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研究生: 梁榕
LIANG - JUNG
論文名稱: 工地防護裝置鬆脫預警通報系統之建置
Warning system for monitoring unsecured protection devices for hazard prevention in construction site
指導教授: 楊亦東
I-Tung Yang
口試委員: 呂守陞
Sou-Sen Leu
楊智斌
Jyh-Bin Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 99
中文關鍵詞: 勞工安全鬆脫藍牙ArduinoApp防護裝置安全帽安全母索支撐
外文關鍵詞: Occupational safety, unsecured protection, Bluetooth, Arduino, App, protection device, hardhat, lifeline stanchion
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職業災害牽涉相當廣泛,一向是需要關注的議題。職業災害不僅只是工人個人的傷亡,也牽涉到家庭問題、公司商譽,甚至是國家人力資源等問題。由於營建業具有高空作業、多層承包商以及工項繁瑣等特點,相較於其他行業,作業安全與管理較複雜且難以落實。每年我國營造業工人在工作中傷亡的發生率就占了全產業職業災害總件數的一半以上。國家雖然已針對此議題採取「勤查重罰」策略,但仍然無法穩定減少每年職業災害受傷的人數。
根據勞動部數據顯示,營建業重大職業災害類型中發生人員墜落、滾落的死亡數據高於其他災害類型許多,而其發生災害模式也大都相似,多為工地安全措施未徹底落實或人員在不知情下使用了鬆脫的防護裝置,引發墜落、遭物體飛落撞擊等傷亡案件。
本研究彙整相關議題並與現場工程師討論,建置一套簡易之防護裝置鬆脫預警通報系統,使勞安人員能在威脅發生前注意到防護裝置鬆脫的狀態,提早做好預防,避免災害發生。本系統結合藍牙、單晶片微控制器Arduino、軟體應用程式(mobile application, App) 等資訊技術,利用藍牙傳遞Arduino偵測到防護裝置鬆脫狀態,透過傳輸伺服器及APP程式,以手機簡訊警示勞工安全管理人員。


Occupational injury in construction sites is a serious problem as it not only causes physical damage to the victims, but also affects the victims’ family, company reputation, and national work power. The construction industry is more complex and difficult to manage, in terms of labor safety, then other industries because it often involves high-altitude operations, interactions among multiple trades, and tedious work items. In Taiwan, the number of construction workers suffering from occupational injury every year is more than half of the total number. Although Taiwan government has addressed this issue by increasing the frequency of onsite inspections and aggravating related punishment, the effort is still inadequate to reduce the annual number of occupational injuries.
According to the Ministry of Labor, the number of workers died by falling or rolling in construction site is higher than other incidents. Falling and rolling may be caused by poor construction safety management or triggered by unsecured protection devices, such as hardhats and lifeline stanchions.
The present study develops a warning system to monitor whether the protection devices of construction workers are properly secured. Once the protection device is unsecured, the site superintendents will be automatically notified by messages or emails sent to their mobile devices. The proposed warning system can inform the superintendents about possible threatens and therefore protect construction workers from occupational accident caused by unsecured protection devices. The proposed system integrates modern information technologies: Bluetooth, single-chip microcontroller Arduino, and mobile APP. The system continuously detects whether the protection device is secured by sending our signals through Bluetooth. If the protection device is unsecured, the single-chip microcontroller Arduino will deliver the signal to a transmission server, which sends out messages or emails to mobile devices specified by an APP program. The practical use of the proposed system is showcased by applying it to hardhats and lifeline stanchions.

第一章 緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 研究方法與流程 2 1-3 論文架構 4 第二章 文獻回顧 5 2-1 職業災害 7 2-1-1職業災害概況 9 2-1-2意外事故理論 11 2-1-3預防工安災害 15 2-1-4工地防護裝置鬆脫 16 2-2 無線傳輸種類介紹 21 2-2-1紅外線 21 2-2-2無線射頻辨識(RFID) 23 2-2-3藍牙 24 2-2-4無線傳輸選擇 25 2-3 Arduino概念與應用 27 2-4 行動裝置 29 2-4-1行動應用程式 29 2-4-2行動應用程式商店-APP Store, Google Play 30 2-5 小結 32 第三章 系統架構與相關技術 33 3-1 微動開關與磁簧開關 34 3-2 藍牙 36 3-2-1藍牙的通訊協定架構(軟硬體) 36 3-2-2藍牙通訊原理 40 3-2-3藍牙資料連結 42 3-3 微控制器Arduino 44 3-3-1微控制器(MCU, MicroController Unit) 44 3-3-2 Arduino UNO板簡介 45 3-4 行動應用程式 49 3-4-1 APP的應用 50 3-4-2行動應用程式的開發環境 50 3-4-3 APP INVENTOR 50 第四章 鬆脫預警通報系統雛型 53 4-1 鬆脫預警通報系統雛形架構 53 4-2 鬆脫預警通報系統 56 4-2-1偵測鬆脫裝置配置 56 4-2-2Arduino判斷鬆脫程式 58 4-2-3轉傳伺服器介面與程式 59 4-2-4轉傳伺服器程式架構 61 4-2-5預警簡訊 67 4-3 系統應用 68 4-4 小結 75 第五章 結論與建議 76 5-1 結論 76 5-2 建議 76 參考文獻 76 附錄 82

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