CN111811689B - 电子装置及应用其的环温估算方法 - Google Patents

Abstract

环温估算方法包括以下步骤。首先，感测电子装置的系统温度值。然后，执行环温值估算流程，包括：判断电路板的板温是否达到稳定状态；当电路板的板温达到稳定状态，判断在上个时间点一热源是否呈运作状态；若在上个时间点时热源呈运作状态，判断在目前时间点时热源是否呈运作状态；及，若在目前时间点时热源不呈运作状态，将估算环温值设为系统温度值与温度补偿值的差值。

Description

电子装置及应用其的环温估算方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置及应用其的环温估算方法，且特别是有关于一种采用系统温度值估算环境温度的电子装置及应用其的环温估算方法。

背景技术

有些电子装置有检测环境温度的需求，例如恒温器(thermostat)或物联网(IoT)系统控制面板。若将温度检测器内建于此类电子装置中，则电子装置中的热源可能会造成温度检测的误差，且若电子装置中有任一个主要热源在不同状态下会有截然不同的产热速度，则温度检测误差将会是不固定的。若使用位于此类电子装置外部的温度检测器来检测环境温度，则会增加硬件成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子装置利用温度感知器所感测到的系统温度值估算环境温度，可达到节省成本及提高元件空间匹配性的技术效果。而且，依据本发明实施例的环温估算方法，可排除电路板的板温及热源的温度对于估算环温值的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电子装置。电子装置包括一电路板、一热源、一温度感知器及一环温估算器。热源电性连接于电路板。温度感知器电性连接于电路板且用以感测电子装置的一系统温度值。环温估算器配置在电路板且用以：执行一环温值估算流程，包括：判断电路板的一板温是否达到一稳定状态；当电路板的板温达到稳定状态，判断在上个时间点时热源是否呈运作状态；若在上个时间点时热源呈运作状态，判断在目前时间点时热源是否呈运作状态；以及，若在目前时间点时热源不呈运作状态，将一估算环温值设为系统温度值与一温度补偿值的差值。

为实现上述目的，本发明另一实施例提出一种环温估算方法。环温估算方法包括以下步骤。感测一电子装置的一系统温度值；以及，执行一环温值估算流程，包括：判断一电路板的一板温是否达到一稳定状态；当电路板的板温达到稳定状态，判断在上个时间点一热源是否呈运作状态；若在上个时间点时热源呈运作状态，判断在目前时间点时热源是否呈运作状态；及，若在目前时间点时热源不呈运作状态，将一估算环温值设为系统温度值与一温度补偿值的差值。

本发明的有益功效在于：本发明实施例的电子装置利用温度感知器所感测到的系统温度值估算环境温度，可达到节省成本及提高元件空间匹配性的技术效果。而且，依据本发明实施例的环温估算方法，可排除电路板的板温及热源的温度对于估算环温值的影响。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的电子装置100的示意图。

图2为图1的电子装置100的估算环温值T_ENV的估算流程图。

图3为图2的第二暂存环温值T_M的设定流程图。

图4为图2的电子装置100的开机环温值T_ENV,I的估算流程图。

图5为另一实施例的开机环温值T_ENV,I的估算流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1，图1为本发明一实施例的电子装置100的示意图。电子装置100例如是基于安卓的大屏幕家庭智能网关、智能烟雾报警器、无线网状网络(Mesh)的路由器、恒温器或物联网系统控制面板，然本发明实施例不受此限。

电子装置100至少包括电路板110、热源120、温度感知器130及环温估算器140。热源120电性连接于电路板110。温度感知器130电性连接于电路板110且用以感测电子装置100的系统温度值T_S。环温估算器140配置在电路板110且用以：(1)判断电路板110的板温是否达到稳定状态；(2)若电路板110的板温达到稳定状态，判断在上个时间点时热源120是否呈运作状态；(3)若上个时间点时热源120呈运作状态，判断目前时间点时热源120是否呈运作状态；(4)若目前时间点时热源120不呈运作状态，将一估算环温值T_ENV设为系统温度值T_S与温度补偿值T_D的差值。

