臺灣能源期刊發行
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臺灣能源期刊論文全文
臺灣能源期刊第9卷第4期內容
出刊日期：December, 2022
- 題目
- 以少數類別過抽樣技術提升太陽能供電異常偵測— 以微型空品監測系統為例
- Title
- Using SMOTE Technology to Improve Abnormal Detection of Solar Power Supply − A Case of Micro Air Quality Monitoring System
- 作者
- 汪諭、林良憲、陳祉妤、劉丞偉
- Authors
- Yu Wang, Liang-Sian Lin, Zhi-Yu Chen, Chen-Wei Liu
- 摘要
- 二氧化碳(CO2)的大量排放是全球暖化和生態破壞的重要原因。火力發電為臺灣主要的發電方 式，然而火力發電所排放之空氣汙染物及CO2對於人體健康及環境造成危害，因此臺灣已實施能源 轉型，減少燃煤、增加燃氣及發展綠能。隨著物聯網(Internet of Things)逐漸普及，臺灣企業的用電 需求也隨之增加。一些研究建議以太陽能作為物聯網系統的主要供電能源。然而由於不確定的氣 候變化，以太陽能供電為基礎的物聯網頻繁出現低電壓與電壓中斷等異常事件。在此情境下，在 本研究，我們發展一個以太陽能供電為基礎的微型空品感測器系統，使用訊息佇列遙測傳輸協定 (MQTT)傳遞感測資料至在樹莓派(Raspberry Pi)上的SQLite資料庫。此外，本研究以少數類別過抽 樣技術(SMOTE)改善支持向量機(SVM)模型對不平衡分布之正常與異常事件分類能力。最後，我們 也使用Node-RED工具開發網頁介面呈現即時感測器資料。
- 關鍵字
- 太陽能供電，溫室效應，異常事件，即時感測資料
- Abatract
- The massive emission of carbon dioxide (CO2) is a leading cause of global warming and ecological destruction. The main source of electricity in Taiwan is thermal power generation. However, the air pollutants and CO2 emitted from thermal power generation that causes harm to human health and the environment. Consequently, Taiwan has implemented energy transformation including reduction of coalburning power plants, embracing natural gas, and developing green energy. Due to the popularization of the Internet of Things (IoT), the industrial demand for electricity is also increased. Some studies have suggested using solar energy as a primary source of energy for the IoT system. However, due to uncertain climate change, the IoT based solar energy system frequently occurs abnormal events such as low voltage and voltage interruption. Under this circumstance, in this study, we developed a micro air quality monitoring system based on solar energy supply. In the suggested system, the message queuing telemetry transport (MQTT) protocol is used to transform sensing data into SQLite database on Raspberry Pi. In addition, we use SMOTE to improve classification ability of the support vector machine (SVM) model for imbalanced distribution of normal abnormal events. Finally, we also develop a user interface (UI) using Node-RED tool to display real-time sensor data.
- Keywords
- solar energy supply; greenhouse effect; abnormal event; real-time sensing data.