情境應用：倉儲自動化的物聯網
以物流自動化倉儲為情境應用目標，設計一物聯網ZigBee情境應用系統開發實驗室。傳統上倉儲自動化以RFID使用為主，透過電子標籤及讀取器改善傳統上需要人工逐一清點及記錄貨物的缺點，大幅的減少時間及人力需求。RFID可分成被動式RFID和主動式RFID兩種，兩者主要的區別在於被動式RFID讀取器和標籤彼此間的通信是透過近距離感應，可分成電磁感應方式及射頻共振感應兩種方式，主動式RFID Tag則內建電池，可以主動發出信號，適合遠距離通信使用。
RFID也有諸多限制，如讀取距離問題，RFID設計構想是要取代條碼應用的低成本、近距離的射頻身份識別系統。電子標籤和讀取器之間是一種主從關係，彼此間的通信完全依賴於RFID標籤耦合或反射出的信號，也因此限制了RFID遠距離通信的能力，此外還有RFID卡的天線方向位置和讀寫器天線方向的匹配問題，系統的靈活度會大打折扣。此種近距離的RFID 應用被稱為被動式RFID
圖1. 被動式RFID架構圖
RFID 為了改善讀取距離的問題，提供了遠距離讀取的方案，即主動式RFID，其電子標籤內建電池，會主動發射訊號，也因此其成本較被動式RFID高出許多。除了成本提高外，主動式RFID 還有諸多缺點，如抗雜訊能力低、佈建不易、秏電等問題，此外為了達到遠距離讀取，通常會提高天線增益，更有可能會違害人體的健康。
圖2. 主動式RFID架構圖
為了改善RFID的缺點，可以利用ZigBee無線感測網路來替代其在自動化倉儲中的使用。ZigBee無線感測網路基於IEEE 802.15.4協議，使用無需特別申請的2.4GHz頻段。ZigBee無線感測網路具有相當多的優點，詳列如下：
1．
具有低功秏的特性，當節點未發送訊號的時候是處於低秏電的睡眠狀態，當需要節點工作時，可透過信號將其喚醒工作，藉以節省秏電。
2．
傳輸範圍彈性大，其網路拓撲可分成星狀網路、樹狀網路和網狀網路。若傳輸範圍較小，可使用星狀網路佈建，若傳輸範圍較大，則可採用樹狀或網狀架構佈建，透過router節點當中繼點，轉傳終端節點的信號，進而擴展其傳輸距離。
3．
ZigBee具有自動組網的功能，當設定好節點的父節點和頻道後，會自動加入該無線感測網路，而無需多餘的設定和調整，ZigBee無線感測網路理論值可以支援到65535個節點，足以提供倉儲中大量貨物所使用。
4．
通信方式採用直接序列展頻技術(DSSS)，相較於主動式RFID具有較佳的抗雜訊能力。
5．
ZigBee支援AES 128bit加密演算法，可確保資料的安全性。
現今倉儲占地廣大，因此透過自動化管理來減少人力需求及智慧管理的目標，是未來的趨勢之一。本計畫預計透過上述的ZigBee無線感知網路結合嵌入式系統來達到自動化控制功能，透過ZigBee無線感測網路和RFID的結合，強化貨品的管理。
一、貨品管理及資訊顯示
透過使用ZigBee結合MiFare模組來實現貨品數量的管理，在倉儲中每一個貨品架上都使用一個電子標籤，當人員有取出貨品時，直接透過Mifare 模組去感應電子標籤，並透過ZigBee無線感測網路將資訊傳回遠端server自動記錄產品的異動量，並將即時更新的數量及貨品資訊顯示在貨架上的e-paper 顯示器。
二、溫溼度控制
某些貨品如高科技精密儀器，或是生鮮食品等，對溫溼度的要求特別嚴格，因此規畫使用溫溼度感測模組，自動監測溫溼度，並在溫溼度未達標準時，自動啟動空調系統，此外發生異常時也能透過GSM模組發送簡訊通知管理者。
三、燈光自動控制系統及其他應用
由於倉儲佔地廣大，照明需求量大，透過ZigBee光照度模組和LED燈光模組實現燈光自動調節的功能，以達到省電的效果。搭配紅外線感測模組，可以量測人員的體溫，並結合三軸加速度模組可以實作人員跌倒偵測，當人員在倉儲裡發生意外，可以即時前往救助。並配有步進馬達控制模組和陀螺儀模組，多種模組應用於自動化控制上。
為了達到上述的情境應用，可透過ZigBee 感測實驗模組來布建物聯網感測層，並利用UBIKIT 6612當作資料收集器，經由UBIKIT 6612上的通訊模組，將搜集到的資料透過雲端的方式傳往server作數據分析，並開發Android應用程式運行在UBIKIT 6612上，控制ZigBee感測模組，另外倉庫管理者可透過智慧手機和電腦與UBIKIT 6612溝通，真正體現了物聯網應用層、網路層和感測層完整的學習和應用。
圖3. 情境應用實驗室架構圖
情境應用：物流車管理
UBIKIT 6612嵌入式平台也可結合IP Camera，讓管理者遠端視頻監控倉儲現場，及透過網路追蹤物流車目前的位置。由於交通繁忙，遇上大塞車時，導致物流車不能及時送達貨品，這對物流業者是一大考驗，因此在物流車上可以使用UBIKIT 6612結合GPS，紀錄行車軌跡，透過網路將目前的位置上傳儲存到倉儲端的Server，管理者可以使用UBIKIT 6612或智慧型手機透過網路即時得知目前物流車的位置，進一步安排管理送貨路線，即時避免掉可能塞車的路段，讓貨品準時送達使用者手上，也可讓收件者即時查詢貨品配送情形。
亦可運用CAN BUS在車體上構建一車聯網，加入三軸加速度計可實作車輛翻覆通知，當貨車在路上發生翻覆意外時，透過UBIKIT 6612無線網路模組發送GPS座標及車輛編號至管控中心，即時派人前往救援。在低溫物流車體上可以搭配溫溼度感測模組，全程記錄及監測溫溼度變化，確保貨品的品質在運送過程中不會受損。相關情境應用請參考下圖：
圖4. 車載資通訊實驗系統
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