基於四旋翼無人機的環境資料收集機制設計與實作

Abstract

目前大多數的環境感測網路蒐集資料的方式分為兩個種類，第一是靜態收集，也就是將感測點放置到固定位置，並藉由無線或有線網路將感測資料回傳到資料庫儲存。另一種為了可以在網路較不發達的地區也能夠蒐集資料，因而使用車載系統，行駛到該區域，將環境資料蒐集回來。但是這兩種蒐集資料的方式都屬於在同一平面上感測資料，無法量測到三維空間的數據。以觀測空氣汙染物為例，近年來越來越多國家積極地減少空氣汙染所帶來的外部成本，為了達成此目的，必須防止汙染物的產生，因此需要追蹤汙染物的來源，從源頭減少有毒物質排放，才能真正改善空氣品質。但是空氣汙染物的擴散模型需要三維空間的汙染物資料，而上述兩種方式便存在其限制。為了達成此目的，本論文使用無人機做為飛行載具，蒐集三維空間的環境資料。 本論文結合四旋翼無人機與環境感測平台，並利用無人機能在三維空間飛行的優勢，蒐集不同高度的環境資料，包括溫度、濕度以及PM2 5濃度，藉由無線傳輸模組傳回資料庫，並以視覺化網頁呈現資料，最後再針對不同高度之間的數據進行相關性分析。 為實現上述方法，本論文使用微控制器控制溫濕度感測器、PM2 5濃度感測器以及無線傳輸模組作為環境感測平台，搭載到實驗室自製的四旋翼無人機上，蒐集每小時、不同高度的環境數據。將資料儲存到資料庫中，並以網頁的方式將資料圖表化。最後計算不同高度(0公尺、9公尺、18公尺、27公尺)的溫度、濕度及PM2 5濃度之間的相關性，發現溫度及濕度都與高度有高相關性，而PM2 5濃度在9公尺以下與高度僅具有中度相關，在9公尺以上到27公尺之間是與高度具有高相關性。

Date of Award	2017 Aug 21
Original language	Chinese
Supervisor	Yueh-Min Huang (Supervisor)