在实施例中，电子装置100以温度感知器130所感测的系统温度值T_S取得估算环温值T_ENV，不需依靠外置的环温感测器。此外，温度感知器130配置于电子装置100内部，故系统温度值T_S为电子装置100内部的温度，会受到电路板110的板温及热源120的温度影响。前述温度补偿值T_D可以通过测试得出，并储存在电子装置100中。

电路板110例如是印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)。热源120是在工作时会发热的元件。环温估算器140例如是由半导体制程所形成的电路结构，其可与处理器分离配置，或整合于处理器中。在电子装置100开机完成后，热源120可以处于运作(functioning)或待命(standby或off)状态，而当热源120处于运作状态时，会降低以系统温度值T_S估算环温值T_ENV的正确度。另外，电子装置100有一计时器(可由处理器所实现)，用以计算热源120处于运作状态但电子装置100未指示热源持续运作的时间长度，并在此时间长度超过一时间阀值后，将热源120切换为待命状态。举例来说，热源120例如是显示器或触控显示器这类的输入输出界面，当使用者在使用输入输出界面时，电子装置100会指示热源持续运作，当使用者停止使用输入输出界面的时间超过前述时间阀值后，电子装置100会将热源120切换为待命状态。

以下以图2进一步说明图1的电子装置100的估算环温值T_ENV的估算流程。在步骤S110中，环温估算器140判断电路板110的板温是否达到稳定状态。若电路板110的板温达到稳定状态，表示板温本身的变动幅度不影响所取得的估算环温值的准确性。环温估算器140可以一温度旗标的数值作为电路板110的板温是否达到稳定状态的判断依据。例如，当温度旗标的数值为1(True)时，表示电路板110的板温已达稳定状态，而当温度旗标的数值为0(False)时，表示电路板110的板温尚未达稳定状态。

若电路板110的板温达到稳定状态，流程进入步骤S115，环温估算器140判断在上个时间点时热源120是否呈运作状态。环温估算器140可依据第二暂存环温值T_M的数值作为在上个时间点时热源120是否呈运作状态的判断依据。例如，当第二暂存环温值T_M为0时，表示在上个时间点时热源120不呈运作状态(即，呈待命状态)，而当第二暂存环温值T_M不为0时，表示在上个时间点时热源120呈运作状态。此外，当电子装置100每次开机时都可将第二暂存环温值T_M重置(例如设为0)。

若上个时间点时热源120呈运作状态，流程进入步骤S120，环温估算器140判断目前时间点时热源120是否呈运作状态。若目前时间点时热源120不呈运作状态，流程进入步骤S125，环温估算器140将估算环温值T_ENV设为系统温度值T_S与温度补偿值T_D的差值(即，T_ENV＝T_S-T_D…式(1))。详言之，虽然上个时间点时热源120呈运作状态，但由于目前时间点热源120呈待命状态，热源120对于温度感知器130所感测到的系统温度值T_S的影响已降低，因此环温估算器140可采用系统温度值T_S的数值进行温度补偿，并以补偿后温度值作为估算环温值T_ENV。接着，在步骤125A中，环温估算器140可将第一暂存环温值T_L设为估算环温值T_ENV(即，T_L＝T_ENV…式(2))，T_L的用途容后描述。然后，在步骤S125B中，环温估算器140可将第二暂存环温值T_M重置(例如设为0，即，T_M＝0…式(3))，T_M的用途容后描述。T_M亦会是下次执行图2的流程时判断「在上个时间点热源120是否呈运作状态」的依据。

在步骤S130，环温估算器140将估算环温值T_ENV设为开机环温值T_ENV,I(即，T_ENV＝T_ENV,I…式(4))。详言之，若电路板110的板温未达到稳定状态，表示电路板110的板温对系统温度值T_S的影响程度是不确定的，若以式(1)取得的估算环温值T_ENV相对不准确，以开机环温值T_ENV,I作为估算环温值T_ENV相对而言较为准确。此处的开机环温值T_ENV,I为电子装置100开机时所计算的环温值，此容后说明。

