組員：戴嘉泰、傅宇謙、曾奕祥、何昌諭、黃景煥、郭憲龍

摘要

植物對於外在環境主要因素包括：光、溫度、水，本專題實現一個“智慧溫室箱”，可用來記錄植物生長環境紀錄，以找出不同植物所需的最佳生長環境數據，例如光照長度及光強度、環境溫溼度及土壤水份等。

本專題以Raspberry Pi為核心，並且連接各式數位及類比感測器，包含光感測器、空氣溫溼度感度器、土壤濕度感度器、水位高度感測器，以獲得溫室箱內各種植物生長環境參數，並且這些參數的變化將即時更新於溫室箱的LCD上。 本系統會依據不同植物的參數設定，維持其應有的生長環境狀態。為控制溫室箱內溫度與溼度，我們利用超音波霧化器當作細小水霧供應源，只要施以不同振幅，就能得到不同的造霧量，來達到溫室箱內環境的乾溼控制。此外，為了進一步更快速達到溫度響應和溫度穩定性，系統使用了一個熱電致冷晶片模組及並配合4個輔助風扇，來促使冷、熱空氣快速循環，進而提升溫室箱內的升溫與降溫的速度。植物生長需要適當的水份，因此若偵測到土壤溼度過低時，系統會啓動抽水馬達(Water Pump)進水份補充。至於植物生長的光環境控制，我們利用一個3W LED作為光照來源，並藉由控制PWM調節植物光照週期及照明補充。

此外，本專題利用Facebook旗下的雲端程式開發平台Parse for IoT，來作為植物生長數據資料庫平台，系統會自動將這些植物生長環境數據定時上傳到parse，並且我們實作一個Web管理界面，使用者可使用PC或行動裝置透過瀏覽器進行遠端數據查看及環境各項參數設定。

關鍵字：Parse for IoT、Raspberry Pi、超音波霧化器、熱電致冷晶片、溫溼度感度器、土壤濕度感度器、水位高度感測器

組員：賴洧彬、胡哲維、龍則林、楊凱發

摘要

無人四軸飛行器其靈敏性高、機動性佳、體積小與重量輕等特點，其應用不再只是侷限在軍事方面，也可適用於一些民生用途如空拍導航、地形偵查等。
故本專題想要以上課所學到的內容，來實現一個基於嵌入式Linux系統的一個四軸飛行器。本專題從基本的直流無刷馬達(BLDC)控制開始著手，到完成整個飛行器控制核心及慣性感測器的系統整合，最後實際測試飛行。本系統所使用的控制核心為Raspberry Pi B+, SoC 晶片為Broadcom BCM2835(ARM11@ 700MHz)。
四軸飛行器主要是利用四顆BLDC來帶動螺旋槳產生的浮力，使得四軸飛行器能於空中進行不同的運動，其中BLDC需要透過驅動電路將單一直流電轉換成三相電流，並透過PWM訊號使BLDC產生不同的轉速。因此，系統使用PCA9685讓Raspberry Pi具備四組硬體PWM輸出能力以控制四顆BLDC。
螺旋槳的轉動會產生作用力與反作用力以及一些旋轉的慣性，且當飛行於室外時，也會因為氣流和風勢的影響，造成四軸飛行器飛行時無法平衡。故，為了達到平穩飛行的目的，我們必須能瞭解四軸飛行器的航向、俯仰、側滾等姿態變化資訊，因此我們利用一顆慣性感測元件MPU6050，其同時包含了加速度計及佗羅儀，可用來即時量測物體運動時的加速度與角加速度。這些加速度與角加速度的變化，再透過控制核心作PID運算處理，並回授矯正誤差值，最後輸出PWM訊號來控制BLDC，使四軸飛行器能夠達到穩定的平衡飛行。為了加強控制穩定性，量測到的加速度及角加速度訊號於進入PID前，均事先進行互補濾波器(Complementary Filter) 的演算處理。
另外，我們在四軸飛行器上實作一個簡單終端機UI操控界面並安裝一個USB WiFi Dongle (IEEE 802.11n)，使PC端可以透過WiFi隨時得知控制系統的狀態，包含姿態、航向、轉向等，並且可遠端操控四軸飛行器的運動方向，如上升、下降、左旋、右旋。最後，我們四軸飛行器的電源使用的是20C鋰電池，即其具有20倍1C 放電速度鋰電池，才能提供系統及四顆BLDC於同時高速運轉下足夠的消耗電流。

