摘要:
此系統利用GPS(室外)和RFID(室內)來作為感測的工具，傳輸的方式則是透過WI-FI無線網路來作為傳輸的方式，藉著無線網路連結到後端地理資訊系統進行明確位置之分析，系統自動判讀物件是否異常，例如不在監控區域內或與系統失去連結。並期望以低成本的方式發展物件感知的服務，例如失智老人所在位置。
此研究之動機:
此系統加入RFID之原因在於辨識物件的身分與資料，並利用RFID的事內能力彌補GPS在室內定位不足的限制，此系統研究人員更想擴大服務的範圍到物件監控服務，譬如在物件管理與資產追蹤上，他們認為可以有效提高資產管理的品質，也可減低傳統監控所需的成本與人力;另外，他們也有想到使用在人員監控上，譬如對師至病患的照護服務，可減少照護的成本和病患的走失率。
此篇論文使用的技術主要有三種，RFID，GPS，GIS(地理資訊系統，Geographic information System)，是一套可以整合各項相關地理資料的資訊化作業系統，其架構於依完整豐富的地理資料庫上，並具有擷取，編修，更新，儲存，查詢，處理，分析即展示的不同功能，此篇論文所使用的GIS軟體工具為美國MapInfo公司所開發的MapXtreme Java，可於Internet上開發與部屬地圖應用程式的地圖應用伺服器，透過地圖實現資料視覺化，可顯示資料之間的關聯和發展趨勢。
系統架構:
(1)物件進出的監控:
在出入口設置主動式RFID Reader來監控物件進出的紀錄。
(2)室外物件感知模式:
作者想法為在物件端開發一個PDA應用程式，以此應用程式銜接RFID,藍芽GPS,再將讀取到的GPS座標資訊，透過WI-FI傳輸到後端的位置分析管理服務儲存。
位置分析管理服務以地理資訊系統為基礎，透過讀取資料庫中所記錄的物件座標資訊，再結合地理資料庫，達到在地圖上以圖形化的方式呈現。
監控模式:
(1)物件進出的監控:
主要做法分為兩部份，一為在出入口或是管制區域內設置主動式RFID，另一方面則是物件會黏貼存放識別資料的Tag。
當Reader無法偵測到Tag，則表示Reader異常，發出Reader故障的訊號。如可以正常讀取，則將讀取到的Tag資料傳送到資料庫比對，並判斷物件是否可離開此區域，如果查詢到物件不可離開此區域而且此物件已離開，則發出遺失通知。
(2)室外物件感知模式
此系統實作系統流程方面，將在隨身定位服務上設計一室外物件位置感知監控功能，當按下PDA 處理器上的啟動監控按鈕後，即可啟動活動區域偵測。當啟動室外監控物件模式時，PDA 處理器會先擷取所監控的物件是否為有效GPS 座標，如果所監測之座標無效則啟動判斷GPS 是否有效計時器T，若五分鐘內都無法偵測到有效的GPS 座標時(無效時間> 5 分鐘)，系統將發出物件失蹤的警告。
反之，當偵測GPS 座標訊號有效時，PDA 處理器會先擷取有效的GPS 座標P，接著判斷P的位置是否有改變，若P 的位置沒有改變，則表示物件處於靜止狀態，資料庫無須更動，系統會繼續監控物件座標。若P 的位置有改變時，表示物件正在移動，系統將會立即將移動後的座標傳送到資料庫伺服器，然後繼續此監控流程。
系統運作流程:
此系統開始時，監控人員透過本系統設計之網頁輸入欲查詢物件的Tag ID，系統會利用此Tag ID 到物件資料與座標資料庫去抓取物件最新的座標資料，並將此座標資料進行GIS 資訊轉換，這個程序是利用該物件的座標資料到地理資訊資料庫抓取相對應的圖層。
然後繼續該物件的監控服務，並隨時判斷是否有異常狀況的發生，異常狀況如物件離開限制的室內監控區域、物件在室外失去GPS 位置的訊號等狀況，則位置分析管理服務將最新的物件經緯度的資訊轉換成GIS的資訊，例如物件移動軌跡的描繪等。再整合與物件相關的資訊，如遺失物件最後的所在地理位置等資訊，以警告監控人員，直到此服務完成為止。
GIS 資訊的轉換是利用本研究所設計的地理資訊系統進行轉換，是以GIS 技術為基礎，將建築物、街道、地理區塊等物件附近相關的位置資訊以圖層影像的方式加以呈現。
解決方案的探討與選擇:
本研究在物件端的定位方案所選擇的是RFID＋ PDA或3G/GSM Cell Phone with Wi-Fi and GPS Cards。
系統環境的假設:
1.考慮到攜帶性與方便性，在室外監控的模式下，物件必須是無生命的物體。
2. 室外所偵測的區域是在Wi-Fi 無線網路的涵蓋區域下，例如大台北都會區已經廣佈無線網路的節點，隨時隨地都可連接網際網路。
3. PDA 處理器必須支援RFID reader CF 介面的模組，還須配備RFID Reader CF Card。
