無線感知網路(Wireless Sensor Network,WSN)是一種可以測得週遭環境變化狀況的無線技術,原本是美國軍方研發,想要應用在戰場狀況偵測上的技術。此技術透過感知器(Sensor)和無線網路的結合,可以提供週遭環境各種不同變化的數據,讓遠端的人員透過這些數據判斷環境發生的狀況。現在,這個原本用在戰場上的技術,已經開始逐步走向企業應用。

工研院、臺北科技大學與三聯科技,日前就將WSN應用在臺北橋橋墩的傾斜偵測上。協助此示範建置案的工研院資訊與通訊研究所副理莊國煜表示,每座橋約半年到1年必須測量一次橋墩的傾斜度,過去的做法是採用有線的傾斜感知器,在每個橋墩裝上一個傾斜感知器,然後利用纜線連結各個感知器,藉以接收橋墩傾斜的數據,來判斷是否傾斜。這樣的做法不但耗時,且當感知器離得越遠,測得的數據就越有可能有所偏誤。

而此次在臺北橋上的示範應用,則是在感知器上,運用類比轉換數位(Analog to Digital,A2D)的處理功能,將感知器的數值轉換為數位訊號以後,透過2.4GHz的RF無線電回傳至後端主機,讓工程人員能夠直接在遠端無線接收各個感知器傳回來的數據,比對橋墩傾斜的狀況。莊國煜指出,應用WSN技術來測量橋墩傾斜,不但可以大幅減少工程人員的測量時間,資料也不會因為類比衰減的因素,而有失準確。目前臺北橋有5~6個橋墩是採用此技術來測量傾斜度。

除了測量橋墩傾斜度之外,WSN技術隨著感知器的不同,也能應用在其他建築業需要測量的地方。例如建築業在進行深開挖工程時,需要工程人員在H型鋼樑上以纜線連結各個感知器,來測量整個工程的準確度。莊國煜指出,由於這種測量每天都要進行,這使得建築業必須撥出一個人力,每天花上將近半天或1天的時間來進行深開挖工程的測量。若是使用類似WSN技術應用在臺北橋橋墩傾斜測量的方式,工程人員將可能每天只需要幾個小時就能完成測量,甚至不需要到工地,就能在遠端觀看所有感知器傳回的數據。

WSN也能應用在製造業工廠設備的馬達監控上,目前工研院就有和幾家晶圓製造廠合作,利用WSN技術定期監控廠區內馬達的應用狀況,如馬達是否有軸心偏離等不良狀況,可以讓製造業提前知道廠區的馬達是否需要更換,以避免設備突然損壞造成的停工損失。現在WSN技術雖然仍未正式商用化,但是工研院已經準備未來將要技術轉移給民間廠商的事宜。也已有廠商開始推出運用WSN技術的環境感知應用產品,如識方科技日前就推出蘭花生長環境監控的產品。

事實上國外調查機構也十分看好WSN技術未來在各種環境監測上的應用,莊國煜表示,國外調查機構DTI在去年的Global Watch Mission報告中就指出,WSN的市場在 2010年會成長到50億美元。而調查機構On World在去年所發表的市場預測也顯示,全世界WSN節點的使用量將會在 2010 年到達1.27億個,並進而創造830億美元的市場。這足以顯示未來WSN將逐漸成為可以解決「人力不易到達」、「環境狀態惡劣」、「大量的資訊需要被收集」等問題的應用解決方案。文⊙劉哲銘

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