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實務專題報告書

智 慧 城 市 在 觀 光 旅 遊 之 應 用

指 導 老 師： 林振漢

專題製作學生：

四技電三甲 賴冠豪 BD104020

四技電三甲 徐豪克 BD104068

中 華 民 國 1 0 7 年 6 月 2 9 日

修 平 科 技 大 學 電 機 工 程 系

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

HSIUPING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

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修 平 科 技 大 學

電機工程系 HSIU-PING UNIVERSITY OF SCIENCE

AND TECHNOLOGY

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

指導老師：林振漢

專題製作學生：賴冠豪，徐豪克

製作日期：107年 6月 29日

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摘要

物聯網時代，建構一個先進的「智慧城市」已成為熱門的討論議題。

智慧城市涵蓋的範圍相當廣泛，例如交通、公共設施、工商業活動、健康

醫療、安全、環保、觀光旅遊，城市形象塑造…等。其中又以觀光旅遊最

具指標性。因為從一個外地來的旅行者到一個陌生城市，除能滿足食衣住

行育樂等基本需求外，並讓旅行者感受到友善、貼心、主動服務的智慧城

市。

本作品使用，樹莓派(RaspBerry Pi3)結合感測與控制元件，製作物聯

網感知層裝置：「藍芽 Beacon 發射/接收器」、「環境感知裝置(如溫濕度、

空氣品質)」、「網路閘道器」、「主動服務裝置(如預約車位車擋、停車場/

遊樂場閘門、住宿房間門鎖、電器開關)」。這些裝置佈置在城市的各個角

落。智慧城市網路層的佈建，依照裝置節點之間短、中、長距離。配置不

同的網路。短距離可透過BLE(Bluetooth Smart)藍芽通訊、中距離有ZigBee

、Wi-Fi 無線網路，長距離使用 LoRa 網路，將感知層聯接到區域型伺服

主機(樹莓派)，或連接到各個服務單位的雲端伺服機。外來旅客只要攜帶

智慧型手機，隨身行李、老人、小孩、寵物，配戴 Beacon 小飾物，就可

享受智慧城市各種貼心的主動服務。以旅客個人化的需求為中心，能正確

識別、友善引導，在適時的時間點提供主動的服務。

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目錄

摘要 ...................................................... 1

圖目錄 .................................................... 4

第一章緒論 ........................................... 6

1.1 創作動機 ............................................. 6

1.2 創作目的 ............................................. 6

1.3.1公共享式停車 ...................................... 8

1.3.2 掃描定位遺失物協尋系統 ........................... 9

1.3.3 訊息推播系統使用 ................................ 10

第二章 相關原理與應用 ..................... 11

2.1藍芽新技術-BLE ........................................ 11

2.2 Beacon................................................ 13

2.3 BLE嵌入式晶片 Ti-CC2541 .............................. 15

2.4 樹莓派(Raspberry Pi) ................................. 16

2.5 Arduino ............................................... 17

2.6 Beacon接收器 ......................................... 19

2.7 攝影機 ................................................ 20

2.8 使用相關軟體介紹 ...................................... 22

2.8.1SUBLIME TEXT 編輯器 ............................... 22

2.8.2 XAMPP ........................................... 24

3

2.8.3 App Inventor .................................... 26

2.8.4 Node-red ........................................ 27

第三章系統功能介紹 .................................. 29

3.1 共享式停車的作品功能介紹(一) .......................... 29

3.2 掃描定位遺失物協尋系統的作品功能介(二) ................ 30

3.3 訊息推播系統的作品功能介紹(三) ........................ 31

