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數位電子式空氣呼吸器及其無線監控系統之設計與實作

為了解決積木消防車的問題，作者陳世昌 這樣論述：

空氣呼吸器是提供救災人員呼吸所需空氣之重要裝備。當災害現場環境氧氣不足或空氣中瀰漫危害人體有毒及有害物質時，空氣呼吸器能提供救災人員充足空氣以利持續進行救援行動。然而，救災人員自身教育訓練不足、不當使用空氣呼吸器或有操作疏失時，均可能造成救災人員自身傳出傷亡之憾事。依據近十年國內消防人員背負空氣呼吸器進入火場搶救殉職案例顯示，國內消防人員現行使用之傳統式空氣呼吸器的功能性與安全性明顯不足。此外功能性與安全性較佳之國外電子式空氣呼吸器因每套造價高昂，國內各地消防機關囿於各縣市政府財政窘困及有限經費預算，並無法負荷購置數位電子式空氣呼吸器所需之龐大經費。有鑑於此，本論文研究乃針對國內消防機關現行

使用之傳統空氣呼吸器進行全面「電子化」及「數位化」設計與製作，並提出建立「火場安全無線監控系統」，期以低廉建置成本，提升消防人員使用該項設備之安全。本論文研究之「數位式告警裝置」乃建立於Arduino硬體開放平台，提出加裝壓力、溫度、加速度感測器及無線射頻辨識模組等組件，並結合液晶顯示器以提供空氣呼吸器氣瓶殘壓、剩餘可使用時間、週界溫度及設備已使用時間等資訊予災害現場救災人員判讀。另外，前揭「數位式告警裝置」內建聲光警示裝置可自動發佈殘壓不足警報及人員未活動求救警報等。進一步地，「數位式告警裝置」之無線數據傳收模組可將上開各項即時資訊同步傳輸至火場外之數位式管制平台。藉由本論文研究自行開發設計

之全中文監控程式介面，此平台得以接收處理上述各項資訊，並於平台顯示氣瓶剩餘壓力、剩餘時間、任務經過時間及緊急求救訊號等訊息，以隨時監控救災人員安全。本論文研究所提之「火場安全無線監控系統」內各組件經實際測試各項功能，已驗證大部分功能可符合國內消防機關數位電子式空氣呼吸器採購規範，且經與現有數位電子式空氣呼吸器比較，本論文研究數位電子化空氣呼吸器之特點可整理如下：(1)使用全中文化的數位管制平台，軟體介面較為親和，且保留後續客制化修改彈性。(2)數位管制平台可藉由連結之資料庫顯示消防人員基本資料、相片等資訊。(3)連結之無線數據傳收模組功率較大，有效傳輸距離較遠。(4)抬頭顯示器功能以數字顯示壓

力值較為精準。(5)實現電子化功能的建置成本十分低廉。惟本論文研究之「數位式告警裝置」等構成組件，尚未符合(i)Ex ia IIC T4等級或同等級標準之防水與防爆之安全設計及(ii)EN137或NIOSH/NFPA之相關安全標準要求。未來依本論文研究所製之「數位式告警裝置」將進一步改進以達標準(i)及(ii)要求。