以無線感測網路進行森林微氣候監測之研究

本計畫希能於溪頭森林生態自然教育園區佈放30個無線感測器，進行林外與不同林分小區域定點溫濕度等微氣象相關監測，並與現行資訊系統介接，除可於網路可查詢與擷取近即時資料外，亦可提供本區域重要樹種(如銀杏、台灣杉、柳杉等)進行生理生態及物候相關研究之用。由於國內運用無線感測網路技術於生態觀測仍屬起步階段，因此本研究針對系統之穩定度、資料回傳成功率、溫濕度感測器觀測可信度、電力耗掉程度及在台灣高溫高濕多雨環境下的適用性皆進行評估。結果顯示系統有相當高的穩定度，然而資料回傳成功率偏低，但相信未來所採用的TinyOS作業平台應會針對此缺點加以改進，而各節點因有1 Mb的記憶體，若資料無法成功回傳，仍可暫存於記憶體中，僅需定期前往連線下載即可，對於資料的保存應無太大問題。因此兼用無線網路回傳與各節點自行儲存觀測資料將有利於資料分析與儀器維護。溫濕度感測器觀測可信度上，若參考國外的試驗，應無太大問題，仍在本研究可接受誤差範圍內，但自行率定狀況不佳情形，代表本研究於未來須對溫濕度感測器再做一次標準率定。電力耗掉程度若以目前5分鐘觀測一次的頻率計算，應可維持一個月以上，未來可整合充電電池與太陽能板，以延長儀器可觀測時間。至於儀器的耐候性，目前實際測試結果尚屬良好，然未經歷暴雨嚴酷考驗，仍須持續觀察。無線感測網路的架設成本較以往的研究低且架設方便，藉由本次研究，已可於不到一個月時間內輕易瞭解了不同林分、不同林木高度的溫濕度等微氣候差異，對於進行森林微氣候、林火氣象觀測、物候及植物生理生態等相關研究上，確實是個具有相當潛力的觀測系統，值得林務局等相關單位推廣使用。