第四章 系統硬體與韌體實作 ........................ 32

4.1共享式停車硬體與韌體系統 .............................. 32

4.1.1 硬體實作 ............................................ 32

4.1.2 韌體系統 ........................................ 33

4.2攝影機協尋硬體與韌體系統 .............................. 34

4.2.1 硬體系統 ........................................ 34

4.2.2 韌體系統 ........................................ 35

4.3 APP撰寫 .............................................. 37

第五章系統評估與測試 ............................... 38

5.1智慧城市系統功能測試 .................................. 38

5.2系統實現之討論成果 .................................... 42

第 6章 結論 ............................................ 44

參考文獻 ................................................ 45

4

圖目錄

圖 1.系統基本架構……………………………………………………………7

圖 2.藍芽技術主要特點……………………………………………………11

圖 3.藍芽模塊…………………………………………………………………12

圖 4.Beacon 優點………………………………………………………………13

圖 5.iBeacon功能應用………………………………………………………14

圖 6.BLE嵌入式晶片 Ti-CC2541功能架構…………………………………15

圖 7.Raspberry Pi 3架構圖…………………………………………………16

圖 8. Arduino規格……………………………………………………………17

圖 9 Arduino電路板…………………………………………………………18

圖 10.藍芽 Beacon接收器方塊圖……………………………………………19

圖 11.Beacon接收器…………………………………………………………19

圖 12.攝影機…………………………………………………………………21

圖 13.Sublime Text程式編輯畫面…………………………………………23

圖 14.Xampp 登入畫面…………………………………………………………25

圖 15.Xampp 執行頁面…………………………………………………………25

圖 16.app inventor撰寫軟體………………………………………………26

圖 17.Noode-Red 程式編輯…………………………………………………………28

圖 18.共享式停車車擋實體圖………………………………………………32

5

圖 19.手機藍芽控伺服馬達流程圖…………………………………………33

圖 20.車檔控制實體圖………………………………………………………33

圖 21.攝影機協尋實體圖……………………………………………………34

圖 22.攝影機機協尋流程……………………………………………………35

圖 23.攝影機硬體與監視器畫面……………………………………………36

圖 24.APP 流程圖……………………………………………………………37

圖 25.共享式停車畫面………………………………………………………38

圖 26.車位表…………………………………………………………………38

圖 27.產生金鑰………………………………………………………………39

圖 28.金鑰輸入………………………………………………………………39

圖 29.藍芽連接控制車擋……………………………………………………39

圖 30.失物協尋畫面…………………………………………………………40

圖 31.協尋查閱………………………………………………………………40

圖 32.社群協尋………………………………………………………………40

圖 33.攝影機畫面查詢資料………………………………………………………40

圖 34.推波畫面………………………………………………………………41

圖 35.店家資訊查詢…………………………………………………………41

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第一章緒論

1.1 創作動機

外地來的旅行者到一個陌生城市，除了能滿足食衣住行育樂等基本需

求外，並讓旅行者感受到友善、便利、貼心、主動服務，從旅行者個人需

求，友善引導，在適時的時間點提供主動的服務，針對這些需求，提供個

人化的主動服務。智慧城市是物聯網的重要應用場域，因此建構一個先進

的「智慧城市」已成為熱門的討論議題。智慧城市涵蓋的範圍相當廣泛，

例如交通、公共設施、工商業活動、健康醫療、安全、環保、觀光旅遊…

等。不但提供當地各行各業興盛發展，更可以提升當地居民的居住品質。

1.2 創作目的

再這當中我們使用物聯網技術中的定位技術、藍芽技術、手機監控技

術整合出了一個完善系統讓旅客在這些設施達到一個智慧城市的概念，在

系統中我們目前規劃出了三大系統分別為共享停車系統、遺失物協尋統、

觀光推播系統經過我們的評估可行性非常高，旅客透過我們整合出來的系

統在最安全、便利下的環境中觀光，說到觀光，觀光最能代表一個城市繁

榮盛況，當然也帶來了人潮與錢潮，人潮與錢潮不就是一個建立一個城市

最基本的條件嗎?

