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數位生活科技實務應用探討

數位生活科技實務應用探討. 主講人 : 林志龍. 地點 : 崑山科技大學資訊工程系 主辦 : 崑山科技大學資訊工程系. 瑞帝電通國際有限公司 台北 : 電話 : (02)29492539 傳真 : (02)29492649 高雄 : 電話 : (07) 3605620 傳真 : (07)3602324 網站 : http://www.ritii.com/. 數位生活科技. 資訊家電. 互動多媒體. 數位生活. 無線通訊. 整合 通訊 、 資訊 、與 傳播. 數位生活科技. “ e 化. M 化.

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數位生活科技實務應用探討

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  1. 數位生活科技實務應用探討 主講人: 林志龍 地點: 崑山科技大學資訊工程系 主辦: 崑山科技大學資訊工程系 瑞帝電通國際有限公司 台北: 電話 : (02)29492539 傳真 : (02)29492649 高雄: 電話 : (07) 3605620 傳真 : (07)3602324 網站: http://www.ritii.com/

  2. 數位生活科技 資訊家電 互動多媒體 數位生活 無線通訊 整合通訊、資訊、與傳播

  3. 數位生活科技 “e化 M 化 Wireless Motion “U 化”

  4. 什麼是” U”化 • “U”化的Ubiquitous一詞，來自拉丁文，原意是指天神；演變至今，這個字現在是「無所不在」的意思。而所謂U化，其意涵也就是讓使用者可以在任何地方、任何時刻都能接取網路，隨時隨地都能使用網路的資源，是數位生活科技達到”全面無線化”的終極目標。

  5. 全世界都在”U”化!!

  6. 誰是台灣推動數位生活科技的功臣?? • 崑山科技大學成立”數位生活科技研究所” • 美國UC Berkly提出”Tiny OS”開放平台，積極邀請全球學術界及企業界合作開發 • 行政院科技顧問組推動數位台灣成果展 • 行政院推動數位台灣計畫及U Taiwan計畫!! • 內政部提出「六大重點領域U化生活關鍵應用推動策略與措施」 • 國科會自動化學門將”數位優質生活””無線感測網路”請學界提出計劃

  7. 誰是台灣推動數位生活科技的功臣?? • 工研院積極推動數位內容及Zigbee無線感測網路邀業界做技術轉移參與。 • 資策會已成為全球十一家Zigbee通訊協定軟體廠家之一。 • 遠雄建設率團赴韓國仁川市考察韓國欲於2010年完成U City進度後回國積極推動其林口”遠雄未來市”之規劃及建置。 • 在座的各位???

  8. “U 化”世界的關鍵無線技術主要包括了 • 射頻辨識系統(RFID) • Zigbee無線感測網路(Zigbee Wireless Sensor Network) • 藍芽無線傳輸技術(Bluetooth) • 網際網路技術(Internet) • 光纖到家(FTTH, Fiber to the Home) • 數據封包射頻服務(GPRS ,General Packet Radio Service )

  9. 什麼是射頻辨識系統(RFID) • 無線射頻識別系統(Radio Frequency Identification; RFID)是一種透過以記憶體讀寫結合無線通訊得到遠較傳統條碼(Bar Code)的無線資料擷取技術。 • 它具備了下列優勢特點 • 非接觸式讀取 • 儲存資料容量大、可重複使用 • 資料可更新 R/W • 同時間可讀取多個辨識標籤 • 資料安全性佳等優點

  10. 射頻辨識系統(RFID) 頻率分佈及重要特色 LF,HF

  11. RFID網路架構組成 RFID 讀取機 (Reader) 電子標籤 (Tag) 電子標籤 (Tag)

  12. 射頻辨識系統(RFID)實務應用-LF(低頻) • 低頻(LF,Low Frequency)： • 頻率分佈:10KHz~1MHz， • 常見的主要規格有125KHz、135KHz。 • 這個頻段的電子標籤都是被動式(passive) • 優點: 標籤(tag)靠近金屬或液體的物品上時能夠有效發射訊號，不像其他較高頻率之標籤，在這種情況下訊號會被金屬或液體反射回來 • 缺點: • 讀取距離短、無法同時進行多標籤讀取以及資訊量較低， • 應用: 門禁系統、動物晶片、汽車防盜器和玩具等。

