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附件 5-14、中小學氣象站搭配之 LiveE!套件修改規劃書

九十九年度「新一代網際網路協定互通認證計畫」 期末研究報告附件

中小學氣象站搭配之 LiveE! 套件修改規劃書

應用服務分項計畫子計畫四 Live E! IPv6 數位氣象感測資訊運用

主持人：趙涵捷 校長 執行單位：國立宜蘭大學 中華民國九十九年十月

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目次 前言 ............................................................................................................... 1294

Live E!介紹 ................................................................................................... 1294

中小學氣象站設備介紹 ............................................................................... 1296

系統分析 ....................................................................................................... 1299

修改規劃 ....................................................................................................... 1301

成果與結論 ................................................................................................... 1301

參考資料 ....................................................................................................... 1303

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前言

推動新一代網路的成功關鍵在於是否可以提供讓企業和個人使用的應用服務。

過去各個先進國家投資許多經費在 IPv6 關鍵應用的開發，我國在第一期計畫中，也成立六個 IPv6 關鍵應用工作小組，發展網路電話(VoIPv6)、校園應用(Campusv6)、車機應用(Carv6)、個人應用(Personv6)、居家照護應用(Healthcarev6)、生態格網應用(Ecogridv6)。雖然當時在實驗室開發出不少功能完整的 Prototype，但是因為大環境不成熟，無法吸引業者導入商用服務和應用系統。在本計畫時程內，面臨 IPv4 位址枯竭危機的倒數時期，整個大環境已經相當成熟。應用服務分項規劃以「種子計畫」

的概念，以兩個階段來發展可以真正導入實際服務和商業運轉的應用服務，希望可

以達到最高的投資報酬率。

Live E!介紹

1. LiveE! IPv6 數位氣象感測資訊運用：

1. 目的

Live E! 是由日本東京大學與日本企業所主導的數位化氣象應用服務平台，擁有完整的 SOA 架構，提供氣象資訊服務，本系統具有階層擴充性，可搭配不同種類的感測器，透過感應裝置收集相關資訊，經由網路上傳至相關伺服

器，將資訊分享，提供自然科學之研究，或是結合應用服務誘發更多的服務。

IPv6 最佳的運用將會是在感測器上，如何透過有效的環境將資訊分享並誘發新服務運用就是需要努力的方向，本計畫是延續東京大學與 TWNIC 長期之LiveE!環境觀測計畫，並保持與日本之合作，而本計畫目標為輔導業者開發以台灣產品為主的套件，降低成本，並且導入民間應用，最終達到完成台灣環境觀

測之運用。

本計畫 2009 年度的重點成果如下：

與日方協調 LiveE!新一代環境之規格

測試台灣硬體為主之商業 LiveE!套件：測試內容包含取得 IP、設定有線網路、設定無線網路 IEEE802.11a/b/g、創建 6To4 Tunnel、動態 DNS 服務、PHP、Live E…等。

服務系統規劃與測試並確認示範點場地：選擇之民宿包含童話村、北成庄、風箏園、香格里拉休閒農場及香格里拉冬山河渡假飯店。

整合服務實驗測試：在安裝完氣象站後，我們開始設定資料上傳伺服器、導入 IPv6 與 6to4 Tunnel、修改接收天線，確保資料可以正確的傳送與接收。

2010 年度，本計畫將延續前期成果，進行下列重點工作：

與台北市教育局、氣象局合作利用 IPv6 氣象感測網路(50 站其中 25 站優先

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導入 LiveE!)，以許達到將環境感測運用於中小學資訊融入自然教學的示範運用。

