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國立成功大學「邁向頂尖大學計畫」延攬優秀人才工作報告表

□續聘 continuation of employment ▓離職 resignation

受聘者姓名 潘 力 綱 ▓男 女 聘 期 from 106 年 07 月 01 日 to 106 年 12 月 31日

研究或教學或科技研發

與管理計畫名稱

永續智慧社區創新實證示範計畫-

NCKU Smart Campus 智慧大學城計畫計畫主持人

（申請單位主管） 建築系鄭泰昇教授

補助延聘編號 HUA106-3-5-132

一、 研究、教學、科技研發與管理工作全程經過概述。（由受聘人填寫） 本研究員於 106 年度之工作項目包含：(1)研擬 C-Hub 智慧系統架構、(2)建置 C-Hub 智慧系統之工程窗

口、(3)撰寫計畫提案書及成果報告、(4)辦理未來城市新創課程，負責內容如下表 1 所示，並分項說明如

後。

表 1 受聘人工作項目與負責內容

項次 工作項目 負責內容

(1) 研擬 C-Hub 智慧系統架構 規格研擬、技術原型測試

(2) C-Hub 戶外感測站建置成果 場地勘查、工程窗口、系統測試、行政協調

(3) 撰寫計畫提案書及成果報告 撰寫下一年度提案書、撰寫上一年度成果報告

(4) 辦理未來城市新創課程 規劃課程內容、綜理課程事務、課程進度控管

(1) 研擬 C-Hub 智慧系統架構

本研究員負責研擬第一、二年度 C-Hub 智慧系統之系統架構(圖 1)、撰寫系統規格書及招標文件、處理

招標事務、處理系統測試及驗收。106 年度第二期 C-Hub 智慧系統，以戶外感測站建智為主軸，包含：戶

外感測站、資料主機、智慧電錶、資料網頁、資料庫、API 索引機制、校園環境即時繪圖等各子系統。

圖 1 C-Hub 智慧系統系統架構圖

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(A) 戶外感測站

本子系統於成大校園之特定地點設置環境感測站，以監測成大校園環境條件與空氣品質，感測站之系統

架構如圖 2 所示，偵測項目包含:PM2.5 濃度、CO2濃度、揮發性有機物濃度(VOCs)、溫度、濕度。環境感測

站能透過無線網路來連結 C-Hub 資料主機，以回傳感測器數據、回報設備狀況，各項感測資訊能夠呈現在

一個資料檢索網頁上。本研究員負責研擬環境感測站之之形式與功能(圖 3)、感測器規格與性能規範、硬

體規格與安裝方式、數據傳輸規範等。

圖 2 戶外感測器系統架構圖 圖 3 戶外感測站箱體外殼

(B) C-Hub 資料主機

C-Hub 資料主機是本案的資料中心，能透過無線網路來連結各個感測站，匯集感測資料後將之儲存於資

料庫中，並能輸出資料報表，亦提供前端網頁介面，讓使用者進行資料瀏覽與設備監控。C-Hub 資料主機

包含二個同步運行的平行主機：C-Hub 本地端主機、成大計中虛擬主機。此二主機於 105 年度已經初步建

置，106 年度則整合既有系統，進行資料維護與系統功能擴充。

(C) 校園環境即時繪圖系統

本子系統能夠在本案的資料檢視網頁上，以本案所建置的環境感測站的所蒐集的數據為基礎，即時顯示

本校環境感測站所測得之環境資訊，並繪製成為(1)圓點圖及(2)等值線圖。本子系統包含以下相關程式區

塊，(子系統架構如圖 4)：

- 圖像演算程式(1):繪製實際值圓點圖。

- 圖像演算程式(2):繪製預測值等值線圖。

- 使用介面程式:建置使用者控制介面(User Interface)。

- 圖像伺服器(Server)

- 伺服器功能(web server 可與本案資料網頁併用)

圖 4 校園環境資訊即時圖像系統－子系統架構圖

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(D) 圖像系統之程式原型測試(R 語言)