  13. 射頻辨識系統(RFID)實務應用-HF(高頻) • 高頻(HF,High Frequency)： • 頻率分佈: 1MHz~400MHz， • 常見的主要規格有13.56Mz。 • 這個頻段的電子標籤都是被動式(passive)為主, • 應用 :圖書館管理、產品管理、悠遊卡…等。 。

  14. 射頻辨識系統(RFID)實務應用-UHF(超高頻) • 超高頻(UHF, Ultra High Frequency)： • 頻率分佈: 400 MHz~ 1 GHz， • 常見的主要規格有 433MHz, 868~950 MHz。 • 這個頻段的電子標籤: 主動式(Active)和被動式(passive)的應用在這個頻段都很常見。 • UHF 被動式標籤(passive tag):讀取距離約3~4公尺左右，傳輸速率較快，而且因為天線可採用蝕刻或印刷的方式製造，因此成本較低。 • 由於 讀取距離較遠、資訊傳輸速率較快，而且可以同時進行大數量標籤的讀取與辨識，目前UHF 已成為市場的主流。 • 應用: • 航空旅客、行李管理系統、貨架及棧板管理、出貨管理、物流管理

  15. 射頻辨識系統(RFID)實務應用-Microwave(微波) • 微波(Microwave): • 頻率分佈:氾指1 GHz以上。 • 常見的主要規格有 2.45GHz、5. 8 GHz。 優點: • 讀取距離約為2公尺，但是對於環境的敏感性較高。 缺點 • 價格昂貴 • 應用: • 行李管理系統、供應鏈、出貨管理、物流管理

  16. 如何利用RFID 無線傳輸的特性做各式各樣應用??? 儲存資料容量大、可重複使用 非接觸式讀取 (Contact less Reading) 同時間可讀取多個辨識標籤 (Multi-Task Reading)

  17. 門禁系統管理服務 RS-485 RFID 讀取機(Reader) 射頻電子標籤(Tag) 無線讀取

  18. 物流管理其倉儲管理服務 RFID 讀取機(Reader) 無線讀取 射頻電子標籤(Tag)

  19. 收費管理系統服務 Tag Reader Reader

  20. 圖書管理系統服務 圖書電腦管理系統 Reader Tag

  21. 農產品管理系統服務 • 各式各樣農產品建立身份證(ID)及履歷表(resume) • 食品安全把關系統

  22. 如何正確建置發展RFID系統 • 實際發展RFID系統所需的相關設備 • RFID Reader(資料讀取器)種類視所需之應用及頻率而定。 • RFID Tag (電子標籤),種類視所需之應用如主動式或被動式。 • RFID Reader Antenna(天線), Application Antenna (天線),種類視所需之應用而定。 • SDK發展軟體 • RFID 發射場強頻譜分析儀。 • 學術研究及模擬發展 • RFID 發展實驗器。 • RFID 發射場強頻譜分析儀。

  23. 什麼是Zigbee無線感測網路 • Zigbee其實是一種短距離無線感測網路的通訊技術,它與其它無線通訊最大不同的特色是它具備了 • 以休眠模式(Sleep Mode)造成低耗能(low Power Consumption) • 強大多節點的網路通訊能力 • 支援多種網路拓樸(Star,Mesh, Cluster) • 其路由器(router)提供Repeater及Router角色延長傳輸距離

  24. Zigbee 網路拓樸

  25. Zigbee 網路架構 C E R R E R E E E E

  26. 如何利用Zigbee無線感測網路的特性做各式各樣應用???如何利用Zigbee無線感測網路的特性做各式各樣應用??? 休眠模式節能 (Sleep mode Low power Consumption) 多跳資料傳遞 (multi-hup message forwarding) 多節點網路能力 (Up to 65K Node com.) 捆綁無線雙向控制 ( two way binding) 系統自我診斷 (System self-diagnostic) 發射場強定位系統 (RF Strength Location Detect)

