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家庭式太陽光電魚菜共生監測系統之整合與驗證

為了解決ark生物擴充模組的問題，作者朱加恆 這樣論述：

摘要 iiABSTRACT iv目錄 vii表目錄 x圖目錄 xi符號說明 xiv1 第一章 緒論 11.1研究背景與動機 11.2文獻回顧 31.2.1 魚菜共生系統 31.2.2 結合太陽光電的魚菜共生系統 51.2.3 物聯網與監控系統 51.3研究目的 61.4本文架構 72 第二章 理論基礎 92.1 魚菜共生 92.1.1 魚菜共生系統之結構 92.1.2 魚菜共生系統的構成 112.1.3 魚菜共生影響參數 142.2 物聯網 162.2.1 物聯網系統的架構 162.2.2 物聯網的應用 182.3 太陽光電 202.3.1 太陽

光電池 202.3.2 太陽光電系統與架構 212.4 不確定度 222.4.1 不確定度Y值與輸入量Xi值之關係 232.4.2 評估標準不確定度 232.3.3 組合不確定度 262.3.4 擴充不確定度 283 第三章 實驗設備及實驗方法 423.1 魚菜共生系統架構 423.1.1 深水栽培系統架構 423.1.2 魚池架構 443.1.3 設備 443.1.4 水耕和水產材料 443.2物聯網監測系統 453.2.1 微控制器-Arduino UNO 453.2.2 資料擷取器Modbus RTU RS-485 463.2.3雲端監測系統-閘道器 4

73.2.4 手機APP 483.2.5 感測器 483.2.6 感測晶片和隔離載板 483.2.7 軟體程式 493.2.8 轉接型模組 503.3 感測器檢測 513.4 太陽能系統 523.5 實驗步驟 534 第四章 結果與討論 754.1 監測系統整合 754.2 檢測系統應用於魚菜共生的產出成果 784.2.1 穩定水質下魚菜的生長狀況 784.2.2 酵素和營養液影響共生系統中植物生長 824.3 系統不確定度分析 844.4 系統投入成本與能耗 854.4.1 系統投入成本 854.4.2 系統能耗與產出 865 第五章 結論與未來工作 11

55.1結論 1155.2未來工作 115參考文獻 117個人簡歷 122表目錄表 2 1重複觀測 30表 3 1魚菜共生架構系統 55表 3 2物聯網系統規格 56表3 3 IDE校正公式 58表 3 4 校正數值 58表 3 5驗證數值與誤差值 59表 4 1 ID1不確定度 91表 4 2 ID2不確定度 92表 4 3能源平衡(天) 93表 4 4 魚菜共生系統水量估計表 94圖目錄圖 1 1 Zion Market Research顯示圖 8圖 2 1深水栽培系統(Deep water culture)示意圖 31圖 2 2 薄膜栽培系統(Nutrie

nt Film Technique)示意圖 31圖 2 3 潮汐栽培系統（Flood and Drain)示意圖 32圖 2 4 過濾系統使用的器具 32圖 2 5 虹吸作用原理示意圖[21]. 33圖 2 6 植物燈 LED和氙氣燈示意圖 33圖 2 7 物聯網四大架構圖 34圖 2 8 感測器實體圖 34圖 2 9 網路層示意圖 35圖 2 10 平臺層示意圖 35圖 2 11 應用層介紹圖 36圖 2 12 三大智慧保全 36圖 2 13智慧農業的三大應用場景 37圖 2 14 綠能永續構造（太陽電池）示意圖 37圖 2 15接面圖電子電洞示意圖 38圖 2

16太陽光發電系統示意圖 38圖 2 17太陽光電獨立型系統示意圖 39圖 2 18太陽光電混合型系統示意圖 39圖 2 19太陽光電市電併聯型系統示意圖 39圖 2 20 標準常態分佈圖 40圖 2 21 不確定度矩形分佈圖 40圖 2 22 不確定度三角形分佈圖 41圖 2 23不確定度U形分佈圖 41圖 3 1 魚菜共生實驗架構 60圖 3 2 魚菜共生骨架和水管示意圖 61圖 3 3 設備水泵浦 62圖 3 4 設備氙氣燈 63圖 3 5 魚菜共生水耕和水產材料 64圖 3 6 Arduino Uno 控制板元件標示 65圖 3 7 Cgate-03 I

oT雲端應用modbus設備監控專用閘道器 65圖 3 8 Cgate-03 IoT雲端IP gateway圖 66圖 3 9 由智慧價值股份有限公司開發手機APP 66圖 3 10 產品EZDO 67圖 3 11 產品Atlas Scientific EZO 67圖 3 12 感測晶片和隔離板放置方法 68圖 3 13 軟體程式 69圖 3 14轉接模組 70圖 3 15 太陽能模組 71圖 3 16 8.16kWp太陽光電示範系統模組配置[21] 72圖 3 17 太陽光電系統 73圖 3 18 研究流程圖 74圖 4 1魚菜共生實驗架構圖 96圖 4 2 整

合系統架構與流程 97圖 4 3 硬體電路圖 98圖 4 4 硬體與壓克力板設計三視圖 99圖 4 5 ID1和ID2 Arduino語言程式 100圖 4 6 ID3 Arduino語言程式 101圖 4 7 Modbus Poll 測試RS485訊號 101圖 4 8 Modbus Cgate 初始頁面 102圖 4 9 Modbus 歷史裝置 103圖 4 10 Modbus裝置-數據Excel檔案 104圖 4 11手機APP數據顯示 105圖 4 12 手機APP 感測器裝置狀態 106圖 4 13魚菜共生監視系統總水質與環境 107圖 4 14 7月和8月

水耕成長率 108圖 4 15 7月和8月水耕種植成長比較 109圖 4 16 水耕量測其長度與重量 110圖 4 17 7月和8月吳郭魚成長率 111圖 4 18吳郭魚7月至8月水質與成長 112圖 4 19 水產檢測重量與尺寸 112圖 4 20 水耕成長值與平均及成長率 113圖 4 21 水耕量測圖(添加酵素和營養液) 114圖 4 22 本系統魚池與栽培床的水容量 114