元培科學技術學院與國立陽明大學共同開發台灣地區電磁波強度監測平台

Author(s):
林 俊宏 - 國立陽明大學 醫學工程研究所
楊 順聰 - 元培科學技術學院 醫學工程系
湯 士滄 - 元培科學技術學院 醫學工程系

Industry:
Telecommunications

Products:
LabVIEW, GPIB

The Challenge:
整個台灣所籠罩的電磁輻射已越來越嚴重，但沒有相關單位可以說明於各機構附近設置基地台發射源，是否造成任何影響？或者是發射源距離這些機構應該多遠？

The Solution:
為了解決這長久以來台灣居民的困擾，針對上述之問題，實在有需要進行整體的電磁波監測，以建立台灣各主要城市之環境電磁波之資料庫。如此一方面可以安撫民眾，令其安心生活。一方面可以掌握敏感機構週遭的電磁波狀況，因此，我們以 LabVIEW 配合電子地圖導航 (PaPaGO) 發展一個監控電磁波之行動平台，如此可以迅速量測與收集到更多區域性的電磁波強度，同時，建構一個可查詢區域電磁波強度的平台將可以減輕政府負擔與減少居民困惑。

首先將介紹人體對於電磁波的最大容許曝露 量(Maximum Permission Exposure，MPE)，接著闡述電磁波功率密度的計算方式，最後則是說明本平台在進行量測時所使用的儀表與所發展的工具。

 

 

針對台灣目前面臨的電磁波困擾，我們提出幾點問題：

1. 整個台灣所籠罩的電磁輻射已越來越嚴重，但沒有相關單位可以說明於各機構附近設置基地台發射源，是否造成任何影響？或者是發射源距離這些機構應該多遠？

2. 量測基地台之電磁波強度是辛苦的，總需要背著重達十幾公斤的儀器到抗議居民附近進行測量，這種以個案出現問題就面對個案問題的方式，耗時又耗財，沒有效率，卻永遠解決不了目前日益增多的基地台所造成的居民困擾。

3. 由於目前並無紀錄各區域之電磁波資料庫，若是區域性內發生某些病變，皆把矛頭指向基地台電磁波的影響，因此，相關單位除了給予居民足夠的專業知識引導之外，也必須提出足夠的數據以說服大眾。

 

最大容許曝露量

人體對於電磁波的最大容許曝露量是以人體對於電磁波的吸收量 (Specific Absorption Rate，SAR) 為基礎所發展出來的，美國聯邦通訊委員會 (Federal Communications Commission，FCC) 所制定的 SAR 值如表 1 所示，而相對於各頻帶的 MPE 值如表 2 所示。

表 1. FCC 針對一般區域所規範之 SAR 值 (W/kg) [2]。

全身	部分軀幹	手、手腕、腳、足踝
0.08	1.6	4.0

表 2. FCC 針對一般區域所規範之 MPE 值。

頻率 (MHz)	功率密度 (mW/cm2)
25–30	180 / f 2
30–100	0.2
100–300	0.2
300–3000	f / 1500

註：表中所示之 f 為頻率；單位為 MHz

本實驗並採用全球定位系統 (Global Positioning System，GPS) 來記錄量測位置與進行量測時之導航，所使用的接收器為符合 MEA-0183 規範，且具備內建天線之 Holux GM-210。本研究還透過 LabVIEW Developer Suite 來開發應用軟體，以進行上述各項設備的資料連結與界面整合，而全部的量測資料皆即時存入 MS SQL Server。

研究成果

 

線上電磁波強度的量測與導航之系統方塊圖

系統方塊圖如圖所示，本系統共發展兩套應用軟體：量測程式【由 NI_LabVIEW 7.1】與導航程式【研勤公司_陽明大 學PaPaGO 之輔助量測專案版本，以下簡稱 PaPaGO】，這兩套程式安裝在同一部電腦內，並於量測時同時執行。量測程式一方面透過 IEEE488 (GPIB) 介面直接操控頻譜分析儀，並下載頻譜數據；另一方面則透過 USB 介面讀取 GPS 接收器的經緯度資料；所擷取到的頻譜資料與經緯度資料，依時間的先後次序儲存於 SQL Server 資料庫。導航程式則透過另一個 USB 介面來讀取 GPS 接收器的經緯度資料，並配合 PaPaGO 軟體之地理資訊系統 (Geography Information System，GIS) 進行量測導航，兩個應用程式以 SQL 資料庫相互傳遞訊息。

操作流程

為了能對目標區域進行地毯式的量測，並提昇量測效率，因此事先的路徑規劃非常重要。路徑規劃的工作是在目標區域地圖上，依照實際的交通狀況，規劃出可繞遍整個區域的路徑，最後並將規劃路徑輸入導航程式中，所規劃的路徑會在導航程式的地圖上呈現棕色線條。在實際導航的過程中，車輛的位置會以車型圖示標註於地圖上，並以藍色線條指示目前行車之位置，雖然事先已規劃路徑，但可能會因為實際之路況量測者需要即時變動路線，所以存到資料庫將會是藍色路徑的資料。

結論

本平台目的在於發展電磁波之監控平台，並藉此平台充分瞭解台灣各主要城市之環境電磁波狀況。此平台的規劃有三個主要功能，線上電磁波強度的量測與導航、離線電磁波強度的區域量測、離線電磁波強度的量測與導航，透過 LabVIEW 的軟硬體整合週邊能力而加速了此一平台的開發，同時與 PaPaGO 地圖導航介面搭配將有助於提升人機介面使用效果。未來，相信對環保單位來說，此一平台完整的呈現台灣各主要城市之電磁波狀況，對電磁波的強度隨時可以提供有利及有力的查詢與掌控，使民眾對自身所處區域的電磁波強度有更深一層的認知，讓大家不再感到恐懼，並減少整個台灣社會的抗爭。

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
林 俊宏
國立陽明大學 醫學工程研究所

Browse All Case Studies »