  27. Zigbee無線技術實務應用

  28. 智慧型家庭無線網路 R C R E R

  29. 居家照護系統服務 定位系統(Location detect)— 利用Zigbee的定位技術來 監控安養院或家中老人預防走失 無線感測系統(Wireless Sensor System) 結合 ①Zigbee Wireless Sensor ②Zigbee Router Forward Message 兩大特性將生理訊號如血壓、心跳訊號 傳到中央護理站或健康急救中心

  30. 居家照護系統服務-Zigbee兩大技術整合流程 利用Zigbee的定位技術來 監控 R c 利用發射場強定位 (DSSI & RSSI Location Detect) R E 中央護理站或健康急救中心 (Health Care Center) R 生理訊號傳遞 血壓、膜搏 老人身上掛上Zigbee sensor

  31. 利用Zigbee透過路由器(Router)可做遠方資料傳送的特性可做利用Zigbee透過路由器(Router)可做遠方資料傳送的特性可做 丹麥電力公司（NESA）、中國華立儀表集團採用利用 ZigBee技術、 ，在歐洲部署支援ZigBee的自動讀錶（Automated Meter Reading，AMR）系統。 自動讀錶系統（Automated Meter Reading，AMR） 資料來源:

  32. Zigbee技術應用-網際網路Internet與Zigbee的結合---遠端監控Zigbee技術應用-網際網路Internet與Zigbee的結合---遠端監控 上班也能關瓦斯!!! IP CAMERA 家庭 Zigbee PAN C E Valve R

  33. Zigbee技術應用-國防戰術( Defence Application)上的監控應用 zigbee間諜車、Zigbee間諜機器人、Zigbee感測器 E E E R E Zigbee無人偵查車 R E 毒氣偵測感測器 毒氣偵測感測器 C 情報收集中心

  34. Zigbee技術應用-RFID與Zigbee的結合---無線門禁系統(Wireless Security) R C R PC 以Visual Basic + C++ 做User Interface E RFID Reader (RFID/Zigbee Converter) tag

  35. 如何正確建置發展 Zigbee系統 • 實際發展 Zigbee系統所需的相關設備 • Zigbee通訊模組( Cordinator,Router. End Device) • Zigbee無線感測網路發展實驗器。 • Zigbee無線感測器網路(WSN)發展實驗器。 • Zigbee 軔體發展器及程式燒錄器。 • Zigbee 規範。 • Zigbee 通訊協定。 • Zigbee 通訊協定分析儀。(測Application應用層) • Zigbee發射場強頻譜分析儀。(測 Mac/PHY RF實體層) • Zigbee輸入或輸出系統建置模組。 • Zigbee發展應用軔體。

  36. 如何正確建置發展 Zigbee系統

  37. 建置發展 Zigbee系統流程圖 了解Zigbee Specification Protocol Stack 以Zigbee發展實驗器 先了解熟悉Zigbee軔體 可發展之實際狀態 鎖定欲發展之 Zigbee應用 及搜集 發展時所需之發展 設備及儀器 發展撰寫Zigbee應用程式軔體 燒錄至Zigbee發展實驗器內之 Zigbee通訊模組並以Zigbee 發展實驗器之I/0測試其 發射、接收資料狀態 是否如預期?? 將zigbee模組導入先前 設定之應用， 安裝並以Zigbee頻譜分析儀 測試發射有效距離 及雜訊干擾狀態 Y N 以Zigbee protocol analyzer debug所發展之應用程式軔體 的問題，找出其出處 修改應用程式軔體