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1.3 系統架構

本作品目的使用BLE嵌入式晶片、最新藍芽技術 iBeacon、手機APP 行

動、Node-red、Arduino 與雲端技術，建立智慧城市智慧化系統，構建用

戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特徵的城市可持續創新生態。

圖 1. 系統基本架構

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1.3.1公共享式停車

停車預約與共享本作品結合人工智能控制物聯網技術與網路社群量，

建構一個「互助、分享、智慧聯網平台」並從中找尋新形態經營模式，與

創新服務型態及共享經濟，為了解決停車位不足供不應求、找不著停車位

等現象，本作品在停車位預約中，上班族、旅客可以使用手機 APP 預約附

近停車位，預約資料上傳資料庫後，將保留車位 15分鐘，當旅客到達後，

可使用手機 APP 解鎖停車格自製閘門。此外，城市裡的居民若因上班、度

假、出差，空出的車位，也可以利用此系統，在特定時段開放給外地旅客

臨時停車，分享車位。可與商辦大樓、住宅社區等停車場合作，將空閒時

段車位開放共享，解決停車不易問題。

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1.3.2 掃描定位遺失物協尋系統

外出旅行，逛街擔心的是遺失東西，損失財物或是家中高齡的長輩或

年幼的孩子走失。本作品透過 Beacon找尋背包、小孩和老人，1.手機協尋

和 2.攝影機協尋分為 2部分:

1. 手機協尋:

物品的主人可以使用手機 APP協尋將自己遺失物品、地點和照

片進行網頁協尋，協尋資料上傳資料庫後，APP、網頁進行查閱協尋資

料，此外也可將協尋資訊透過 IFFT分享至社群上，透過社群力量協尋。

2. 攝影機協尋:

我們在攝影機上安裝 node-red與 beacon接收器當今天 beacon接收器

接收到資料庫後台認證過的 beacon 時攝影機就會自動錄影這時

node-red 會自動將影片上傳至 youtube 或專屬 web我們只要到專屬 web

或 youtube輸入我們的 beacon碼即可查詢歷史影片。

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1.3.3 訊息推播系統使用

掃描定位系統技術，將 Beacon 裝置應用在觀光旅遊業，使用藍牙低

功耗技術-BLE 製作的 Beacon 裝置，透過藍芽無線通訊，自動創建一個信

號區域，當智慧型手機或平板電腦進入該區域時，APP 程式便會主動提示

使用者是否進入這個信號網路，並接受系統提供的各種推播資訊與服務。

掃描定位系統應用可衍生許多具有潛力的創意商品。

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第二章 相關原理與應用

2.1藍芽新技術-BLE

藍芽技術是一種小範圍的無線電頻率技術，裝置間透過晶片可互相溝

通，不必再透過纜線傳輸。另外與藍芽對比的紅外線，其傳輸的距離短、

且受方 向限制，用過筆記型電腦的紅外線埠和印表機連線的人可能有過這

樣的經驗： 努力地調整筆記型電腦和印表機的角度（幾乎是面對面的情況）

和位置（一公尺內的範圍）後，發現其慢無比，最後還是乖乖的找條線路

連接上電腦。是不是資料的傳遞一定得要經過銅線呢？「藍芽」就是著眼於

此，而開發出的無線傳輸技術，它的主要特點如下圖

圖 2. 藍芽技術主要特點

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只要支援藍芽的設備，彼此間就可以互相交換資料，「藍芽」計畫在十

到一百公尺範圍內建構起專屬個人的無線區域網路，最少可以容納八個

小網路，對稱式傳輸時，上下傳速度均為 432Kbps，但採非對稱式時，

上傳為 56Kbps、下傳則提高為 721Kbps，未來則可擴充為 2 或 5Mbps，

可更為提高電腦及行動電話的通訊能力。另外，藍芽以更高的頻率（2‧

45GHz）取代紅外線，傳輸速率更高、應用更廣，可以符合未來寬頻網

路時代的要求。目前的紅外線傳輸只能傳送幾公尺，而且還不一定密。

圖 3.藍芽模塊

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2.2 Beacon

Beacon 技術是指透過使用低功耗藍牙技術(BLE 或藍牙 4.0）的

微定位訊號發射器皆能稱之為 Beacon，傳輸距離可達 100公尺，簡單

來說 Beacon 可以自動創建一個信號區域，當裝置進入該區域時，相應

智慧型手機或平板電腦的 app 程式便會提示使用者是否需要接入這個

信號網絡。透過能夠放置在任何物體中的小型無線感測器和低功耗藍牙

技術，使用者便能使用智慧型裝置來傳輸數據。這技術的出現使得在室

內環境下對使用者進行精確定位變成了可能。透過周邊多個 Beacon 收

發器，使用者的位置可以被精確定位至幾英尺的範圍內，這一定位技術

被業內統稱為「微定位」

圖 4.Beacon 優點

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Beacon 被業界視為明日之星的原因，在於它比 GPS 有更精準的微定位