4. GPS 接收器可以透過PDA 的任何介面來裝備，例如Secure Digital(SD)介面、CF 介面以及藍芽介面。本研究是採藍芽介面來銜接GPS 接收器。
物件定位服務的設計:
物件定位服務包含三個部份。
第一是GPS 接收器:
可提供物件目前的經緯度座標、時間、速度與方向等衛星定位資訊，透過藍芽傳輸的方式將這些與位置有關的資訊傳送給PDA處理器。
第二是RFID Tag 卡片:
可提供物件識別或相關的物件資訊，透過RFID 頻率433MHz 傳送到PDA處理器。
第三是PDA 處理器:
PDA 處理器的CF 介面安裝有主動式RFID Reader 卡，使其具備RFID Reader的功能，同時也支援藍芽介面傳輸功能。
再透過本系統開發的程式，將接收到的GPS 與RFID 訊號進行解析、指令執行和邏輯判斷，並且透過Wi-Fi 無線技術將整合的訊息傳送到資料庫伺服器記錄。
位置分析管理服務的運作原理與轉換流程:
地理資訊系統的地圖圖像(Map Image)呈現主要是由許多圖層堆疊而成，圖層的種類可分為點、線、面三類型，例如景點的呈現可以是點類型圖層，街道的呈現可以是線類型的圖層，公園的呈現可以是面類型的圖層。在本系統中位置分析服務會以此堆疊方式先建置一個基礎的地圖，再將資料庫中所儲存的GPS 經緯度資訊以點類型圖層的方式呼叫Insert()這個方法，將圖層插入到這個基礎地圖，以此達到即時監控的功能。
位置分析管理服務在使用者協尋介面端是以HTML 瀏覽器來讀取位置分析管理服務所提供的ServletContainer 所產生的Map Image。
Servlet Container 主要由MapXtreme Servlet、User Defined Servlet 所組成，MapXtreme Servlet 提供User Defined Servlet 所需的Map Image，Map Image 是透過MapXtreme Servlet 呼叫MapJ 物件讀取Map Defined File(MDF)格式的檔案所產生，而其中MDF 檔案中定義了基本地圖呈現方式、圖層數量、圖層大小、圖層顯現等，也包含了各圖層的資料(路名、編號等，以TAB 的檔名呈現)。
在建置一個地圖時，步驟如下所述。
1. 在伺服器上建置一個MDF 檔存取本地端的地圖資源。
2. 使用者每次連線將使用MDF 的定義檔來重新初始化MapJ 的物件。
3. User Defined Servlet 利用MapXtreme Servlet 來製造Map image。
4. Map image 傳回User Defined Servlet。
5. User Defined Servlet 將地圖併入HTML 傳到使用者端。
實驗分析:
針對遮蔽物的影響因素進行實際測試後，分別針對發現GPS 在室內監測並無法偵測到有效的資料，在走廊上雖然可以偵測到有效的GPS 資料，但是靜止狀態下每秒的誤差卻達到將近100 公尺，最後在空曠處進行實驗，結果驗證在空曠處GPS 的準確度很高，誤差近乎於0，因此我們可知多路徑效應誤差對GPS 訊號接收的準確度影響是相當大的。
此系統遭遇的限制:
1.地理資訊資料庫侷限於新莊到泰山地區，無法提供此地區以外詳細的物件相關資訊服務。
2.無線技術受到遮蔽物遮蔽的影響。
3.行動裝置的電力問題
4.物件在高速狀態下無法使用wifi。
對於此篇論文之研究與討論:
1.論文優點:
(1)有分析GPS接收度好壞的數據。
(2)內容詳盡，將此系統的概念描述的非常清楚。
2.系統缺點:
(1)網頁所選用的地圖:
介面不夠人性化，且只可顯示一個點在地圖上。
(2)系統的圖資有限，因此有使用上的範圍
(3)從論文中看來，此篇論文作者還無法寫出在PDA上所需撰寫的程式。
(4)論文中提到RFID Tag限制在無生命的物品上使用，有非常大的使用限制。
(5)RFID Tag難免有標籤化的問題，此系統作者並無考慮此一點。
(6)判別GPS所偵測的座標是否有效為5分鐘，此數據如何選用並無根據。
走失偵測系統與此系統之比較(針對室外監控部份):
(1)此系統有辦法完成之判別，走失偵測系統已經早就可以做到。
(2)走失偵測系統給精障者使用，除去無線通訊與識別技術應用於物件位置桿之系統中只給無生命使用的限制。
(3)使用Google maps當作地圖介面，引入Web2.0的概念，讓使用者操作方便，並以一路徑方式顯示出使用者的位置，更可達到監控與照護的目的。
(4)未來朝向自動化監測目的更可減輕監控者的負擔。
(5)無時間倒數機制，雖然物品停在原地，但有可能內容物被拿走或是人員已經受傷之類的狀況發生，此系統研發人員欠缺此一層考慮。
