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學生研發水質監測預警系統 監測環境及幫助養殖戶
第 187 期【2022-06-01】
【師生研究】
學生研發水質監測預警系統 監測環境及幫助養殖戶
「曾經參加淨灘，興起了我們對環境愛護的心，更想要深入認識文蛤養殖。」弘光科技大學資訊工程系學生指出，在通識教育中心服務學習組帶領下，曾前往彰化縣漢寶地區淨灘，在文蛤養殖戶介紹下，認識當地環境生態、養殖生態，也得知養殖戶面臨水質管控的問題，因此，研發了「彰化漢寶水質監測與預警系統」監測文蛤養殖池的水質中的導電度、酸鹼值、溫度，透過即時監測幫助養殖戶。
張簡琳玲表示，文蛤是漢寶養殖戶重要的經濟來源，必須養殖在半淡鹹水中，養殖戶引進海水進入養殖池中，也會加入地下水，但是，海水水質受到氣候與污染影響而不穩定，如果能越早發現水質異常，可以停止或調整進水減少損失，因此，學生運用專業製作水質預警系統不僅可以做實務演練，還能幫助環境監測與養殖業者。
「透過服務學習讓各系的學生發揮所學，更能跨域合作發揮最大效益。」張簡琳玲指出，為了讓學生做出符合業界期待的作品，每週與學生討論，給學生一個觀念後，讓學生主動發現問題而想辦法解決，遇到瓶頸能請教系上相關領域的老師，「做中學、學中做」，趁機讓學生提早學習進入業界後遇到瓶頸，該用什麼方式解決。
學生蔡欣祐指出，參加服務學習課程後，開始與同學傅智城、許丁元、張友瀚、趙才萱一起研發彰化漢寶水質監測與預警系統，利用LoRa無線網路技術與4G網路，再加裝能檢測導電度、酸鹼值、水溫三種感測器，監測水質有沒有異常，伺服器後端接受到資料，一發生異常，便會把異常數值傳送到養殖戶手機中，養殖戶可以立即去設法解決問題。
蔡欣祐說，水質監測與預警系統完成後，放在距離文蛤養殖池約400公尺的海水入口處，隨時監測水質，起初連續監測一個禮拜，發現網路傳輸接收的訊號不穩定，進一步探究發現，裝置處有裸露的高壓電控制閥及鐵皮遮蔽，影響訊號，因此，重新修改調整系統設備，再度進行實驗，目前朝穩定且可擴充性的方向前進。
「我們還想更加精進，所以目前還在著手製作第二代的智慧型監測與預警系統。」蔡欣祐指出，監測系統經過養殖戶實際使用，仍有小缺點，因此將再改良，向即將改為智慧科技應用系的系上專題指導教授童建樺請教，指導如何調整。 蔡欣祐說，第二代的作品改使用覆蓋廣的NB-IoT低耗電量行動通信，並且搭配自己設計的電路，將整體耗電控制到最低，萬一訊號不穩或突然沒電，也能儲存資料，利用物聯網方式分析數值，預計在暑假改良設計完成更完善的預警系統，希望能夠幫助養殖戶，同時運用監測資料分析，了解當地水質與環境問題。
服務學習組組長張簡琳玲長期關心彰化縣漢寶地區在地生態，她說，有一次安排學生前往服務學習，進行淨灘與導覽，學生從文蛤養殖業者口中得知，過去幾年養殖業因為水質、氣候影響損失慘重，沒想到，學生發揮專業主動表示要幫忙，運用物聯網與感測器，設計出監測文蛤池的預警系統。
張簡琳玲表示，文蛤是漢寶養殖戶重要的經濟來源，必須養殖在半淡鹹水中，養殖戶引進海水進入養殖池中，也會加入地下水，但是，海水水質受到氣候與污染影響而不穩定，如果能越早發現水質異常，可以停止或調整進水減少損失，因此，學生運用專業製作水質預警系統不僅可以做實務演練，還能幫助環境監測與養殖業者。
「透過服務學習讓各系的學生發揮所學，更能跨域合作發揮最大效益。」張簡琳玲指出，為了讓學生做出符合業界期待的作品，每週與學生討論，給學生一個觀念後，讓學生主動發現問題而想辦法解決，遇到瓶頸能請教系上相關領域的老師，「做中學、學中做」，趁機讓學生提早學習進入業界後遇到瓶頸，該用什麼方式解決。
學生蔡欣祐指出，參加服務學習課程後，開始與同學傅智城、許丁元、張友瀚、趙才萱一起研發彰化漢寶水質監測與預警系統，利用LoRa無線網路技術與4G網路，再加裝能檢測導電度、酸鹼值、水溫三種感測器，監測水質有沒有異常，伺服器後端接受到資料，一發生異常，便會把異常數值傳送到養殖戶手機中，養殖戶可以立即去設法解決問題。
蔡欣祐說，水質監測與預警系統完成後，放在距離文蛤養殖池約400公尺的海水入口處，隨時監測水質，起初連續監測一個禮拜，發現網路傳輸接收的訊號不穩定，進一步探究發現，裝置處有裸露的高壓電控制閥及鐵皮遮蔽，影響訊號，因此，重新修改調整系統設備，再度進行實驗，目前朝穩定且可擴充性的方向前進。
「我們還想更加精進，所以目前還在著手製作第二代的智慧型監測與預警系統。」蔡欣祐指出，監測系統經過養殖戶實際使用，仍有小缺點，因此將再改良，向即將改為智慧科技應用系的系上專題指導教授童建樺請教，指導如何調整。 蔡欣祐說，第二代的作品改使用覆蓋廣的NB-IoT低耗電量行動通信，並且搭配自己設計的電路，將整體耗電控制到最低，萬一訊號不穩或突然沒電，也能儲存資料，利用物聯網方式分析數值，預計在暑假改良設計完成更完善的預警系統，希望能夠幫助養殖戶，同時運用監測資料分析，了解當地水質與環境問題。
