科技與工程學院
Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/5
沿革
科技與工程學院（原名為科技學院）於87學年度成立，其目標除致力於科技與工程教育師資培育外，亦積極培育與科技產業有關之工程及管理專業人才。學院成立之初在原有之工業教育學系、工業科技教育學系、圖文傳播學系等三系下，自91學年度增設「機電科技研究所」，該所於93學年度起設立學士班並更名為「機電科技學系」。本學院於93學年度亦增設「應用電子科技研究所」，並於96學年度合併工教系電機電子組成立「應用電子科技學系」。此外，「工業科技教育學系」於98學年度更名為「科技應用與人力資源發展學系」朝向培育科技產業之人力資源專才。之後，本院為配合本校轉型之規劃，增加學生於科技與工程產業職場的競爭，本院之「機電科技學系」與「應用電子科技學系」逐漸朝工程技術發展，兩系並於103學年度起分別更名為「機電工程學系」及「電機工程學系」。同年，本學院名稱亦由原「科技學院」更名為「科技與工程學院」。至此，本院發展之重點涵蓋教育（技職教育/科技教育/工程教育）、科技及工程等三大領域，並定位為以技術為本位之應用型學院。
107學年度，為配合本校轉型規劃，「光電科技研究所」由原隸屬於理學院改為隸屬本（科技與工程）學院，另增設2學程，分別為「車輛與能源工程學士學位學程」及「光電工程學士學位學程」。
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Item 以基於非加法型模糊積分之模糊多準則決策架構導入情感設計建構嵌入式系統(2010) 林香君嵌入式系統包含了數位電子系統，將此子系統嵌在較大的系統中，就可以用來執行特定功能。現今嵌入式系統的應用範圍廣泛，舉凡工廠自動化設備、軍事及航空系統、車用電子及娛樂系統、相機、手機和PDA等，皆屬於嵌入式系統的應用領域。在後PC時代，嵌入式系統成為大多數電子產品的重要核心，而嵌入式系統本身的特性讓工程師在設計系統時有一定的複雜度，因此須要透過良好的設計與分析以滿足不同市場區隔之需求。而關於不同市場區隔的滿足，本研究導入「使用者導向設計」 (user-centered design)的概念，其中強調產品的發展需從對消費者深度分析而來，取代傳統的行銷手段。過去，行銷人員常以其直覺為嵌入式系統定義，然而，這種方式較主觀且易造成誤解。此外，本研究基於新型模糊多準則決策架構並導入情感設計 (Emotional Design)以建構嵌入式系統，透過情感設計的概念萃取出消費者的需求，並介紹先趨使用者法 (The Lead User Method)，其適用於消費者不熟悉之產業領域中，嵌入式系統即為此種產業。另外，透過文獻回顧及修正式德爾菲法，以問卷取得專家意見，了解問卷所設定之準則及構面是否具有信效度；接著利用詮釋結構模型 (ISM)描繪出準則間之層級架構及相互影響關係；基於此架構，藉由模糊層級分析法 (FAHP)計算出準則及構面間之相對權重，最後，透過非加法型模糊積分計算進行嵌入式系統設計時的七個可選方案，並對方案做出排序。本論文將嵌入式系統之應用焦點置於手機，經實證研究可證明，基於非加法型模糊積分之模糊多準則決策架構應用於真實世界的手機設計上有其可行性。本研究所提出之模型與方法在未來可用於其他嵌入式系統的應用領域，並做出更完善的分析。Item 電機實驗之嵌入式專家系統設計與實現(2006) 鄭才新; Cheng, Tsai-Hsin向來專家系統必須要應用於電腦上，受限於經費、系統開啟、安裝體積等限制，經過研究詳細分析後，既然是執行應用的階段，重點在於程式系統的執行，設法克服上述三個限制為本研究主要目的。本研究也考量傳統實驗設備昂貴、操作危險高、故障維修困難外，加上學習者人數多，教師難以充分指導每一個學習者的每一個操作，而降低了學習成效。 本研究設計用於電機實驗之嵌入式專家系統設計，系統核心係以8051為基底之嵌入式系統晶片，運用專家系統CLIPS的推論結果建構知識規則庫、實驗接線規則庫、錯誤接線診斷規則庫，再將規則庫內容植入嵌入式系統晶片，做成智慧型嵌入式系統晶片，擔任硬體輔助教學的角色，系統晶片與實際電機實驗接線服務平台結合，透過數位訊號擷取模組診斷學習者的接線過程，診斷與分析學習者的接線模式，提供學習者完善多層次之學習環境。 