博碩士論文 995302029 詳細資訊




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姓名 鄭志仁(Chih-Jen Cheng)  查詢紙本館藏   畢業系所 資訊工程學系在職專班
論文名稱 基於Modbus的無線智慧照明網路
(The Wireless Smart Lighting Network Base on Modbus)
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摘要(中) 基於Modbus在工業控制上的高度穩定性、可靠性與普遍性的優點,本論文將Modbus應用層協定移植到2.4G RF無線通訊及TCP/IP通訊,進而提出了一個三層架構的無線智慧照明網路雛型系統,此一系統底層是一個Modbus主從架構的無線感測照明網路通訊協定,可以執行溫濕度、亮度等環境感測與照明控制;上層是連結於雲端的行動裝置如智慧型手機或終端電腦,負責遠端照明控制與監測;中間層是一個GVM閘道器,提供遠端行動裝置與無線感測照明網路的智慧型中介軟體,使用者能夠隨時隨地透過網路對終端照明節點進行即時監控或更新其功能。最後我們以居家環境監測和LED照明控制為例來驗證此一無線智慧照明網路的功能性,同時也展示了遠端快速開發和監控的物聯網應用情境。
摘要(英) Due to the high reliability and standardization of Modbus protocol in industrial automation, this paper implant the Modbus protocol onto the 2.4G RF wireless communication and TCP/IP communication, and propose a three-tier wireless smart lighting network system. The bottom layer of this system is the wireless sensor/lighting network (WSLN) which can monitor the ambient’s temperature, humidity, and brightness and control the lighting. The mobile devices such as the smart phone or the tablet PC are situated at the upper layer, which are connected via TCP/IP for remote lighting control and monitoring. In the middle layer, we implement a Grafcet virtual machine (GVM) as the kernel of gateway, which provide an ubiquitous computing framework. The user can easily develop and update the event-driven smart lighting function from remote mobile devices. Finally, the experiments demonstrate the ambient monitoring and LED lamp lighting control by using the proposed smart lighting network, the results reveal that our system is applicable for rapid development of IoT(Internet of Things) based smart lighting in the digital home or industrial automation.
關鍵字(中) ★ 物聯網
★ 智慧照明
★ 無線感測網路
關鍵字(英) ★ smart lighting
★ WSN
★ Modbus
★ IOT
論文目次 摘 要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章、緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目標 3
1.3 論文架構 4
第二章、智慧照明 6
2.1 LED照明 6
2.2 無線感測網路 7
2.3 遠端監控 11
第三章、無線Modbus網路 17
3.1 2.4G RF無線通訊 17
3.1.1 展頻技術 18
3.1.2 調變方式 20
3.1.3 RF模組 21
3.2 Modbus on RS232/RS485 23
3.2.1 Modbus介紹 23
3.2.2 Modbus protocol command 與CRC 24
3.2.3 Modbus function code 26
3.3 Modbus on TCP/IP 39
3.3.1 TCP/IP 39
3.3.2 Modbus protocol on TCP/IP 40
第四章、Modbus智慧照明網路設計 41
4.1 GRAFCET簡介 41
4.2 無線Modbus通訊協定設計 44
4.3 Modbus智慧照明節點設計 46
4.3.1 照明節點控制感測/制動器驅動 47
4.3.2 照明節點的控制 49
4.4 Modbus智慧照明閘道器設計 50
4.5 智慧照明遠端使用者介面 53
第五章、智慧照明系統整合實驗 55
5.1 開發環境 55
5.2 系統設計與實作 57
5.2.1 智慧照明節點 57
5.2.2 智慧照明閘道器 59
5.2.3 雲端應用程式 59
5.3 系統整合驗證 60
第六章、結論與未來展望 64
6.1 結論 64
6.2 未來展望 65
參考文獻 66
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[8] http://blog.yam.com/antake/article/17825850
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[13] http://tools.ietf.org/html/rfc1180
[14]Sensirion, http://www.sensirion.com.cn/product/downimg/C-Datasheet_SHT1xV5.pdf
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[24] Faheem Ijaz et al, “Remote management and control system for LED based Plant Factory using ZigBee and Internet”, Advanced Communication Technology (ICACT), 2012 14th International Conference on, pp. 942-946, 2012.
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[26] 謝欣蓓, 2011, “整合GRAFCET虛擬機器的智慧型控制器開發平台”, 國立中央大學資訊工程所碩士論文
[27] 中央大學MIAT實驗室, SIOC硬體手冊 p3
[28] 中央大學MIAT實驗室, MIAT-STM32 user manual_V1.00 p3
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[30] Ching-Han Chen, Chia-Ming Kuo, Chen-Yuan Chen and Jia-Hong Dai, “The design and synthesis using hierarchical robotic discrete-event modeling”, Journal of Vibration and Control, 2012.
指導教授 陳慶瀚(Ching-Han Chen) 審核日期 2012-7-27
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