透過 Live E! IPv6 雲端資料介面(IPv6 cloud service-PaaS)與氣象局進行雙向氣象資訊交換。

將台灣成功商業化 LiveE!的架設套件於東京大學 LiveE!亞洲區推廣活動中向 Live E!各參與國會員推廣。

2. 重要性

強調 IPv6 在感測環境中的優勢運用。

以此實際運用績效爭取國家電子肌膚相關計畫。

隨著日本將 LiveE!標準化，提供感測資料交換的標準平台。

3. 國內外有關本委託研究計畫之研究情況

關於 Live E!之應用

a. Live E!是透過數位化的氣象站，擁有完整的 SOA 架構，提供氣象資訊服務，本系統具有階層擴充性，可搭配不同種類的氣象感測器，透過感應裝

置收集相關資訊，經由網路上傳至相關伺服器，將資訊分享，提供自然科

學之研究，或是結合應用服務誘發更多的服務。

b. 此氣象站共有五個監測元件：溫度、溼度、壓力、風向風速及雨量。氣象站的資訊是用採用 XML 的語法，再透過 SOAP 轉換，讓即使是在不同平台及應用程式的 Server 跟 Client 也能溝通。

c. 在傳輸部分 Sensors 系統可以在 IPv4/IPv6 Dual-Stack 網路使用多點傳播運作，使得資訊可以同步的傳送到多個節點，上傳到 Live E!主系統則是透過 IPv6(新世代網路協定)技術達到在不同的系統分享資訊。

在日方有關 Live E!計畫

a. 在日方有下列的政府機關或公司有在使用 Live E!相關的計畫或實績

- 岡山縣倉敷市(政府機關)︰在市地(約 25*25Km 的地區)佈建 30 點的Live E!氣象站，並將氣象資料做為該市的氣象預報使用。

- 日本氣象網 (公司企業)︰使用Live E!的氣象資訊作為預報的依據資料，網址為 http://weathernews.jp/。

b. 在 Live E!後續的計畫與時程:

- GUTP:Live E!為基礎的環境感測控制計畫(2008~2009/09)，參與廠商包括東芝、山武、橫河電機、P 電工、國際、Ubiteq、CiMX、NEC。