  38. 什麼是藍芽無線傳輸技術(Bluetooth) • Bluetooth 藍芽源由 • 在1994年， Ericsson公司的行動部門突發奇想開始研究無線的可能性，其研究的目的主要是用來取代行動電話與手提電腦間連接線的技術規格，一套低功率、低成本的傳輸方式，以「無線取代有線」的前提下，希望可以移除行動電話、耳機、電腦等設備之間的複雜線路，讓兩部手機或配件之間可以無線傳輸溝通。 • Bluetooth取名源由 • Bluetooth一詞的起源來自十世紀的挪威，有位名叫「哈拉德‧藍芽」(Harald Bluetooth)的維京國王。 Hello !! My Name Is “ Bluetooth”。

  39. 藍芽(Bluetooth)版本的演進歷程 • V1.0 (07/05/1999) • V1.1 (02/22/2001) • V1.2 (11/05/2003) • 快速連接 • AFH跳頻 • eSCO • V2.0 + EDR (08/01/2004) • 增加EDR • 已加入v1.2 Errata Service Release 1 • UWB?

  40. 藍芽Piconet/Scatternet區域網路規格 • Piconet • 1 master • Max 7 active slave • Max 256 park slave • Scatternet • 多個piconet • 一個裝置可加入兩個以上重疊的piconet • 每個piconet都有屬於自己的跳頻模式 • 太多piconet在一個網路會增加傳輸衝突 • Scatternet 在BT1.1不算完全合法, 必須透過slave來做一些調整來達到合法

  41. Bluetooth 網路拓樸 a. Point to Point( P to P) exp: Bluetooth mobile phone with Bluetooth headset b.Piconet Point-to-multipoint c.Scatternet ( Linked point-to-multipoint)

  42. Bluetooth 網路架構 S S M S S S

  43. 如何利用Bluetooth無線通訊網路的特性做各式各樣應用???如何利用Bluetooth無線通訊網路的特性做各式各樣應用??? FSSH跳頻技術 加密(encryption) 語音傳輸 大量資料傳輸

  44. 在汽車電子的行動通訊應用(Automotive Application) MP3 Cell Phone GPS PDA Hands free Headset

  45. 在辦公室自動化的應用(Building Automation) S S No Cable !!! M S S 代替了RS232/RS485

  46. 在家庭娛樂上的應用(Entertainment Application) PDA 點播機 S 音樂伺服器 (Server) M S 電腦(Client)

  47. 在安全自動化上的應用( Security Application) 密碼加密 警示資料利用 無線傳輸搭配手機 PDA M 門禁控制 S 藍芽密碼鎖 (Bluetooth Lock)

  48. 如何正確建置發展 Bluetooth系統 • 實際發展 Bluetooth系統所需的相關設備 • Bluetooth通訊模組( Master,Slave) • Bluetooth無線感測網路發展實驗器。 • 行動通訊藍芽設備如PDA、手機、MP3 、耳機、Hands free(依設定應用選擇) 。 • Bluetooth 軔體發展器及程式燒錄器。 • Bluetooth 規範。 • Bluetooth 通訊協定。 • Bluetooth 通訊協定分析儀。(測Application應用層) • Bluetooth發射場強頻譜分析儀。(測 Mac/PHY RF實體層) • Bluetooth 綜合測試儀。 • Bluetooth輸入或輸出系統建置模組如Bluetooth Lock。 • Bluetooth發展應用軔體。

  49. 如何正確建置發展 Bluetooth系統

  50. 建置發展 Bluetooth系統流程圖 了解Bluetooth Specification Protocol Stack 以Bluetooth發展實驗器 先了解熟悉Bluetooth軔體 可發展之實際狀態 鎖定欲發展之 Bluetooth應用 及搜集 發展時所需之發展 設備及儀器 發展撰寫Bluetooth應用程式軔體 燒錄至Bluetooth發展實驗器內之 Bluetooth通訊模組並以Bluetooth 發展實驗器之I/0測試其 發射、接收資料狀態 是否如預期?? 將Bluetooth模組導入先前 設定之應用， 安裝並以Bluetooth頻譜分析儀 測試發射有效距離 及雜訊干擾狀態 Y N 以Bluetooth protocol analyzer debug所發展之應用程式軔體 的問題，找出其出處 修改應用程式軔體

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