zigbee)開發，都具有完全整握的設計與實作能力。 近期將以open source方式釋出。 通用型戶外實驗使用之無線感測網 路平台 參考論文: Huang-Chen Lee, Towards a General Wireless Sensor Network Platform for Outdoor Environment Monitoring, IEEE SENSORS 2012, Taipei, Taiwan, October 2012
- 11. 10 無線感測器架構之現象 內土石流監測系統 與逢甲大學地理資訊中心合作。 利用無線感測器低成本、低耗電等特 性，開發土石流感測器並安裝於土石 流潛勢溪流，監測土石流發生時的低 頻振動等前兆，以期達到早期預警， 並分析土石流之特性。 本計畫持續進行中。 參考論文: Huang-Chen Lee, Amit Banerjee, Yao-Min Fang, Bing-Jean Lee, Chung-Ta King, Design of a Multi-Functional Wireless Sensor for In- Situ Monitoring of Debris Flows, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 59, issue 11, pp 2958-2967, Nov 2010.
- 12. LTE-A輕局端之D2D通訊技術研究 與資策會合作，透過Wi-Fi Direct來建立多跳網狀網路通 訊系統，可用智慧手機、平板電腦等，建立多跳點(multi- hop)與自動路由(auto-routing)的網路層。 使得區域內的行動裝置都可以自由的散佈訊息、建立群組 ，以進行緊急救災通訊。 11 Client A Client B Client C Client D Time Group 1 Group 2 Group 3 參考論文: * 黃霈哲、吳志強、李皇辰，使用WiFi Direct建立無線網狀網路系統， The 9-th Workshop on Wireless, Ad Hoc and Sensor Networks (WASN 2013), 苗栗, 2013年8月。
- 13. 使用GPS+照度計產生“照明地圖”， 進行故障路燈偵測 把公車、計程車或民間車輛上，安裝GPS與亮度的紀錄器 車輛於晚上行駛時會產生各地區之照明地圖 透過尋找許多照明地圖之間，“相同位置”的亮度改變狀況 ，來判斷是否路燈: 1.原來是好的，突然故障了 2.原來是故障的，但被維修好了 12 12* Huang-Chen Lee, Huang-Bin Huang, A Low-Cost and Non-Invasive System for the Measurement and Detection of Faulty Streetlights, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Oct 2014, Accepted. * DEMO SITE based on Google Apps Engine ---> http://neatximap.appspot.com/
- 14. 近期發展RF無線通訊模組 13 新唐Nuvoton NUC140+Semtech SX1278 /LoRa mesh network module (2016 柯凱翔) 新唐Nuvoton Nordic nRF24L01 + PA + GPS + ADXL345 + SHT22 超 低功率、長距離通訊模組 (詹登傑 2015畢業)
- 15. 近期發展RF無線通訊模組 14 Nordic nRF51422 +ADXL345 + USB (陳冠亨2016) Nordic nRF51422 + ADXL345 (詹 登傑2015畢業)
- 16. 徵求合作計畫中 若有興趣了解細節請再和我們接觸 WarrenHuang-Chen Lee 李皇辰 中正大學 通訊系 副教授 Associate Editor, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement email: huclee@ccu.edu.tw huclee.nthu@gmail.com Web: https://sites.google.com/a/ee.ccu.edu.tw/neatlab/advisor TEL:05-2720411-33515 15