在步骤S140，由于在上个时间点热源120不呈运作状态，表示从上个时间点至目前时间点的过程热源120对温度感知器130所感测到的系统温度值T_S的影响不大，因此环温估算器140可采用系统温度值T_S(式(1))进行温度补偿(步骤S140)。然后，在步骤S140A中，环温估算器140可采用上式(2)，将第一暂存环温值T_L设为估算环温值T_ENV，T_L的用途容后描述。

在步骤S120A，环温估算器140将估算环温值T_ENV设为第二暂存环温值T_M(即，T_ENV＝T_M…式(5))。详言之，若在上个时间点及目前时间点时热源120都呈运作状态，表示热源120持续影响系统温度值T_S，此时若以式(1)取得的估算环温值T_ENV是不准确的，因此环温估算器140以相对准确的第二暂存环温值T_M作为估算环温值T_ENV。

环温估算器140可每隔一第一时间区间(例如，每隔10分钟)执行图2的流程。此外，环温估算器140亦可以在收到指令后执行图2的流程。

以下以图3说明图2的第二暂存环温值T_M的设定流程。在步骤S210中，环温估算器140判断在目前时间点热源120是否呈运作状态。若在目前时间点热源120呈运作状态，流程进入步骤S220；若热源120不呈运作状态，流程回到步骤S210。在步骤S220中，环温估算器140判断第二暂存环温值T_M是否为0。若第二暂存环温值T_M为0，表示在上个时间点热源120呈待命状态，流程进入步骤S230；而若第二暂存环温值T_M不为0，表示在上个时间点热源120呈运作状态，流程回到步骤S210。

在步骤S230，环温估算器140将第二暂存环温值T_M设为系统温度值T_S与温度补偿值T_D的差值(即，T_M＝T_S-T_D…式(6))。详言之，由于在上个时间点热源120已呈待命状态，表示从上个时间点至目前时间点的过程中热源120对温度感知器130所感测到的系统温度值T_S的影响不大，因此就算目前时间点热源120呈运作状态，环温估算器140仍可采用系统温度值T_S(式(6))进行温度补偿。

从步骤S220回到步骤S210后，由于在上个时间点热源120呈运作状态，且在目前时间点热源120也呈运作状态，表示热源120导致系统温度值T_S持续上升，因此环温估算器140不更动第二暂存环温值T_M(如同锁住第二暂存环温值T_M的数值)。

环温估算器140可每隔第二时间区间执行图3的第二暂存环温值T_M的设定流程。前述第二时间区间例如是短于第一时间区间，换言之，图3的第二暂存环温值T_M的设定流程的执行频率高于图2的环温估算流程的执行频率。具体而言，第二时间区间例如是介于约30秒～约3分钟之间的任意数值。在此时间区间内，若热源120呈运作状态，热源120对电子装置100的影响小，实测在约1摄氏度以内，如介于约0.2摄氏度～约0.4摄氏度左右，对估算环温值T_ENV的估算值影响不大(例如，对估算环温值T_ENV与环境温度之间的误差影响不大)。

以下以图4说明图1的电子装置100的开机环温值T_ENV,I的估算流程。

在步骤S310中，当电子装置100启动(booting)时，环温估算器140判断是否为热启动。例如，环温估算器140可判断系统温度值T_S是否位于温度区间中，若系统温度值T_S位于温度区间，表示属于热启动，流程进入步骤S320，否则表示可能为冷启动或温启动，流程进入步骤S330。温度区间例如是介于一温度上限T_TU与一温度下限T_TL之间，其中温度上限T_TU例如是满足下式(a)，而温度下限T_TL例如是满足下式(b)，式中的T_W例如是区分冷启动、温启动与热启动的温度阈值。在一实施例中，温度阈值T_W例如是介于约2摄氏度～约3摄氏度之间的任一个整数值(包含或不包含端点)。

T_TU＝T_L+(T_D+T_W)......(a)

T_TL＝T_L+(T_D-T_W)......(b)

在步骤S320中，由于电子装置100应是在系统温度值T_S已达稳定的状态重新开机，环温估算器140将开机环温值T_ENV,I设为系统温度值T_S与温度补偿值T_D的差值(即，T_ENV,I＝T_S-T_D…式(7))。

