物聯網蓬勃發展的年代，誕生許多能為智慧生活帶來更多便利的智慧電器用品。然而，智慧家電類型太過繁瑣，介面操作部分大多不夠直覺且實用性不夠寬廣。海島型氣候的臺灣，夏天天氣非常炎熱，操作簡易又具實用性的電扇是不可或缺的消暑電器之一，更是本論文探究如何讓使用者得到舒適操作感的研究標的。本論文引進影像辨識技術，使用者利用手動或手機網頁打開電扇，經由模式選擇追蹤模式，鏡頭會立即偵測使用者的位置，再啟動電扇追蹤使用者；再者，本設備加裝煙霧感測器，即使使用者不在家，也能透過鏡頭即時得知家中的狀況。若是家中發生不明原因起火時，也會在第一時間透過手機應用程式發送給使用者知道，更提升本電扇針對環境監控的實用性。本論文的系統呈現及系統元件成本分析不僅展現所提系統架構的可行性，更能以低成本實現整合影像處理與物聯網技術之環境監控智慧電扇之研發。

In the era of vigorous development of the Internet of Things (IoT), many smart electrical appliances that can bring more convenience to smart life are born. However, the types of smart home appliances are too cumbersome, the interface operations are mostly not intuitive, and the practicability is not broad enough. Taiwan has an island climate, and the summer weather is very hot. An easy-to-use and practical electric fan is one of the indispensable appliances for cooling off the heat, which is the research object of this thesis to explore how to make users feel comfortable operations. In this thesis, image recognition technology was introduced. The user can turn on the fan manually or through the mobile Webpage, and select the tracking mode through the mode function. The camera with the fan would immediately detect the user's position, and then start the fan to track the user. Furthermore, the device is equipped with a smoke sensor, so even if the user is not at home, he/she can instantly know the situation at home through the camera. The system presentation and system component cost analysis of this thesis not only demonstrate the feasibility of the proposed system architecture, but also enable the development of environmental monitoring smart fans that integrate image processing and IoT technology at low cost.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 應用領域與引用技術 2
1.4 論文架構 3
第二章 文獻探討與開發技術 4
2.1 物聯網 4
2.2 影像辨識 5
2.3 環境監控 6
2.4 智慧電扇 7
2.5 本章小結 8
第三章 系統架構 9
3.1 YOLO v4-tiny影像辨識與追蹤技術 9
3.2 LINE Notify建置與實作居家安全監控與通報技術 11
3.3 Python的Flask Web框架架設網頁及控制風扇運作技術 12
3.3.1 Python的Flask Web框架 12
3.3.2 使用IC【ULN2003A】讓風扇正常運作 12
3.3.3 使用樹莓派控制兩個伺服馬達【MG996R】13
3.3.4 使用Flask操控樹莓派 15
3.4 系統運作與架構 16
第四章 系統呈現與建置成本 19
4.1 系統環境設定 19
4.2 系統呈現 19
4.3 系統成本與比較 23
第五章 結論與討論 26
5.1 結論 26
5.2 討論 28
參考文獻 29
附錄 33
附錄A 主程式碼 (Main.py) 33
附錄B 副程式碼 (GPIO.py) 39
附錄C 影像辨識程式碼 (Y.py) 41
附錄D 風扇控制網頁 (motor.html) 45

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