本研究使用Silicon Laboratories所開發的嵌入式系統晶片為系統發展核心，提供具專家系統功能的電機實驗教學平台，學習者透過電機實驗實際接線服務面板(Reality Wiring Service Panel；RWSP)的數位訊號，偵測學習者實際接線情況，應用嵌入式系統晶片體積小、低耗能、穩定性高、處理速度快的特性來增加系統的真實性、互動性及智慧性，適時地提供輔助教師對學生在實驗過程中的隨時監控、引導、操作、示範，完成互動式電機實驗訓練服務環境，突破傳統教學思維的範疇，不僅讓學習環境呈現多元化，也助於提昇學習成效。Item 即時監控系統之嵌入式軟體平台設計(2008) 高志忠人臉偵測與人臉辨認在監視系統、智慧型人機介面與安全資訊擷取上面非常有用。有非常多傑出的論文提出演算法解決人臉偵測與人臉辨認的問題。然而，非常少的論文考慮關於整合曝光控制、影像擷取、人臉追蹤與有效率人臉辨認的系統並且實現於行動的數位相機系統上。 本論文提出一個完整的監視系統並且實現於一個商業的數位相機產品上，本方法一開始先針對使用膚色機率模型偵測到的人臉進行調整曝光控制來確保臉部的曝光控制正確。接下來抽取出眼睛、鼻子與嘴唇的可能位置，然後正確的人臉位置就可以藉由特徵間相對位置的模組來確認。最後，被切割出的人臉區域使用DCT係數的執行人臉辨認並且使用支持向量機來分類。實驗結果顯示提出的系統很穩定並且可以達到及時的應用。Item 嵌入式8-bit AES系統之無線傳輸應用與影像加密分析(2011) 劉適豪; Shih-Hao Liu本論文運用高等加密演算法(Advanced Encryption Standard)實現於可程式化閘陣列(FPGA)之嵌入式系統實現與應用。 本研究主要分為軟體與硬體的實現與驗證，我們使用MATLAB來實現AES-128，硬體部分是應用8位元的架構來實現AES-128，並且與8-bit PicoBlaze微處理器做整合，配合UART傳輸協定，透過RS-232轉藍芽之無線通訊模組連接電腦端與FPGA實驗板，再以PicoBlaze微處理器控制AES的加密運算，最後由電腦端的超級終端機上呈現加密結果。並且我們將此AES加解密演算法，應用於圖像的加密，透過不同的加密模式，ECB mode、CBC mode、CFB mode、OFB mode，並且分析比較在不同的加密模式之下，其中的優缺點。 在開發工具上的使用，主要是使用MATLAB7.4.0與Xilinx公司所提供的軟體ISE9.2與ISE10.1版，並且利用spartan-3an晶片中的PicoBlaze微處理器來達成嵌入式加解密系統。Item 強化餐飲效率之WinFast-310嵌入式無線點餐系統之開發(2010) 曾皇賓; Huang-Pin Tseng由於現今路邊攤販的店家普遍仍是採用人工作業的點菜方式來經營管理，又因這類型店家大多數並無過多的人力可以自由分配，導致管理者有時必須一人分飾多角，時常浪費過多時間於客服和點餐上，造成餐點延誤的狀況。本論文的想法主要是在WinFast-310開發平台上實作一套售價合理且操作便利的無線點餐系統供路邊攤販店家使用，嵌入式系統平台的作業系統為WinCE 6.0且執行所設計的C#程式，呈現圖形化的視窗介面，主要是希望能夠簡化這類型店家傳統的點菜方式及縮短點餐時間，經由無線區域網路傳送電子菜單中的點餐資料。此套點餐系統中的一般使用者介面系統具有點餐、結帳、訂位三種功能；點餐功能是提供顧客點餐，結帳功能是希望顧客消費的餐點及價錢能夠透明化，訂位功能主要是可以減少管理者重複訂位之錯誤及節省管理者與使用者協調訂位的時間。本論文成功的開發出一套介面操作簡單、易於使用的無線點餐系統，依照路邊攤販的菜單樣式作為軟硬體之設計規劃，以達到管理與作業上的便利性。