本環境資訊的等值線圖像，能動態呈現一段連續時間中各種環境因子之等值線分佈並配合圖形符號與色

階漸層，來將環境資訊轉化為視覺化圖像，等值線圖面之示意圖(圖 5)。為了研擬系統規格以撰寫招標文

件，本研究員帶領資工系團隊，調查一個樣本案例之程式語言，探討 R 語言之資料圖像化之適用性。在本

測試中，以本案所建置戶外感測站數據為基礎，將不足資訊進行內插補點，繪製出圓滑曲線圖及色階圖，

即時顯示校園環境資訊(圖 6)。

圖 5 R 語言數據視覺化-環境資訊等值線圖 (案例由林子平教授提供)

圖 6 R 語言數據視覺化-內插補點演算法

(2) C-Hub 智慧系統建置成果

在 C-Hub 戶外感測系統建置案中，本研究員負責工作如下：

• 測試報告：測試 C-Hub 智慧系統之軟體功能、硬體效能、報表格式、數據合理性，並撰寫測試報告

• 招標事務：本案第一年 C-Hub 智慧系統招標及驗收、C-Hub 監視系統招標及驗收、C-Hub 裝置藝術招標

• 招標文件：撰寫子計畫一第一年及第二年系統規格及招標文件。

• 計畫書圖：編修第一年修正計畫書、整合各子計畫撰寫第二年修正計畫書。

• 模型建置：C-Hub BIM 模型建置、BIM 智慧元件建置與開發。

(A) 環境感測站建置狀況

105 年度已經建置 C-Hub 智慧電錶、室內環境感測站 7 座、室外環境感測站 8 座(圖 7、圖 8)，C-Hub 主

機上建置一個能夠顯示各感測器數據資料的資料檢視網頁(圖 10)，該網頁可以直接用外部電腦進行登入，

檢視各感測器數據資料，並進行報表輸出。

室內環境感測站 7 座 室外環境感測站 8 座

‧C-Hub1 樓工作坊

‧C-Hub1 樓電梯側

‧C-Hub2 樓咖啡廳

‧C-Hub3 樓展覽室

‧C-Hub4 樓典覽中心

‧C-Hub5 樓育成實驗室

‧C-Hub 頂樓室內

‧C-Hub 頂樓戶外

‧C-Hub 北側入口

‧C-Hub 東南側二樓走廊

‧C-Hub 三樓南側綠台

‧建築系後方中庭燈桿

‧榕園西側工設二館燈桿

‧榕園南側大成館燈桿

‧光復操場司令台

圖 7 105 年度已建置之戶外感測站

圖 8 校園中之環境感測站

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106 年度延續既有感測站規格，於成大光復校區建置室外環境感測站 30 座，環境感測站之配設位置考慮

