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研究生: 王尹廷
Wang, Yin-Ting
論文名稱: 物聯網在工程自動化診斷之應用研究
A Study on Applying the IoT to Engineering Diagnosis
指導教授: 周明
Jou, Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工業教育學系
Department of Industrial Education
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 64
中文關鍵詞: 工業4.0物聯網無線感測網路行動裝置
英文關鍵詞: Industry 4.0, Internet of Things, Wireless sensor network, Mobile App
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU201900654
論文種類: 學術論文
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  • 本研究目的在於可利用感測器進行預防性診斷,偵測物體有無受到異常外力施壓或是受力不均的情況,並透過Arduino、HX711、ESP8266與網頁語法的結合應用將感測器數據即時上傳雲端,發送警訊給使用者。本研究屬於一種實驗性之研究,分為硬體與軟體兩個部分,硬體實作亦能劃分成Arduino控制模組、Load-Cell搭配HX711的重量感測模組、ESP8266無線網路傳輸模組與行動裝置等四個部分的結合應用;軟體則是先使用MIT App Inventor 2來設計行動裝置App介面與功能,利用JavaScript、HTML等來設計及撰寫網頁,利用PHP與MySQL做為後端平台,架設可以顯示即時數據的動態網頁平台,並運用網頁或行動裝置App等來傳遞相關通知或警訊,達到一個結合物聯網的預防性診斷系統。本研究結果亦發現,若將預防性偵測系統用於長時間偵測所測得之數據會比短時間偵測時更加穩定,系統誤動作現象也相對較低,亦符合本研究之預期目標,即達到長時間預防性偵測之效果。

    The purpose of this study was to use a sensor for preventive diagnosis, to detect whether an object has been subjected to abnormal external pressure or uneven force, and to use the combination of Arduino, HX711, ESP8266 and webpage syntax to apply the sensor data and instantly upload real-time data to the cloud and send a warning to the user. This experiment can be divided into two parts: hardware and software. Hardware implementation can also be divided into four parts which will be used harmoniously with each other : Arduino control module, Load-Cell with HX711 weight sensing module, ESP8266 wireless network transmission module and mobile devices. The software will first use MIT App Inventor 2 to design the mobile device App interface and functions, then will use JavaScript and HTML to design and write webpages and use PHP and MySQL as a back-end platform – setting up dynamic web pages that can display use a real-time data Platform, and use web pages or mobile device apps to deliver relevant notifications or alerts to achieve a preventive diagnostic system that combines the Internet of Things.

    摘要 i Abstract ii 目次 iii 圖次 vii 表次 ix 第一章 導論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 3 1.3 研究方法 3 第二章 文獻探討 5 2.1 工業4.0 5 2.1.1 工業4.0的發展起源 5 2.1.2 工業4.0的發展歷程 5 2.1.3 工業4.0的技術發展與機會 6 2.2 重量感測模組 7 2.2.1 應變規 7 2.2.1.1 應變規原理 7 2.2.1.2 應變規應用實例 9 2.2.2 HX711 10 2.3 動態網頁顯示技術 13 2.3.1 網頁語法 13 2.3.1.1 HTML 13 2.3.1.2 PHP 13 2.3.1.3 CSS 14 2.3.1.4 JavaScript 15 2.3.1.5 jQuery 16 2.3.2 動態網頁顯示 17 2.3.2.1 AJAX 17 2.3.3 資料儲存之種類 19 2.3.3.1 XML 19 2.3.3.2 JSON 19 2.3.3.3 CSV 20 2.3.4 通訊傳輸方式之比較 21 2.3.4.1 Bluetooth 21 2.3.4.2 WiFi 21 2.3.4.3 ZigBee 22 2.3.5 網路資料傳輸方法 22 2.3.5.1 HTTP通訊協定 22 2.3.5.2 URL 23 2.3.5.3 GET與POST之比較 24 2.4 行動裝置App結合物聯網之應用 25 2.4.1 物聯網概述 25 2.4.2 行動裝置App與物聯網之結合應用 26 2.4.2.1 安全監控系統應用 26 2.4.2.2 教學應用 27 2.4.2.3 醫療照護應用 28 第三章 研究方法 29 3.1 研究架構 29 3.2 研究流程 30 3.3 使用器材 31 3.3.1 無線重量感測模組 31 3.3.1.1 Arduino 31 3.3.1.2 ESP8266 UART轉WiFi模組(ESP-01封裝) 33 3.3.1.3 HX711 35 3.3.1.4 Load-Cell 36 3.3.2 網頁顯示技術 37 3.3.3 行動裝置App開發 38 第四章 實驗結果與討論 43 4.1 Arduino傳值實驗 43 4.1.1 設定ESP8266之連線 43 4.1.2 設定ESP8266之模式 44 4.1.3 HX711重量感測器模組測試 45 4.2 網頁顯示畫面 47 4.3 行動裝置顯示畫面 49 4.4 整體實測結果 52 4.5 實驗小結 55 4.5.1 硬體部分 56 4.5.2 軟體部分 57 第五章 結論與未來展望 59 5.1 結論與探討 59 5.2 研究限制 61 5.2.1 硬體部分 61 5.2.2 軟體部分 61 5.3 未來展望 62 參考文獻 63

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