功能。以往 GPS 只能大概得知使用者所在，Beacon 則可將定位範圍精準

到 2～100公尺內，明確辨識任何進入信號傳輸範圍內的手機。與其他無線

通訊技術相比，Wi-Fi 雖然也能做到定位，但精準度低於 Beacon，且僅有

Android 系統支援 Wi-Fi 定位技術。而近兩年大為熱門的 NFC（無線近場

通訊）由於必須近距離接觸才能傳輸訊息，致其先天就無法做到定位，目

前 NFC 技術在行動支付領域的呼聲雖高，但後起之秀 Beacon 也能做到支

付應用，因此 Beacon 又被稱為「NFC 殺手」。Beacon同時兼具定位與支

付的優勢，讓 Wi-Fi 與 NFC 分別在定位與支付的光環盡失，儼然成為實

體通路虛實整合的救世主。直接面對消費者的零售業者，對於 Beacon 這

種 LBS（以定位為服務）技術的需求，將比其他物聯網裝置的需求強勁，

「這有助於零售業者做到虛實整合，LBS 將會是驅動物聯網成長的其中一

個關鍵。」iBeacon 功能應用如下圖。

圖 5 iBeacon功能應用

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2.3 BLE 嵌入式晶片 Ti-CC2541

iBeacon技術核心 BLE，目前已有整合型嵌入式晶片。德州儀器(TI)推

出最新 CC2541 藍牙 (Bluetooth®) 低耗能系統單晶片 (SoC)，旨在滿

足消費性醫療、運動健身、安全、娛樂以及家庭自動化等 Bluetooth Smart

感測器應用需求。與 TI 前代 CC2540 SoC 相比，該 SoC 可在輸出功率爲

1MW 時將功耗降低 33%，充分發揮省電優勢。2.4 GHz CC2541 SoC、免專

利費 TI 協定堆疊、基本軟體 (profile software)、樣品應用、開發套件、

技術檔案與支援。使用高彈性、高整合度的內建解決方案簡化設計；支援

藍牙 4.0 版以及 250Kbps、500Kbps、1Mbps 及 2Mbps 的專有模式；經驗

證、穩健的藍牙技術建立在 CC2540 的成功基礎之上。實現可在單一硬幣

型 (coin cell) 電池上運行超過一年的低功耗感測器産品。CC2541功能

架構如下圖(6)。

圖 6.BLE嵌入式晶片 Ti-CC2541 功能架構

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2.4 樹莓派(Raspberry Pi)