Item 32位元小面積之嵌入式AES的FPGA設計與影像應用(2009) 張國煌; Kuo-Huang Chang高等加密標準(Advanced Encryption Standard, AES)硬體實現在現場可程式化閘陣列(FPGA)與特殊用途積體電路(ASIC)已經被很廣泛的討論，尤其是如何達到數十億產率的議題；然而在嵌入式硬體的應用上，低產率與小面積的設計在近幾年也開始被研究。 本研究提出一個小面積的硬體電路，採用32位元的架構來實現AES-128的規格，其中包含2組移位暫存器(Shift Register)來完成移列轉換(ShiftRow)的動作；並利用晶片內建的Block RAM來放置整合資料，完成位元組替換(SubByte)與混行運算(MixColumn)的動作；而以軟體來取代硬體的金鑰擴展(KeyExpansion)，來節省電路面積。透過上述所提出的方式在FPGA上所完成的實驗數據，其資源消耗為110個Slice、速度可達到75Mhz(每秒可處理29張640×480大小的彩色影像)，是在目前文獻中面積最小的設計。 為實現影像加解密的應用，本研究分別使用兩種方式來與上述32位元AES核心電路整合，其一為結合嵌入式系統與IP core的架構，屬於軟體與硬體的搭配；另一為只用硬體描述語言(HDL)來實現，較偏向硬體電路來控制。Item 用FPGA實現之AES在音訊上的應用(2010) 謝忠政; Chung-Cheng Hsieh現今通訊系統之發達，使得人與人之間的溝通可以透過即時的通訊裝置如電話、手機乃至於電腦上之即時串流如會議系統、Skype…等，即可達到無時差的即時溝通，使得不論一般生活上的溝通乃至於商業活動、軍事通訊、政府機關等的溝通更加方便。然而方便的即時溝通環境和設備，但如果是必須保密的祕密通訊如商業、軍事或政府重大的機密決策等，通訊的安全就是首要的任務。 本文主要在於實現更安全的音訊加密方式，實現方式為在周邊的硬體界面上設計了類比轉數位的轉換電路，可將由外界輸入之類比音訊轉換為數位音源，此轉換後的數位資料將是加密的基礎。之後在遠端的周邊上設計一數位轉類比的硬體電路，此可將加密過後或解密後的音訊由後端的喇叭輸出而聽到加密或解密的聲音變化。 而主要實現音訊間的加∕解密系統，將採用進階加密標準（Advanced Encryption Standard，AES）演算法，並以其128位元的架構來實現，其中包括直接連線的移列轉換(ShiftRow)、並利用晶片內建的Block RAM來放置整合資料，完成位元組替換(SubByte)與混行運算(MixColumn)的動作以及存放金鑰擴展(KeyExpansion)，來節省電路面積。Item 氣壓實驗之嵌入式專家系統設計(2009) 吳崇溢; Wu Chung-Yi“專家系統”（Expert System, ES）是具有高實用價值的綜合性學科，也在電腦科學進化史上扮演著極為重要的角色，所以常被列為主要的課程之一。本研究採用專家系統與知識庫系統的設計，運用於智慧型訓練與教育（Intelligence Computer-Assisted Instruction, ICAI），考量傳統氣壓實作迴路複雜、故障維修困難外，加上學習者人數多，教師難以充分指導每一位學習者的每一個操作，因而降低了學習成效。 系統設計用於氣壓實作之嵌入式專家系統設計，核心係以8051為基底之嵌入式系統晶片，運用專家系統CLIPS的推論結果建構知識規則庫、實驗配管規則庫、錯誤配管診斷規則庫，再將規則庫內容植入嵌入式系統晶片，做成智慧型嵌入式系統晶片，擔任硬體輔助教學的角色，系統晶片與實際氣壓實做配管服務平台結合，透過數位訊號擷取模組診斷學習者的配管過程，診斷與分析學習者的配管模式，提供學習者完善多層次之學習環境。 使用Silicon Laboratories所開發的嵌入式系統晶片為系統發展核心，提供具專家系統功能的氣壓實做教學平台，學習者透過氣壓實作實際配管服務面板(Reality Wiring Service Panel, RWSP)的數位訊號，偵測學習者實際配管情況，應用嵌入式系統晶片體積小、低耗能、穩定性高、處理速度快的特性來增加系統的真實性、互動性及智慧性，適時地提供輔助教師對學生在實驗過程中的隨時監控、引導、操作、示範，完成互動式氣壓實作訓練服務環境，突破傳統教學思維的範疇，不僅讓學習環境呈現多元化，也助於提昇學習成效。