張璞曾臺灣大學：電機工程學研究所蕭兆志Hsiao, Chao-ChihChao-ChihHsiao2007-11-262018-07-062007-11-262018-07-062007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/53349本研究嘗試使用五個頻率為433MHz主動式的無線射頻辨識系統標籤(Radio Frequency Identification Tag，RFIDT)以及一個無線射頻辨識系統讀卡機(Radio Frequency Identification Reader，RFIDR)去設計一套使用在電動輪椅的室內定位系統，這套系統可以使輪椅使用者辨識自己所在的室內位置。RFIDT被放在二樓及三樓電梯口，以及台灣大學電機系電機二館341，345，349。實驗結果顯示，從五個不同的主動式RFIDT量測到的訊號大小中做相關運算，可以穩定地偵測到電動輪椅所在的室內位置。另一個方法則是使用相同的5個RFIDT去定位較大的空間。藉由K-means clustering，我們可以將相鄰的空間由所偵測到的訊號分類出來。因此，本研究提供了立體空間的室內定位與導航的可能性。This study attempts to design an indoor positioning system by 5 active 433 MHz RFID tags, and a reader in the powered wheelchair, to identify the position of the electric powered wheelchair (EPW) locally. The tags was distributed on the exits of elevator in the 2nd and 3rd floors, the outside of the doors at Labs 341, 343, 345,and 349 in the building (#2) of the Department of Electrical Engineering, National Taiwan University. The results were presented the related amplitude of the RFID signals from the 5 active tags shown a different magnitudes which can be characterized to identify the position of EPW stably. The other method attempts to enlarge the space of detection by the same 5 tags. Through the K-means clustering, the detecting space can be clustered into several adjoining regions. Therefore, this study supports the possibility of the 3-D indoor RFID positioning and navigation.目錄 摘要 …………………………………………………… I Abstract …………………………………………………… II 第一章 序論……………………………………………… 1 1-1 簡介……………………………………………… 1 1-2 電動輪椅的介紹………………………………… 2 1-3 研究背景………………………………………… 3 1-4 研究動機與目的………………………………… 4 1-5 相關論文回顧…………………………………… 4 1-6 論文架構………………………………………… 6 第二章 系統架構與開發平台…………………………… 8 2-1 系統簡介………………………………………… 8 2-2 硬體開發平台…………………………………… 10 2.2.1 電動輪椅規格…………………………………… 10 2-3 軟體開發平台…………………………………… 11 2.3.1 NI Labview介紹………………………………… 11 2.3.2 Visual Studio .NET 2003介紹………………… 12 第三章 輪椅控制系統…………………………………… 17 3-1 系統簡介………………………………………… 17 3-2 馬達種類與規格………………………………… 18 3-2.1 馬達動力規格…………………………………… 18 3-2.2 馬達種類………………………………………… 20 3-2.3 脈波調變頻寬(PWM)…………………………… 22 3-3 數位控制器原理與設計………………………… 27 3-3.1 搖桿裝置………………………………………… 27 3-3.2 類比與數位轉換………………………………… 29 3-3.3 輸出入裝置結果………………………………… 34 第四章 室內定位與路徑規劃…………………………… 35 4-1 定位系統技術介紹與比較……………………… 35 4-2 路徑規劃與技術介紹…………………………… 39 4-3 定位系統………………………………………… 40 4-4 路徑規劃系統…………………………………… 43 第五章 實驗結果與討論………………………………… 46 5-1 定位實驗測試結果……………………………… 46 5-2 路徑規劃測試…………………………………… 60 5-3 討論……………………………………………… 61 第六章 未來工作………………………………………… 63 參考文獻 …………………………………………………… 64 附錄A RF CODE 廠商所提供RFID讀卡機規格 71 附錄B RF CODE 廠商所提供RFID標籤規格 73en-US電動輪椅無線射頻辨識系統定位系統導航訊號辨識electric powered wheelchairRFIDpositioning systemnavigationsignal identificationthesis