二個因素：(1)網格均佈性及(2)活動代表性，如圖 9 所示。均佈之 30 座感測站可搭配 C-Hub 主機上之演算

法，進行光復校區之校園環境地圖繪製。

圖 9 106 年度光復校區戶外感測站建置狀況

(B) 資料檢索網頁

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圖 10 C-Hub 智慧系統-資料檢索網頁

(C) 校園環境即時繪圖系統

本系統所繪製之即時圖像(圖 11)，能以 HTML iFrame 方式被嵌入於網頁中，配合響應式網頁設計

(Responsive Web Design)，在個人電腦或移動裝置上均能正常呈現，並有以下功能：

- 能夠於本案的資料檢視網頁上呈現

- 連續動態圖像能夠透過網址形式，被引用於外部網站，並完整呈現

- 單張靜態圖像能夠透過網址形式，被引用於外部網站，並完整呈現

- 具備被外部網站引用時之有資料權限控管機制

- 能夠被本校首頁所引用，將即時資訊呈現在本校官方網頁上。

圖 11 校園環境即時繪圖系統

(D) 數據之 API 共享格式

本系統能將本案所建置的各種感測數據匯出成報表(表 2-1、表 2-2)。報表資料使用 JSON 資料交換語言。

JSON 格式檔資料結構內容，報表資料之儲存及讀取，應包含以下二種方式：

- 本機存檔：報表資料能於 C-Hub 主機上存檔，檔案為 JSON 格式之 txt 檔。

- 外部檢索：報表資料能透過 URI 位址被檢索，允許外部程式獲取資料。

各個感測器之數據分別儲存為 JSON 格式檔，且不同時間尺度(即時報表、日報表、月報表、年報表)應

分別存檔。

表 2-1 報表檔格式範例－即時報表 表 2-2 報表檔格式－日、月、年報表

{ "Temp":{"1":"24.56","2":"23.74","3":"24.76",…,"50":"24.76"}, "Hum":{"1":"69.8","2":"72.74","3":"69.77",…,"50":"70.01"}, "CO2":{"1":"438","2":"433","3":"432",…,"50":"431"}, "PM":{"1":"0","2":"14","3":"0",…,"50":"0"}, "PM10":{"1":"0","2":"35","3":"0",…,"50":"0"}, "VOC":{"1":"285","2":"281","3":"217",…,"50":"220"}, "KW":{"1":"3889.1","2":"248.66",…,"5":"0"}, "KWH":{"1":"3889.1","2":"248.66",…,"5":"0"}, "KWR":{"1":"1.3","2":"0.03",…,"5":"1.5"}, "KWS":{"1":"4.6","2":"0",…,"5":"4.6"}, "KWT":{"1":"1.8","2":"0",…,"5":"0"}, "PF":{"1":"0.78","2":"0.6",…,"5":"0.6"}, "Lat":{"1":"23.000336","2":"23.001195",…,"50":"22.997924"}, "Lon":{"1":"120.216148","2":"120.214754",…,"50":"120.216346"}, "Time":"2016/12/2221:54", "EpochTime":"1487314991"}

{"Temp":{"1":"24.56","2":"23.74","3":"24.76",…,"50":"24.76"}, "Hum":{"1":"69.8","2":"72.74","3":"69.77",…,"50":"70.01"}, "CO2":{"1":"438","2":"433","3":"432",…,"50":"431"}, "PM":{"1":"0","2":"14","3":"0",…,"50":"0"}, "PM10":{"1":"0","2":"35","3":"0",…,"50":"0"}, "VOC":{"1":"285","2":"281","3":"217",…,"50":"220"}, "KW":{"1":"3889.1","2":"248.66",…,"5":"0"}, "KWH":{"1":"3889.1","2":"248.66",…,"5":"0"}, "KWR":{"1":"1.3","2":"0.03",…,"5":"1.5"}, "KWS":{"1":"4.6","2":"0",…,"5":"4.6"}, "KWT":{"1":"1.8","2":"0",…,"5":"0"}, "PF":{"1":"0.78","2":"0.6",…,"5":"0.6"}, "Lat":{"1":"23.000336","2":"23.001195",…,"50":"22.997924"}, "Lon":{"1":"120.216148","2":"120.214754",…,"50":"120.216346"}, "Time":"2016/12/2221:54", "EpochTime":"1487314991"},…略(共360~372筆)