Raspberry Pi 是源自一個開放源程式碼的硬體專案平台,該平台包括

一塊具備簡單 I/O 功能的電路板以及一大堆的 Linux 軟體。Raspberry Pi

可以用來開發交互產 品,比如它可以讀取大量的開關和感測器信號,並且

可以控制電燈、電機和其他各式各樣的物理設備，Raspberry Pi 也可以開

發出與 PC 一樣的周邊裝置,也可以運行在 Linux PC 上的軟體進行通

信。

Raspberry Pi 3最大的亮點在於它搭載全新的 SoC BCM2837，其處理器

相較於 1 代與 2 代產品採用的單核心 ARM1176JZF-S（700MHz）與四核

心 ARM Cortex-A7（900MHz），Raspberry Pi 3採用 64位元四核心 ARM

Cortex-A53（1.2GHz），官方宣稱與 1代產品相較，效能提高 10倍以上，

與 2 代產品相比，光是時脈就有 33%的提升，再加上強化架構的效益，32

位元模式的效能可提升 50~60%，有助於讓使用者開發更複雜強大的程

式。

圖 7.Raspberry Pi 3架構圖

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2.5 Arduino

Arduino電路板是使用各種微處理器和控制器。 這些電路板配有一組

數字和模擬輸入/輸出（I/O）引腳，可以連線各種擴充功能板或麵包板（遮

蔽板）和其他電路。 這些電路板具有串行通訊介面，包括某些型號上的通

用序列匯流排（USB），也用於從個人電腦載入程式。 微控制器通常使用

來自程式語言 C 和 C ++的特徵的方言進行編程。 除了使用傳統的編譯工

具鏈之外，Arduino專案還提供了一個基於 Processing 語言專案的整合式

開發環境（IDE）。

圖 8 Arduino 電路板

18

圖 9. Arduino 規格

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2.6 Beacon 接收器

「藍芽 Beacon 接收器」：使用樹莓派(RaspBerry Pi3)搭配 CC2541 的

BLE 模組，內建 Apache Server(或 Node.js)與 MySQL 資料庫，負責接

收旅客手機與 Beacon 發出訊號，並透過 EtherNet 或 Wi-Fi 傳送到網路

伺服主機。

圖 10 藍芽 Beacon 接收器方塊圖

圖 11.Beacon 接收器

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2.7 攝影機

網路攝影機是包含攝影機、影像壓縮晶片和電腦的設備。其中小

型電腦是專為網路應用功能所設計的。每台網路攝影機都有自己的 IP

位址。它可以作為一台網路設備連接到網路中，並且還有應用於 Web

伺服器、FTP 伺服器、FTP 用戶端及 E-mail 用戶端等的內建軟體。它

還具有自動執行功能（應用程式）的功能。真正的網路攝影機是不需

要透過連接 PC 使用。我們注意到，儘管有許多 WebCAM、Interne 攝影

機宣稱它們是網路攝影機，但實際上它們只是 PC 攝影機。它們利用 USB

埠或是平行列印埠連接到 PC 上。它們如果要和網路相連，必須經由一

台 PC 的軟體運作才能實現。網路攝影機是一種設備包括鏡頭、濾鏡、

影像感應元件、影像數位化元件、影像壓縮元件與含有網路連接的網

頁伺服器。網路攝影機內建 IP 位址與包含電腦功能能夠處理網路通訊

協議，像是 TCP/IP。連接網路方式如同其他網路設備，並且內建網頁

伺服器、檔案傳輸伺服器、檔案傳輸客戶端、電子郵件客戶端等軟體。

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更高階的網路攝影機伺服器另外包含許多其他吸引人的功能；像是移

動偵測、警報輸入/輸出與支援電子郵件，其規格

XVGA(1024*768)高品質視訊通話

最高可達五百萬畫素照片拍攝

內建抗噪式麥克風

定焦式鏡頭

強化低照度下視訊效能

每秒 30頁 Video 錄影

圖 12.攝影機

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2.8 使用相關軟體介紹

2.8.1SUBLIME TEXT 編輯器

今天會特別介紹這套文字編輯器其實還有一個更簡單的原因：他很年

輕，許多設計較貼近現代人的習慣。同時包含了前面提到幾套軟體的各項

優點，例如強大的套件支援，豐富色彩與階層化的程式編碼等等，算是一

套集近年來各軟體為大成的編輯器軟體。

一般會考慮使用這類多功能文字編輯器的使用者很多都是程式編輯員，

我自己則是殺雞用了牛刀，只是為了拿來做靈感創意的發想與紀錄，才會

特地尋找一種能滿足我下面幾項書寫環境需求的軟體，包括：

1. 檔案瀏覽側邊攔，用來快速切換、選擇文件檔案；

2. 簡化的視窗介面，文件色彩可以自行調整；

3. 全文快速瀏覽側邊攔，可用滑鼠大範圍的直接移動文件位置；

4. 檔案標籤列，可在複數個已開啟的文件檔案中快速切換；

5. 文件記憶功能，在編輯狀態下關閉程式，等重新開啟後可以直接返回

原編輯狀態。

6. 嚴格來說，雖然 NotePad++ 內建了原生中文介面，開發者還是自己國

人，而且多數功能已經可以滿足我的創作需求，只可惜 NotePad++ 尚

未提供 64 位元版本。

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圖 13.Sublime Text 程式編輯畫面

24

2.8.2 XAMPP

XAMPP 是一個把 Apache 網頁伺服器與 PHP、Perl 及 MariaDB 集合在一

起的安裝包，允許用戶可以在自己的電腦上輕易的建立網頁伺服器。

Apache 2.4.23

MariaDB 10.1.16

PHP 7.0.9*+

phpMyAdmin 4.5.1

FileZilla FTP 伺服器 0.9.41

Tomcat 7.0.56 (with mod_proxy_ajp as connector)