關鍵字：Raspberry Pi、四軸飛行器、Complementary Filter、互補濾波器、BLDC、慣性感測、MPU6050、PCA9685、加速度計、佗羅儀、直流無刷馬達、PWM、PID、慣性感測器、IMU、自動控制

組員：陳逸誠、邱士傑、許智勝、陳逸群、曾于任、郭彥明

摘要

有鑑於市面上超市或量販店的商品貨架，常需仰賴人去盤點是否需要補貨或透過人來手動更換優惠價標籤，因為是仰賴人所以常常不是補貨太慢不然就是標籤內容和POS收銀機不同步，故本專題希望建立一個賣場商品貨架數位標籤系統，即每一個貨架上的標籤皆為數位標籤，故可隨時更改內容。另一方面，貨架提供自動補貨通知功能，即讓貨架自己本身就可以通知我需要補貨。

本系統為一個主從式架構，一個中央主機和多個商品貨架，主機和商品貨架間通訊，使用無線RF 2.4G通訊網路。中央主機使用Raspberry Pi，作業系統為Raspbian (Linux Kernel 3.12)。主機利用MySQL資料庫來存放貨品資訊，並且建立一個Web-based管理介面，讓管理者只須要透過瀏覽器，便可以監控及管理商品編號、商品名稱、價格、庫存量及貨架狀態(溫濕度、須補貨通知)等資訊。一旦貨品資訊內容有變更，主機便會傳遞同步更新訊息，使貨架上的標籤內容即時更新。另一方面，主機可以透過貨架或冰櫃之狀態上傳來的溫濕度資訊，進一步監控生鮮食品或易受潮之商品的狀態，若有異常時，亦可主動提出警示通知賣場人員。

商品貨架系統使用WengPIC平台(Microchip PIC18F46J50)，透過一顆I2C 界面的Si7020溫濕度感測器來獲得貨架或冰櫃上的溫濕度變化。此溫濕度值會定時傳回主機，使主機持續記錄貨架的溫濕度。另外，在貨架商品擺放區的兩側，我們製作一個遮光式的紅外線物體偵測電路，當光線未被遮擋時，即表示此商品須要進行補貨，故系統會主動發送”補貨通知訊息”給主機。貨價上的數位標籤使用的是16x2 LCD，用來顯示商品名稱、價格、庫存量及貨價上的溫濕度。

關鍵字：Raspberry pi、PIC18F46J50、無線感測網路、NFC mifare、影像傳輸、CC2500、Si7020、Smtplib、Json、Jquery

組員：陳柏智、林裕翔

摘要

有鑑於學校、公司等各機關場所皆需要保全人員，且門禁保全系統有誤觸之疑慮，CCTV也有拍攝死角的問題，故開發一可設定路徑之巡邏裝置，以達到巡邏效果。此一裝置可有效避免人力浪費及克服CCTV拍攝死角問題，巡邏機器人將在設定路徑上巡邏並攝像，並將在門禁保全系統發報時，回到警報發報地點做特定區域巡邏，進行第二階段確認並讓保全人員透過網路檢查。
功能一:巡邏機器人會於預設路線上巡邏並拍攝巡邏過程，且使用者可以設定警報點。
功能二:巡邏機器人會於其中一點警報發生時，回頭針對該地點做加強巡邏及確認，此時保全可透過網路即時確認現場狀況。
一、機器人主體
機器人機構主體以樂高積木組裝，並安裝直流馬達及伺服馬達，以Raspberry Pi做運算及控制，並加裝超音波模組進行距離偵測及校正。
二、影像錄裝置
以Webcam做影像錄製，並以Open CV函式庫做影像儲存，保全可透過Web Server觀看影像。
三、警報系統
此部分於實際使用中將與原先裝設之保全系統結合。本專題中將以Raspberry Pi做按鍵掃描模擬警報發佈，並透過Wi-Fi將警報傳輸至巡邏機器人。

關鍵字：巡邏機器人、直流馬達、伺服馬達、影像儲存傳輸、警報系統、Raspberry Pi、Wifi

組員：劉呈祥、林軒霆、吳鑒倫、黃偉博、邱智偉

摘要

因應現代化工廠管理及危機處理，採24小時透過開發板(Raspberry Pi)與溫濕感測器(SHT21、KC-600)構成的感知層，隨時監測和回傳資訊給雲端電腦。假若工廠環境異常，雲端電腦感知到警訊，巡廠機器人將會立即接收雲端電腦發出的命令，親赴危險現場，替代人員做第一線勘查。

關鍵字：Raspberry pi、Modbus、RS485、工業控制、MCU