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(3) 撰寫計畫提案書及成果報告

(A) 第一年度成果報告書

圖 12 第一年度場域及工作項目 圖 13 第一年度 C-Hub 中庭整合感測.電錶.監控

(B) 第三年度提案書

「智慧大學城」第三年度分為六個子計畫，對應成大校園發展的六大核心議題：行動(Mobility)、節能

(Energy)、永續(Sustainability)、健康(Health)、教育(Education)、大數據(Data)，簡稱 MESHED Project

(MESHED 英文意思為＂網格＂，本計畫視為不同的專業社群，搭配基礎建設而成的智慧網絡)，各子計畫架

構及主題如圖 14、圖 15 所示。

圖 14 第三年度提案-各子計畫架構圖 圖 15 第三度提案-各子計畫執行內容

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(4) 辦理創新課程

本研究員負責辦理「未來城市」微學分課程，目的為結合產業經驗及校內研究能量，以探索智慧城市之

前瞻概念，並使本校相關研究案之衍生資訊能夠獲得延伸應用。本研究員負責工作如下：

• 課程規劃：擬定課程方向、技術調研、建立課程架構。

• 教務協調：與授課師資進行技術討論及專題討論，協調教學方向。

• 課程事務：學員分組管理、建置教學資訊平台、安排教具及場地、調度活動人力、控管各項活動進度。

• 辦理競賽：研擬競賽規則、獎金分配、參賽作品收件、統籌評審會議。

(A) 課程概要

本課程結合成大教學創新計畫及智慧大學城計畫(圖 18)，課程師資由規劃設計學院、電資學院、管理學

院、工學院等多個學院師資共同授課，採用工作營方式(圖 16)，以專題演講配合技術教學，引導學生投入

智慧城市議題，並促成跨領域學生組隊合作，激盪出創新解決方案。

(B) 課程推展方式

本課程主題涵蓋：智慧城市發展趨勢、區域計畫與智慧城市、物聯網導論與實作、氣候監測於未來城市

之應用、城市計算與時空大數據分析、永續環境與建築節能，課程活動包含：專題演講、技術入門教程(圖

19、20)、分組專題提案、期末成果展，並鼓勵參與競賽。在為期三週的課程中注入場域實證及系統實作，

期能整合校內跨領域研究能量，以探索智慧城市之前瞻概念，本課程各項活動之推展時程表如表 3。

表 3 未來城市課程推展進程

(C) 教學成果-智慧城市情境提案

本競賽鼓勵修課學員與自身研究興趣及領域技術銜接，處理台南市或成大校園周邊之環境、人口、交通、

空間使用等都市問題。本課程修課學員以 4-6 人進行跨領域分組參加競賽，一個小組內至少包含三種不同

科系或學程。本競賽邀請授課老師及業界人員擔任評審，共頒發金獎 1 名、銀獎 1 名、銅獎 2 名、特別獎

1 名、人氣獎 1 名。競賽成果豐碩，修課學員創作出 12 套具有前瞻性之未來城市概念情境或系統提案(選

取部分成果呈現如表 4)。

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表 4 課程期末成果－未來城市智慧化服務提案 (選取部分成果呈現)

金獎作品:瞬時驛站-都市熱島智慧化改善方案 銀獎作品:Smart Care-未來長照機制 銅獎作品:校園友善地圖

學員:陳亦然,李馨綸,陳冠霖,鍾佳君,王耀弘,何奕萱 學員:廖健宏,胡純振,王怡婷,陳建翰,王柏涵 學員:葉天韻,廖昱捷,楊馨茹,葉慶宇,林佩昕

銅獎作品:都市水患警示系統 特別獎作品:智慧垃圾收集系統 參賽作品:成大醫院週邊智慧交通管理機制

學員:陳思元,林奉怡,張玉慧,盧威聿,王邑璽 學員:魏士勛,林明蓁,曾揚倫,盧怡潔,陳俊瑋 學員:蔡昕璇,潘念萱,邱玉琴,查少峪,洪鈺函,項于軒

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(D) 活動照片

圖 16 工作營 1-Design Thinking 圖 17 本課程授課教師、學員、助教、行政人員、競賽評審

圖 18 專題演講 (林子平教授介紹智慧大學城計畫案之戶外感測站)

圖 19 Python 程式語言入門教學 (陳培殷教授說明 Python 入門概念)

圖 20 空氣感測實作設備 (藍崑展老師研究室帶領 PM2.5 感測器教學)

二、研究或教學或科技研發與管理成效評估（由計畫主持人或單位主管填寫）

(1) 是否達到延攬預期目標？ 是，已達到延攬目標。

(2)研究或教學或科技研發與管理的方法、專業知識及進度如何？

符合本計畫進度。

(3)受延攬人之研究或教學或科技研發與管理成果對該計畫(或貴單位)助益如何？ 實有助益，如成果報告所列。

(4)受延攬人於補助期間對貴單位或國內相關學術科技領域助益如何？

實有助益，如成果報告所列。

(5)具體工作績效或研究或教學或科技研發與管理成果： 本研究員於 106 年度之工作項目包含：

(1)研擬 C-Hub 智慧系統架構、(2)建置 C-Hub 智慧系統之工程窗口、

(3)撰寫計畫提案書及成果報告、(4)辦理未來城市新創課程，詳成果報告所述。

(6)是否續聘受聘人? □續聘 Yes ▓不續聘 No