在步骤S330中，环温估算器140判断开机是否为冷启动；当开机为冷启动时，流程进入步骤S340；当开机不为冷启动(例如是温启动)时，流程进入步骤S350。

在步骤S340中，由于是冷启动，系统温度值T_S与环境温度间的误差不大，因此环温估算器140将开机环温值T_ENV,I设为系统温度值T_S(即，T_ENV,I＝T_S…式(9))。在步骤S350中，由于是温启动，系统温度值T_S与环境温度间的误差不确定，因此环温估算器140将开机环温值T_ENV,I设为第一暂存环温值T_L(即，T_ENV,I＝T_L…式(10))。

在步骤S320A中，环温估算器140第一暂存环温值T_L设为开机环温值T_ENV,I，以作为下次重新开机时开机环温值T_ENV,I的估算参考。

以下以图5说明另一实施例的开机环温值T_ENV,I的估算流程。在步骤S485中，环温估算器140将板温状态设为稳定状态，以作为图2的步骤S110的判断参考。在一实施例中，环温估算器140可在步骤S485中将温度旗标的数值设为1。此外，当电子装置100初次开机时，温度旗标的初始值预设为0。或者，当电子装置100关机一段时间(充分冷却)后重新开机时，温度旗标的初始值预设为0。此外，当电子装置100初次开机时，第一暂存环温值T_L的初始值预设为0；或者，当电子装置100关机一段时间(充分冷却后)后重新开机时，第一暂存环温值T_L的初始值预设为0。

在步骤S430'中，环温估算器140可依据计数器C的数值判断开机属于冷启动或温启动。例如，若计数器C的数值等于0，表示开机属于冷启动，流程进入步骤S340；若计数器C的数值不等于0，表示开机属于温启动，流程进入步骤S350。当电子装置100初次开机时，计数器C的初始值预设为0。或者，当电子装置100关机一段时间(充分冷却后)后重新开机时，计数器C的初始值预设为0。当电子装置100在供电状态下重新开机(如，暖开机或跳电时重新开机)时，由于重新开机的时间对于温度影响不大，计数器C的数值可保留(即，不重置)。

在步骤S340A中，环温估算器140采用式(8)，将第一暂存环温值T_L设为开机环温值T_ENV,I。

在步骤S340A后，由于电路板110的板温尚未达稳定状态，流程进入步骤S460，环温估算器140继续等待电路板110的板温达到稳定状态。

在步骤S460中，环温估算器140可依据计数器C的数值来判断电路板110的板温是否达到稳定状态。例如，环温估算器140可判断计数器C的数值是否已达m，其中m为大于1的正整数，如20。当计数器C的数值等于m，表示电路板110的板温已达稳定状态，流程进入步骤S485，环温估算器140将板温状态设为稳定状态，以作为图2的步骤S110的判断参考。

若计数器C的数值不等于m，表示电路板110的板温尚未达稳定状态，流程进入步骤S465，环温估算器140累加计数器C的数值，例如C＝C+1，然后，在步骤S470，环温估算器140等待一段时间，该段时间例如是1分钟。然后，在步骤S475中，环温估算器140再次判断计数器C的数值是否已达m；若计数器C的数值等于m，表示电路板110的板温已达稳定状态，环温估算器140将计数器C归零(步骤S480)并将板温状态设为稳定状态(步骤S485)。若计数器C的数值不等于m，表示电路板110的板温尚未达稳定状态，流程回到步骤S465，环温估算器140重复步骤S465及S470及S475，直到计数器C的数值等于m。在一实施例中，当计数器C的数值等于m，将计数器C重置(例如，归零或清零)。例如，以m等于20为例，当开机时间持续20分钟时，即C等于20，则环温估算器140将计数器C重置。

综上，本发明实施例的电子装置利用温度感知器所感测到的系统温度值估算环境温度，可达到节省成本及提高元件空间匹配性的技术效果。而且，依据本发明实施例的环温估算方法，可排除电路板的板温及热源的温度对于估算环温值的影响。因此，即使电子装置为功耗大、散热困难的装置，如可视化智能家居产品，仍可通过温度感知器所感测到的系统温度值准确地估算出环境温度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一电路板；