- FIAP:GUTP 後續計畫使用 Live E!核心架構，增加環境控制功能(2009/09~2009/11)。

http://weathernews.jp/

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圖一、LiveE!與 FIAP 架構

中小學氣象站設備介紹

數位化學習輔具對教師教學及學生學習帶來莫大的助益，且由此衍生進一步觀測

與探究校園自然環境之長期性、普遍性資料的興趣；為積極實踐資訊科技融入自然科

學實驗教學之理想，本局乃規劃於本市國小校園架設全球首創與本市特有之「校園氣

象台網絡」。即在市區內不同行政與地理區之校園安置「無線氣象台」分別收集該校所

在地之雨量、溼度、溫度、風向、風力、噪音…等氣象資料，定時傳輸到校內接收站後，再匯集上傳到「校園氣象台」網站，以提供全市各校師生進行有關自然環境之實

際情境的了解與相關問題的探究，激勵全市各校師生進行協同探究的興趣及分享探究

的成果。

校園無線氣象台之建置，目的在提供教師即時、全面且豐富的校園自然環境資訊，

且可深入應用於中高年級自然科學教學活動中；更提供長期性、全市性之校園自然環

境資訊，勢必有助於各校探究式教學活動之實施，提昇資訊科技在教育上應用之典範

與融入效果。

本計劃所建置之校園氣象台網站為全球首見，由於所收集之資料為定時自動無線

傳輸，全面性佈建無線氣象站有助於掌握不同地區之校園氣象與環境概況，他不需額

外人力，是一效益極高的設計。除了學校師生外，家長或市民亦可隨時上網查詢指定

校園所在地之氣象資訊，屬一項多功能用途的計畫。

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臺北市校園數位氣象台分佈

臺北市於92年12月開始，在60所中小學內，建置各校校園數位氣象台，已累積6年的氣象資料庫。

學校名稱 行政區 位置

民權國小 松山 平地

新生國小 大安 平地

大佳國小 中山 河邊

河堤國小 中正 河邊

蓬萊國小 大同 平地

南港國小 南港 平地

南湖國小 內湖 平地

大屯國小 北投 山區

志清國小 文山 平地

至善國中 士林 溪邊

華江國小 萬華 平地

光復國小 信義 平地5km以內

一個測站

圖二、目前北市氣象網各校設站及運作情形

編號 學校名稱 行政區 目前狀況 編號 學校名稱 行政區 目前狀況

1 松山國小 松山 正常 31 文化國小 北投 已停機

2 民權國小 松山 正常 32 泉源國小 北投 已停機

3 博愛國小 信義 中繼器影響資

料傳輸，資料偶

有漏失 33 洲美國小 北投

機器老舊偶有

遺漏資料

4 新生國小 大安 正常 34市教大附

小 中正 已停機

5 公館國小 大安 已停機 35 湖田國小 北投因磺氣嚴重，目

前等待零件維

修

6 長安國小 中山 機器老舊偶有

遺漏資料 36 三民國小 松山 正常

7 大佳國小 中山 正常 37 健康國小 松山 已停機

8 永安國小 中山 正常 38 金華國小 大安 已停機

9 河堤國小 中正 機器老舊偶有

遺漏資料 39 龍安國小 大安機器老舊偶有

遺漏資料

10 忠孝國小 中正 已停機 40 忠義國小 中正 已停機

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11 蓬萊國小 大同 正常 41 國語實小 中正 已停機

12 大龍國小 大同 正常 42 中正國小 中山 正常

13 延平國小 大同 正常 43 五常國小 中山 正常

14 龍山國小 萬華 已停機 44 新興國中 中山機器老舊偶有

遺漏資料

15 新和國小 萬華 已停機 45 大同國小 大同 正常

16 辛亥國小 文山 正常 46 太平國小 大同 正常

17 木柵國小 文山 已停機 47 明倫國小 大同 正常

18 景美國小 文山 正常 48 志清國小 文山機器老舊偶有

遺漏資料

19 南港國小 南港 正常 49 永建國小 文山機器老舊偶有

遺漏資料

20 舊莊國小 南港 機器老舊偶有

遺漏資料 50 萬芳國小 文山機器老舊偶有

遺漏資料

21 南湖國小 內湖 已停機 51 胡適國小 南港機器老舊偶有

遺漏資料

22 潭美國小 內湖 正常 52 東新國小 南港 正常

23 溪山國小 士林 已停機 53 東湖國小 內湖 正常

24 平等國小 士林 機器老舊偶有

遺漏資料 54 社子國小 士林機器老舊偶有

遺漏資料

25 三玉國小 士林 已停機 55 雨聲國小 士林 已停機

26 福林國小 士林 正常 56 格致國中 士林 已停機

27 北投國小 北投 已停機 57 至善國中 士林 已停機

28 大屯國小 北投 正常 58 華江國小 萬華 正常

29 關渡國小 北投 正常 59 龍山國中 萬華 已停機

30 逸仙國小 北投 正常 60 光復國小 信義 正常 **氣象站停機 16 個 **老舊氣象站 13 個

表:目前北市中小學氣象站情況

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系統分析

Live E! 的服務有(1)感測器註冊介面, (2)資料上傳介面與(3) 資料取回介面

圖三、Live E!系統架構

圖四、Live E!資料流

Live E! 的服務是建構於叢集式的平台, 他們在網路中是互相重疊覆蓋的. 並且使用上述三項的介面來維護每一個感測節點(Sensor node), 通過這些上傳與下載來取得每個感測器或使用者資料.

