無線感測器網路應用於微型尺度之空氣品質監測系統開發

Abstract

近年來，由於人口快速增加而且都市化的影響，造成人口分布集中在部分區 域，眾多的交通工具使用以及工業生產設備將直接影響到環境中空氣的品質。因此，空氣品質監測變得相當重要。現有的空氣品質預報模式均採用主觀模式以及統計迴歸模式居多；由於決定性空氣品質預測模式需要較多相關參數才可進行預測。本論文將提出一可自動資料收集之微型尺度之空氣品質監測系統，提供決定性空氣品質預測模式所需要之大量的微型尺度氣象資料以及空氣污染物資料。 此微型尺度之空氣品質監測系統以無線感測器網路為主，整合全球行動通訊系統以及網際網路技術，可有效即時獲取氣象資料以及空氣污染物資料。無線感測器網路具備了不需實體佈線、節點體積小、可彈性增加感測範圍以及佈建快速等優點。本監測系統由前端自動化監測系統以及後端資料庫平台兩大部分所組成。前端自動化監測系統由閘道器以及無線感測器節點所組成，透過閘道器對無線感測器節點進行控制以及資料收集等動作，並透過全球行動通訊系統將資料回傳至後端資料庫平台。後端資料庫平台由LabVIEW以及資料庫所組成，透過LabVIEW可即時的將資料儲存以及整合至資料庫；資料庫藉由網路透過監看網頁，提供使用者查詢歷史以及最新的資料概況。 本論文於臺北市羅斯福路及基隆路的圓環以及基隆路人行道兩側進行系統架設及監測。此地點污染物來源大多為汽機車，其排放的污染物以一氧化碳以及二氧化氮為主。因此本研究將針對此兩種污染物進行監測。為了驗證系統之可用性，本研究進行相關實驗，包括了感測器節點性能測試、空氣感測器可用性之評估以及系統實際回傳感測值展示。實驗結果顯示系統所感測的參數與空氣污染物濃度有著相對的關係，預期累積大量監測資料以及環境參數後可提供空氣預報相關專業人員進行更精準的預測。