Strawberry Perl 7.0.56 移動版

XAMPP 控制台 3.2.2 (來自 hackattack142)

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圖 14.Xampp 登入畫面

圖 15.Xampp 執行頁面

26

2.8.3 App Inventor

Android 作業系統是一個以 Linux 為基礎的開放原始碼作業系統，

中文俗稱 為「安卓」，其起源最早是在西元 2003 年由安迪魯賓（Andy

Rubin）所開發製 作，目前由 Google 公司成立的開放手持設備聯盟 Open

Handset Alliance（OHA） 來持續開發主導。 Android 作業系統的應用

層面，最早是由智慧型手機開始，後來逐漸擴展到 平板電腦及其他領域上，

在西元 2010 年底，Android 作業系統成為全球第一大 智慧型手機作業

系統，其市佔率超過 Apple 公司的 iOS 作業系統。 Google 公司在西元

2010 年，為了讓更多人在沒有程式基礎的狀況下，能 夠開發 Android 裝

置應用程式，推出 Google App Inventor for Android 工具軟 體，讓使用

者可以運用拼圖模式來組合程式語法，進而發展 Android 裝置的應用程

式。

圖 16.app inventor 撰寫軟體

27

2.8.4 Node-red

IBM 發行了一套開源視覺化界面開發工具 －Node-RED，每當啟動

Node-RED 時，背景程式便會創造一個伺服器來處理我們輸入的指令，這

時只要使用瀏覽器登入指定的 IP 即可進入 Node-RED 的編輯畫面，設定

好想要的流程後，背景程式會將流程轉換成程式碼交給Node.js環境運行，

其實視覺化界面開發工具已經相當流行。Node-RED 提供各式的 API，包

括網際網路服務，例如推特與查詢天氣、呼叫使用各式的通訊協定，例如

MQTT、TCP、UDP 等；在嵌入式系統上，Node-RED 提供控制 GPIO 的

功能，並使用 MQTT 或是 HTTP 等協定與雲端做溝通，架構 IOT 產品。

讓 Node-RED 流行於各大網路社群的理由，在於它擁有以下諸多的優點：

1. 相較於撰寫程式碼，使用圖形化界面可更快速開發。

2. 適合作為概念性應用驗證的開發工具。

3. 淺顯易懂，每個 API 都有文字說明可供查詢。

28

具有高度擴充性，已有大量的 Library、Flow、Node 供人下載。

圖 17.Noode-Red 程式編輯

29

第三章系統功能介紹

3.1 共享式停車的作品功能介紹(一)

智慧城市共享式停車，結合雲端及網路技術給予需求車位者解決停車

位嚴重不足、供不應求的現象、也替共享車位者賺取些許費用達成共享經

濟的效益，系統功能包括:

(1)、網路預約，透過網頁註冊會員，登記車位給予預約、查詢車位、及預

約車位。

(2)手機預約，透過 Beacon、發送預約資訊給手機通知預約資訊給預約者、

並在手機直接進行預約。

(3)手機控制車用檔板，透過後台授權給手機進行車用檔板控制開啟與關

閉。

30

3.2 掃描定位遺失物協尋系統的作品功能介(二)