Live E!是透過數位化的氣象站，擁有完整的 SOA 架構，提供氣象資訊服務，本系統具有階層擴充性，可搭配不同種類的氣象感測器，透過感應裝置收集相關

資訊，經由網路上傳至相關伺服器，將資訊分享，提供自然科學之研究，或是

結合應用服務誘發更多的服務。

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此氣象站共有五個監測元件：溫度、溼度、壓力、風向風速及雨量。氣象站的資訊是用採用 XML 的語法，再透過 SOAP 轉換，讓即使是在不同平台及應用程式的 Server 跟 Client 也能溝通。

在傳輸部分 Sensors 系統可以在 IPv4/IPv6 Dual-Stack 網路使用多點傳播運作，使得資訊可以同步的傳送到多個節點，上傳到 Live E!主系統則是透過IPv6(新世代網路協定)技術達到在不同的系統分享資訊。

在架構上則是與 DNS 的架構類似

系統相依關係圖:

圖五、系統相依關係圖

Live E! 提供的服務有下列:

DataUpload200703 感測資料上傳

ProfileManagement200703 感測器設定與註冊服務

DataProvider200703 伺服器端感測器資料查詢

詳細使用方法請參考附件 5-17。

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修改規劃

1. 目前中小學氣象伺服器尚無法提供資料給 Live E!伺服器，因此需要先針對學校的氣象伺服器設計一中介軟體(Middleware)，並將目前學校的氣象站資料經由 IPv6 連線傳輸至 Live E!伺服器。

2. 中小學氣象網使用 SOAP 將 Live E!伺服器的氣象資料接收使用。 3. 中介軟體需要可以透過 IPv6 的方式上傳資料,且在 IPv6 無法連線時才能使用 IPv4

來進行資料上傳。 4. 中介軟體需要能夠修改上傳伺服器位置,感測器 ID,上傳資料種類。 5. 上傳的資料格式需要符合 Live E!系統所要求(格式如附件所述)。 6. 中介軟體需要能在 Windows 平台(XP,Vista,7)順利運行。   

成果與結論

數位化學習輔具對教師教學及學生學習帶來莫大的助益，且由此衍生進一步觀測

與探究校園自然環境之長期性、普遍性資料的興趣；為積極實踐資訊科技融入自然科

學實驗教學之理想，本局乃規劃於本市國小校園架設全球首創與本市特有之「校園氣

象台網絡」。即在市區內不同行政與地理區之校園安置「無線氣象台」分別收集該校所

在地之雨量、溼度、溫度、風向、風力、噪音…等氣象資料，定時傳輸到校內接收站後，再匯集上傳到「校園氣象台」網站，以提供全市各校師生進行有關自然環境之實

際情境的了解與相關問題的探究，激勵全市各校師生進行協同探究的興趣及分享探究

的成果。

校園無線氣象台之建置，目的在提供教師即時、全面且豐富的校園自然環境資訊，

且可深入應用於中高年級自然科學教學活動中；更提供長期性、全市性之校園自然環

境資訊，勢必有助於各校探究式教學活動之實施，提昇資訊科技在教育上應用之典範

與融入效果。 本計劃所建置之校園氣象台網站為全球首見，由於所收集之資料為定時自動無線傳

輸，全面性佈建無線氣象站有助於掌握不同地區之校園氣象與環境概況，他不需額外

人力，是一效益極高的設計。除了學校師生外，家長或市民亦可隨時上網查詢指定校

園所在地之氣象資訊，屬一項多功能用途的計畫。 本計畫規劃書除配合台北市教育局更新 25 個氣象站支援 LiveE!資料架構，並可透過教育部電算中心使台北市教育局、中央氣象局合作，利用 IPv6 氣象感測網路。藉此做為推動資訊交換之雲端資訊界面示範，逐步整合氣象、環境感測資訊建構國土電子

肌膚感測之運用資料來源。

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圖六、圖:與技術人員討論 Live E!架構

圖七、圖:Live E!系統與氣象站銜接測試

圖八、圖:氣象站氣象資料截取並顯示

附件 5-14

  

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參考資料

日本 LiveE!計畫網站 http://www.live-e.org/whatsnew/index.html

2008 年工作坊 http://live-e.naist.jp/les2008/

2007 年工作坊 http://live-e.naist.jp/les2007/

http://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://www.live-e.org/whatsnew/index.htmlhttp://live-e.naist.jp/les2008/http://live-e.naist.jp/les2007/

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