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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 廖國基 | |
| dc.contributor.author | Min-Sheng Liao | en |
| dc.contributor.author | 廖敏勝 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-15T03:51:04Z | - |
| dc.date.available | 2015-08-19 | |
| dc.date.copyright | 2011-08-19 | |
| dc.date.issued | 2011 | |
| dc.date.submitted | 2011-08-17 | |
| dc.identifier.citation | 艾訊股份有限公司。2010。應用電腦平台及網路通訊設備。臺北:艾訊股份有限公司。網址: http://tw.axiomtek.com.tw/Download/Spec/ebox530-820-fl.pdf。上網日期:2010-02-24。
行政院農委會農業試驗所。2011。第 060103 號蔬果重要害蟲防疫旬報。臺中:行政院農委會農業試驗所。網址:http://www.tari.gov.tw/taric/uploads/bulletin_20060103.pdf。上網日期: 2011-05-31。 林冠璋。2007。使用無線感測器網路之自動化害蟲生態監測系統研製。碩士論文。 臺北:臺北科技大學機電整合研究所。 唐政。2004。802.11無線網路通訊協定與應用。文魁資訊股份有限公司。 陳明昭。2006。高雄區農情月刊第100期。屏東:高雄區改良場。網址:http://www.kdais.gov.tw/market/market100/market100.htm。上網日期:2010-10-04。 無線感測網路中心。2008。無線感測器網路技術前瞻研究計畫成果展示。臺北:無線感測網路中心。網址:http://www.wsnc.ntu.edu.tw/index.php。上網日期:2010-10-04。 葉怡成。2003。類神經網路模式應用與實作。儒林圖書有限公司。 鄭明發。1997。東方果實蠅防治策略。出自〝台灣柑橘產業發展研討會專刊〞,197-205。 聚恆科技股份有限公司。2009。太陽能光電模組矽晶板。臺南:聚恆科技股份有限公司。網址:http://www.hengs.com/pdf/mm20.pdf。上網日期:2010-09-28。 羅華強。2001。類神經網路-MATLAB 的應用。清蔚科技出版社。 識方科技股份有限公司。2008。無線感測器網路模組。臺北:識方科技股份有限公司。網址:http://www.bandwavetech.com/download/tmote-sky-datasheet.pdf。上網日期:2010-10-03。 Akyildiz, I. F. and E. P. Stuntebeck. 2006. Wireless underground sensor networks: research challenges. Ad Hoc Networks. 4(6): 669-686. Barhak, J. and A. Fischer. 2001. 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| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44554 | - |
| dc.description.abstract | 近年來,無線感測器網路技術發展迅速,已被廣泛地應用在各種商業與工業的應用中,儼然成為無線感知技術的重要基礎技術之一。搭配適當的後端監控技術,可使無線感測器網路被用來檢測特殊事件,例如:異常的高(低)溫、濕度,後端監控系統可針對特定情況作相關的後續環控補償或緊急通報作業。但是,此類特殊事件的產生也有可能是因為感測器校正錯誤或感測器故障所造成。有鑑於此,為避免系統誤報或誤判的情況發生,吾人須建立一套自主式的檢測機制,以預防類似的錯誤發生。本論文以東方果實蠅(Bactrocera dorsalis)生態監測網為例,設計一套即時監測系統,在害蟲族群數量激增時,會即時地將警報訊息傳出;另外,當感測器讀數發生錯誤時,亦可正確地將事件歸類為故障事件,並通知系統管理員進行維修。
東方果實蠅為臺灣地區水果作物最主要的害蟲之一,過去傳統的害蟲族群量調查方式是以人力為主。但受制於人力成本有限,且以人工調查的方式,無法同時取得大量的環境參數資料,以至於無法即時反映當下蟲害發生時的環境因素,而造成無法作適當的蟲害控制與管理。為了取代過去藉由人工調查的記錄方式,本研究結合GSM與無線感測器網路之技術,發展一套測量耕地環境參數且自動化的即時監測系統。自主式檢測機制則是採用自組織映射圖網路來作為判斷各項讀數是否有特殊事件的發生。本研究將實現三種主要檢測事件類型:感測器是否正常運作中、感測器是否監測到東方果實蠅出沒的現象,以及感測器是否發生故障。 本研究已於民國九十九年七月二日與九月八日,分別設置兩套植基於無線感測器網路技術之東方果實蠅生態監測系統於宜蘭縣大湖地區的果園之中。此系統可監測該果園受到東方果實蠅危害的程度,並利用自組織映射圖網路建立四種季節的分類模型,並將感測讀數分類到本研究所設定的三種主要檢測事件類型。實驗結果顯示四種季節的分類模型,對檢測事件類型的判定效果極佳,顯能有助於系統鑑別監測資料是否異常或發生故障,已達農業自動化之效。