利用物聯網技術(手機、掃描定位，雲端技術)與社群力量，建立一個

協尋平台，協助遺失物品或迷路老人小孩，很快尋獲使用者隨身攜帶大小

行李、背包、手提袋…等物品，配戴 Beacon 製作的小飾物，透過智慧型

手機 APP，就可以隨時掌握行李與隨身物品的行蹤，避免外出途中，物品

的遺失，達到個人行李的自主管理。若使用者行李遺失與人員走失，再設

群網站公告，提出協尋需求，以即尋獲後之報酬賞金，鼓勵社群協助找尋

失物。可使用監視器結合藍芽閘道器作 Beacon 接收器協尋，透過該人員

或行李隨身佩帶的 Beacon 訊號，由藍芽閘道器接收後，上傳至雲端，並

利用該藍芽閘道器結合的監視器找尋。

31

3.3 訊息推播系統的作品功能介紹(三)

掃描定位系統技術，將 Beacon 裝置設計成新穎可愛的手環或配戴小

飾物，應用在觀光旅遊業。系統提供的功能如下

(1)旅行團的人員與物品管理：旅行團的團員、行李與物品都配置 Beacon

製作的名牌或小飾物，領隊透過智慧型手機 APP，隨時可掌握與照顧全團

的人員與行李。

(2)旅遊資訊的導覽與推播:旅行團員下載的 APP 程式同時具備讀取其他

beacon 能力。旅遊業者可與相關業者合作，在觀光景點、酒店、餐廳、商

圈配置 Beacon 裝置，提供觀光導覽、推播各種商品服務資訊，更可推動

旅遊產業鏈的結合，創造更多商機。

(3)旅遊品牌行銷: Beacon 製作的名牌與可愛小飾物、可結合旅遊業者的

Logo 做品牌行銷。配置在觀光景點、酒店、商圈的 Beacon，做旅遊業者

的形象廣告。提升旅遊業者的知名度。

32

第四章 系統硬體與韌體實作

4.1共享式停車硬體與韌體系統

4.1.1 硬體實作

此裝置採用 App inventor 、Arduino (Atmega328)搭配 BLE 模組，驅

使伺服馬達轉動。本作品是透過手機 APP 藍芽與 Arduino 上的 BLE 模組

連接，配對成功便可控制伺服馬達正反轉，使車擋開關。

圖 18.共享式停車車擋實體圖

33

4.1.2 韌體系統

手機上藍芽掃描連接 Arduino 上的藍芽模組，判別手機與 Arduino 是

否連接上，藍芽連接上即可控制馬達的運轉，反之沒連接上繼續掃描。

圖 19.手機藍芽控伺服馬達流程圖 圖 20.車檔控制實體圖

34

4.2 攝影機協尋硬體與韌體系統

4.2.1 硬體系統

我們在樹梅派內安裝 node-red、攝影機、beacon 接收器假如包包不見

時剛好包包有攜帶我們 beacon 只要經過攝影機,樹梅派上的 beacon 接收器

接收到 beacon 訊號時樹梅派就會審核 beacon 的認證碼如果與資料庫內部

的認證碼相同時攝影機就會自動錄影這時只要透過我們的協尋服務 app上

網登入姓名、物品、地點，提供遺失包包的影片請社群的人幫忙協尋

圖 21.影機協尋實體圖

35

4.2.2 韌體系統

樹莓派偵測 beacon 訊號，開始判別附近的 beacon 訊號，與資料庫已

註冊的 beacon 的 minor 碼進行比對，比對相同觸發攝影機錄影。

圖 22.攝影機機協尋流程圖

36

圖 23.攝影機硬體與監視器畫面

37

4.3 APP撰寫

APP結合 3種功能為智慧觀光城市運用軟體，這次主推主動式推波，

使遊客旅途中不是被動的去尋找各家的資訊，而是去享受城市的溫馨和便

利。

圖 24.APP 流程圖

38

第五章系統評估與測試

5.1智慧城市系統功能測試

將 app畫面總合確認功能將資訊上傳至 web、開啟閘門、偵測 Beacon、

以及攝影機錄影，首先測試資訊是否連接網頁，資訊的是否與網頁的位置

相同，Beacon 是否被偵測與資料庫比對是否相同，物品遺失將資訊傳至社

群以及手機偵測 Beacon碼顯示店家資訊，經過無數次的測試與修改，已趨

於穩定。

共享式停車分為兩種分享車位和預約車位，擁有車位的使用者可以

分享車位給外來者方便停車預約，選擇預約的車位進行預約，預約成功得

到金鑰，輸入金鑰，可控制車擋開與關。

圖 25.共享式停車畫面 圖 26.車位表

39