一热源，电性连接于该电路板；

一温度感知器，电性连接于该电路板且用以感测该电子装置的一系统温度值；以及

一环温估算器，配置在该电路板且用以：

执行一环温值估算流程，包括：

判断该电路板的一板温是否达到一稳定状态；

当该电路板的该板温达到该稳定状态，判断在上个时间点时该热源是否呈运作状态；

若在该上个时间点时该热源呈运作状态，判断在目前时间点时该热源是否呈运作状态；

若在该目前时间点时该热源不呈运作状态，将一估算环温值设为该系统温度值与一温度补偿值的差值。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该环温估算器更用以：

当该电路板的该板温达该稳定状态时且若在该上个时间点时该热源不呈运作状态，将该估算环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该环温估算器更用以：

执行一开机环温值估算流程，包括：

判断该电子装置的开机是否为热启动；

当该电子装置的开机为热启动，将一开机环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；

当该电子装置的开机为冷启动，将该开机环温值设为该系统温度值；

当该电子装置的开机为温启动，将该开机环温值设为一第一暂存环温值；以及

将该第一暂存环温值设为该开机环温值。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该环温估算器更用以：

执行一第二暂存环温值设定流程，包括：

若该目前时间点时该热源呈运作状态且该上个时间点时该热源不呈运作状态，将一第二暂存环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；

其中，在执行该环温值估算流程中，该环温估算器更用以：若在该上个时间点时该热源呈运作状态且在该目前时间点时该热源呈运作状态，将该估算环温值设为该第二暂存环温值。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该环温估算器更用以：

执行一第二暂存环温值设定流程，包括：

若该目前时间点时该热源呈运作状态且该上个时间点时该热源不呈运作状态，将一第二暂存环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；

其中，在执行该环温值估算流程中，该环温估算器更用以：在将该估算环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值后，将该第二暂存环温值重置。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该环温估算器更用以：

当该电子装置的开机非热启动时，等待一段时间，直到该电子装置呈热启动状态；以及

当该电子装置呈热启动状态时，将该电路板的一板温状态设为稳定状态。

7.一种环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法包括：

感测一电子装置的一系统温度值；以及

执行一环温值估算流程，包括：

判断该电子装置的一电路板的一板温是否达到一稳定状态；

当该电路板的该板温达到该稳定状态，判断在上个时间点该电子装置的一热源是否呈运作状态；

若在该上个时间点时该热源呈运作状态，判断在目前时间点时该热源是否呈运作状态；及

若在该目前时间点时该热源不呈运作状态，将一估算环温值设为该系统温度值与一温度补偿值的差值。

8.根据权利要求7所述的环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法更包括：

当该电路板的该板温达该稳定状态时且若在该上个时间点时该热源呈运作状态，将该估算环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值。

9.根据权利要求7所述的环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法更包括：

执行一开机环温值估算流程，包括：

判断该电子装置的开机是否为热启动；

当该电子装置的开机为热启动，将一开机环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；

当该电子装置的开机为冷启动，将该开机环温值设为该系统温度值；

当该电子装置的开机为温启动，将该开机环温值设为一第一暂存环温值；以及

将该第一暂存环温值设为该开机环温值。

10.根据权利要求7所述的环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法更包括：

执行一第二暂存环温值设定流程，包括：

若该目前时间点时该热源呈运作状态且该上个时间点时该热源不呈运作状态，将一第二暂存环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；

其中，执行该环温值估算流程更包括：若在该上个时间点时该热源呈运作状态且在该目前时间点时该热源呈运作状态，将该估算环温值设为该第二暂存环温值。

11.根据权利要求7所述的环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法更包括：

执行一第二暂存环温值设定流程，包括：

若该目前时间点时该热源呈运作状态且该上个时间点时该热源不呈运作状态，将一第二暂存环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值；以及

在执行该环温值估算流程中，在将该估算环温值设为该系统温度值与该温度补偿值的差值后，将该第二暂存环温值重置。

12.根据权利要求7所述的环温估算方法，其特征在于，该环温估算方法更包括：

当该电子装置的开机非热启动时，等待一段时间，直到该电子装置呈热启动状态；以及

当该电子装置呈热启动状态时，将该电路板的一板温状态设为稳定状态。

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