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Recently, wireless sensor networks (WSNs) technologies have been rapidly developed. WSNs have been widely utilized in a variety of commercial and industrial applications. If a back-end monitoring technology accompany with WSNs, it can be used to detect the specific events of WSNs. For example, with unusually high or low temperature and humidity, the back-end monitoring system can aim at the specific events and prepare for the follow-up operations of environmental control and emergency notification. However, the causation of the specific events may also be resulted from sensor calibration error or sensor failure. In order to avoid the false positives of the monitoring system, it must establish a mechanism of autonomous detection to prevent similar situations. This work instanced an oriental fruit fly (Bactrocera dorsalis) ecological monitoring network, and it designed a real-time monitoring system. This system can send warning messages to the correspondents when the pest surged. In addition, when a sensor reading error occurs, this system can accurately classified as a fault event, and notify the correspondents to conduct system maintenance.
The oriental fruit fly is the major pest that attacks fruit in Taiwan. In the past, the monitor techniques mostly depended on manual measurement. Due to limited budgets on manpower, manual measurements cannot acquire much environmental data at the same time, thereby losing the immediateness of subsequent data analysis, so it is almost impossible to execute appropriate pest control in the right time at the right place. In order to replace previous manual measurements, this work combined GSM technologies with WSN technologies to develop an automated real-time monitoring system which can measure environmental parameters for cultivated land. The mechanism of autonomous detection used self-organizing map to detect the parameters of specific events. This work achieves three primary goals: 1) the sensors operate normally; 2) the sensors detect the infestation of the oriental fruit; and 3) the system detects unusual sensor readings. Two monitoring systems of the oriental fruit fly have been actually deployed in two orange orchards at Yuanshan, Yilan, on July 2 and Sept. 8, 2010, respectively. The systems can monitor the oriental fruit fly in the orchards and use self-organizing map to establish classification models for four seasons. The models will classify the readings based on three primary goals set by this work. The experimental results presented that the efficiency of classification models is excellent, and it can help the monitoring system identify whether an error in the monitoring data occurs to achieve agricultural automation. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T03:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-100-R98631046-1.pdf: 3555118 bytes, checksum: eb53cc937ebcf7ee9eaff0a9a7162158 (MD5) Previous issue date: 2011 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄
誌謝 i 中文摘要 ii 英文摘要 iii 目錄 v 圖目錄 vii 表目錄 ix 第一章 前言 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機及目的 3 1.3 論文架構 3 第二章 文獻探討 5 2.1 無線感測器網路架構 8 2.1.1 無線通訊協定與技術 10 2.1.2 ZigBee協定 11 2.1.3 無線感測器節點 11 2.1.4 無線感測器網路相關應用 13 2.2 類神經網路理論 15 2.2.1 類神經網路介紹 15 2.2.2 類神經網路架構 18 2.3 自組織映射圖(Self-Organizing Maps, SOM)網路 21 2.3.1 SOM 網路架構 21 2.3.2 SOM 網路重要概念 23 2.3.3 SOM 網路演算法 23 2.4 其他聚類方法 26 第三章 無線感測器網路農業蟲害監測系統 28 3.1無線感測器網路農業蟲害監測系統架構 28 3.1.1無線感測器節點 29 3.1.2東方果實蠅自動誘捕裝置 29 3.1.3田間閘道器 31 3.1.4 電源供應裝置 37 3.1.5 後端控制平台 39 3.2 自組織映射圖網路應用於東方果實蠅棲群分析實驗方法 40 第四章 實測結果與討論 42 4.1無線感測器網路東方果實蠅生態監測系統佈建概況 42 4.2東方果實蠅自動誘捕裝置資料妥善率 45 4.3 SOM網路輸出結果 47 4.4 SOM網路模型 50 4.4.1春季模型 50 4.4.2夏季模型 60 4.4.3秋季模型 64 4.4.4冬季模型 67 4.4.5 WSN_26監測網路各季節PP條件統計 70 4.5東方果實蠅監測網自動檢測與早期警報系統 76 第五章 結論與未來工作 77 參考文獻 79 圖目錄 圖2-1東方果實蠅實際照片 6 圖2-2東方果實蠅套袋防治法 7 圖2-3東方果實蠅黃色黏紙誘捕法 8 圖2-4 無線感測器網路架構圖 9 圖2-5感測器節點之多跳轉傳示意圖 10 圖2-6 國外廠商所製之無線感測節點實體圖 12 圖2-7 國內學術研究團隊所製之無線感測節點實體圖 12 圖2-8 無線感測節點架構示意圖 13 圖2-9 生物神經元模型示意圖 15 圖2-10 類神經元架構圖 16 圖2-11 前饋式網路示意圖 20 圖2-12 回饋式網路示意圖 21 圖2-13 SOM網路架構示意圖 22 圖2-14高斯函數 25 圖2-15六角形之鄰近區域 25 圖3-1無線感測器網路東方果實蠅生態監測系統架構圖 28 圖3-2 Octopus II實體圖 29 圖3-3東方果實蠅自動誘捕裝置實際照片 31 圖3-4田間閘道器實地佈建與內部擺設照片 32 圖3-5田間閘道器程式執行畫面 33 圖3-6田間閘道器程式運作流程圖 36 圖3-7電源供應模組實際照片 38 圖3-8後端控制平台操作介面 39 圖4-1 WSN_26東方果實蠅生態監測網實地佈建情形 43 圖4-2 WSN_28東方果實蠅生態監測網實地佈建情形 43 圖4-3 WSN_26東方果實蠅自動誘捕裝置與田間閘道器實地佈建位置 44 圖4-4 WSN_28東方果實蠅自動誘捕裝置與田間閘道器實地佈建位置 44 圖4-5東方果實蠅生態監測網資料庫網頁操作介面 45 圖4-6 WSN_26東方果實蠅自動誘捕裝置資料妥善率 46 圖4-7 WSN_28東方果實蠅自動誘捕裝置資料妥善率 46 圖4-8 2010/10/29監測資料SOM網路訓練結果 47 圖4-9 2010/10/29監測資料 SOM網路拓樸圖標籤結果 48 圖4-10 2010/10/29監測資料SOM網路輸出結果之權重分佈 49 圖4-11春季模型SOM網路訓練結果 51 圖4-12照度處理後SOM網路輸出與標籤結果 53 圖4-13春季模型誤判區域 56 圖4-14蟲數轉換後SOM網路輸出與標籤結果 57 圖4-15春季模型蟲數轉換前與轉換後分類準確度與分類精密度比較圖 60 圖4-16夏季模型SOM網路訓練結果 61 圖4-17秋季模型SOM網路訓練結果 64 圖4-18冬季模型SOM網路訓練結果 67 圖4-19東方果實蠅生態監測網自動檢測與早期警報系統流程圖 75 圖5-1監測系統遭颱風破壞情形 77 圖5-2嘉義農試所實地佈建情形 78 表目錄 表3-1田間閘道器其GUI程式功能按鍵選單說明 34 