圖 27.產生金鑰 圖 28.金鑰輸入

圖 29.藍芽連接控制車擋

40

物品遺失只要偵測至 Beacon 的碼與資料庫註冊的 Beacon碼，相同的

話可驅使攝影機錄影並將影片傳送至 Youtube，也可以透過手機協尋遺失

物品，分享協尋資訊至社群網站。

圖 30失物協尋畫面 圖 31.協尋查閱 圖 32.社群協尋

圖 33.攝影機畫面查詢資料

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旅遊觀光我們可以在店家門口安裝 beacon利用 beacon發射訊號，手

機偵測到 beacon時 app會主動比對後端資料庫並跳出對應的店家資訊。

圖 34.推波畫面 圖 35.店家資訊查詢

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5.2系統實現之討論成果

旅客只要攜帶智慧型手機，隨身行李、老人、小孩、寵物，配戴 Beacon

小飾物，就可享受智慧城市各種貼心的主動服務。以旅客個人化的需求為

中心，能正確識別、友善引導，在適時的時間點提供主動的服務。我們將

設計不同場景作實際的展示，驗證主動服務的功能，包括下列項目：

1. 取得附近路況及停車的資訊，可做預約停車與共享停車。

2. 在室內外空間利用 Beacon 的微定位功能，引導旅客觀光路線。提供

各種美食 購物、娛樂各種資訊。

3. 隨身Beacon小飾物與手機做自主管理。若物品遺失或老人小孩迷路，

亦可提供協尋。

4. 觀光景點透過 Beacon 導覽推播、產品促銷與城市行銷。

5. Beacon 製作的名牌與可愛小飾物、可結合當地政府單位的 Logo 做品

牌行銷。配置在觀光景點、酒店、商圈的 Beacon，做城市形象廣告，

提升城市的知名度。

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導覽推播

導覽推播的部分技術與創意都是可行的 Beacon也可製作名牌與可愛小

飾物結合當地 Logo做品牌行銷。配置在觀光景點、酒店、商圈的 Beacon，

座城市形象廣告提升城市的知名度。

共享停車共享停車這構想在初步我們覺得可行性非常高，但裡面有許

多有在克服的技術細節，我們現在只是在做一個可行性評估，在可行性評

估內我的創意是可行的但裡面有許多的技術細節與使用者觀念都需要政府

去大力推廣。失物協尋

失物協尋創意是可行的，但唯獨影片這部分因為技術的問題在製作上傳時

間高達一分鐘之久當今天只有一台攝影機 delay時間是一分鐘，假如一次

十台 delay時間可能更久也可能發生系統大當機等意外。

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第 6 章 結論

本作品使用最新物聯網概念，整合新一代嵌入式晶片、BLE、Wi-Fi

等網路技術，智慧型手機 APP 結合 Beacon，雲端監控技術，建構一個具

有主動式服務的智慧城市。智慧城市提供的功能與服務以使用者為中心，

針對不同旅客，能正確識別、友善引導，在適時的時間點提供主動的服務。

欲達到主動式功能，我們引用嵌入式一系統晶片、感測與控制技術，

網路技術等，製作智慧聯網裝置，整合停車場、室內設施、室外景點、導

覽推播、城市行銷等。建構一個具有主動服務功能的「智慧城市。讓使用

者擁有一套提供安全、健康、舒適、方便又環保的主動式服務智慧城市。

物聯網應用將成為21世紀引導全球經濟發展和社會進步的重要產業，

涵蓋範圍非常廣泛。智慧城市的應用將是這個物聯網產業的重要指標之一，

相關應用功能，勢必成為科技界爭相研發的熱門主題。預估未來商機無限。

本作品提出從觀光旅遊出發，可以打造智慧城市知名度，讓城市更聰明、

親切、有活力，塑造城市特色魅力，讓物聯網與雲端科技應用，能發揮實

質功能與效益。

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參考文獻

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