表3-2太陽能光電板規格表 38 表3-3四季各日時間區段表 40 表4-1 2010/10/29監測資料SOM網路輸出結果與應對條件範例 49 表4-2春季區間各驗證資料群人工標籤結果 54 表4-3 NO vs. PP各驗證資料群春季模型標籤結果 54 表4-4 NO vs. SF各驗證資料群春季模型標籤結果 54 表4-5春季模型各驗證資料群NO vs. PP二元分類性能表 55 表4-6春季模型各驗證資料群NO vs. SF二元分類性能表 55 表4-7春季模型各驗證資料群NO vs. PP+SF二元分類性能表 55 表4-8春季模型誤判資料範例表 57 表4-9 NO vs. PP蟲數轉換後各驗證資料群春季模型標籤結果 58 表4-10 NO vs. SF蟲數轉換後各驗證資料群春季模型標籤結果 58 表4-11蟲數轉換後春季模型各驗證資料群NO vs. PP二元分類性能表 59 表4-12蟲數轉換後春季模型各驗證資料群NO vs. SF二元分類性能表 59 表4-13蟲數轉換後春季模型各驗證資料群NO vs. PP+SF二元分類性能表 59 表4-14夏季區間各驗證資料群人工標籤結果 62 表4-15 NO vs. PP各驗證資料群夏季模型標籤結果 62 表4-16 NO vs. SF各驗證資料群夏季模型標籤結果 62 表4-17夏季模型各驗證資料群NO vs. PP二元分類性能表 63 表4-18夏季模型各驗證資料群NO vs. SF二元分類性能表 63 表4-19夏季模型各驗證資料群NO vs. PP+SF二元分類性能表 63 表4-20秋季區間各驗證資料群人工標籤結果 65 表4-21 NO vs. PP各驗證資料群秋季模型標籤結果 65 表4-22 NO vs. SF各驗證資料群秋季模型標籤結果 65 表4-23秋季模型各驗證資料群NO vs. PP二元分類性能表 66 表4-24秋季模型各驗證資料群NO vs. SF二元分類性能表 66 表4-25秋季模型各驗證資料群NO vs. PP+SF二元分類性能表 66 表4-26冬季區間各驗證資料群人工標籤結果 68 表4-27 NO vs. PP各驗證資料群冬季模型標籤結果 68 表4-28 NO vs. SF各驗證資料群冬季模型標籤結果 68 表4-29冬季模型各驗證資料群NO vs. PP二元分類性能表 69 表4-30冬季模型各驗證資料群NO vs. SF二元分類性能表 69 表4-31冬季模型各驗證資料群NO vs. PP+SF二元分類性能表 69 表4-32 WSN_26監測網路春季PP條件統計表 70 表4-33 WSN_26監測網路夏季PP條件統計表 72 表4-34 WSN_26監測網路秋季PP條件統計表 73 表4-35 WSN_26監測網路冬季PP條件統計表 74 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 農業自動化 | zh_TW |
| dc.subject | 東方果實蠅 | zh_TW |
| dc.subject | 無線感測器網路 | zh_TW |
| dc.subject | 自組織映射圖 | zh_TW |
| dc.subject | Bactrocera dorsalis | en |
| dc.subject | agricultural automation | en |
| dc.subject | self-organizing map | en |
| dc.subject | wireless sensor network | en |
| dc.title | 自組織映射圖網路應用於東方果實蠅監測網自動檢測與早期警報系統系統 | zh_TW |
| dc.title | An Automatic Diagnosis and Warning Scheme for the Ecological Monitoring System for the Bactrocera dorsalis (Hendel) using Self-Organizing Map | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 99-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.coadvisor | 江昭皚 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 曾傳蘆,蕭瑛東 | |
| dc.subject.keyword | 東方果實蠅,無線感測器網路,自組織映射圖,農業自動化, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Bactrocera dorsalis,wireless sensor network,self-organizing map,agricultural automation, | en |
| dc.relation.page | 82 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2011-08-18 | |
| dc.contributor.author-college | 生物資源暨農學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 生物產業機電工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位: | 生物機電工程學系 | |
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