TW201627941A - 監測雲端自動化管理系統平台及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一種監測雲端自動化管理系統平台，其包含有：雲端伺服器、整合多功能測讀設備、個人電腦、智慧型手持裝置。雲端伺服器內設有資料模型，資料模型儲存有不同型態之資料檔案。整合多功能測讀設備具有量測感測器並藉由3G、Wi-Fi之無線通訊方法將即時的量測數據、量測時間資訊、量測位置資訊上傳至雲端伺服器儲存的功能。個人電腦內設有監測系統網頁程式連線至雲端伺服器，監測系統網頁程式內設有：資料查詢介面，用戶端藉此查看儀器量測數據以及接收雲端伺服器傳來之警訊或異常通知；基本資料設定介面，用戶端藉此設定監測系統網頁程式參數；Google Map平面沉陷圖，用戶端從瀏覽器上藉此即時查閱所有監測資料。智慧型手持裝置內設有應用程式連線至雲端伺服器，用戶端藉由應用程式查看儀器量測數據以及接收雲端伺服器傳來之警訊或異常通知。藉由上述，提供用戶即時的監測數據及警報的服務，其中量測時間資訊和量測位置資訊可避免監測人員因未到現場量測而自行輸入造假數據的可能性，另Google Map平面沉陷圖有利於國內政府相關單位和大地技師分析應用。

Description

監測雲端自動化管理系統平台及其使用方法

本發明係有關一種監測雲端自動化管理系統平台，特別指一種適用於營建、水壩、橋梁、邊坡、捷運等土木工程領域監測自動化的雲端管理系統平台。

監測系統跨越不同領域之行業，就土木工程而言，監測系統常應用於施工期間保護相關人員及建物的安全，其主要分為人工監測及自動化監測。

人工監測係指監測人員至施工現場對不同種儀器或設備做測量的動作並抄寫其數據，再回到辦公室將量測資料手動輸入電腦端並寄送給監造人員；一般而言，每次完成人工監測作業總共需要耗費24至48小時。

自動化監測係指使用不同儀器與設備做自動化量測作業，藉由有線傳輸或無線傳輸，將量測資料傳輸至伺服器，監造人員可透過網頁版資料庫或軟體版資料庫觀察數據變化；而監測資料庫之數據，常以表格或曲線圖方式呈現。

另外，由於監造人員無法跟隨監測人員至施工現場監督量測工作，故業界常有監測人員未實際至施工現場進行量測，而是自行臆測並 以手動輸入造假量測資料，至而衍生問題存在；基於此因，勢必造成監造人員因收到不正確之資訊，未能對施工現場做正確的判斷與要求。

緣是，本創作人特別結合Wi-Fi、3G兩種即時無線傳輸方法、GPS定位功能、Google Map平面沉陷圖呈現方式至監測系統，期待能提供一種監測自動化的雲端管理系統平台。

本發明之主要目的在於提供一種監測自動化的雲端管理系統平台，能夠24小時搜尋施工現場感測器之量測資料，其中量測資料又包含量測數據、量測位置資訊、量測時間資訊，並以Google Map視覺化方式呈現沉陷結果。

鑑於本發明之目的，本發明提供一種監測雲端自動化管理系統平台，其包含有：雲端伺服器、整合多功能測讀設備、個人電腦、智慧型手持裝置。雲端伺服器內設有資料模型，資料模型儲存有不同型態之資料檔案。整合多功能測讀設備具有量測感測器並藉由3G、Wi-Fi之無線通訊方法將即時的量測數據、量測時間資訊、量測位置資訊上傳至雲端伺服器儲存的功能。個人電腦內設有監測系統網頁程式連線至雲端伺服器，監測系統網頁程式內設有：資料查詢介面，用戶端藉此查看儀器量測數據以及接收雲端伺服器傳來之警訊或異常通知；基本資料設定介面，用戶端藉此設定監測系統網頁程式參數；Google Map平面沉陷圖，用戶端從瀏覽器上藉此即時查閱所有監測資料。智慧型手持裝置內設有應用程式連線至雲端伺服器，用戶端藉由應用程式查看儀器量測數據以及接收雲端伺服器傳來 之警訊或異常通知。其中資料模型係資料庫，其儲存有客戶資料、驗證資料、儀器資料、量測資料。其中量測資料包含有：量測數據、量測時間資訊、量測位置資訊。其中量測數據係由整合多功能測讀設備供電激發感測器所測得；量測時間資訊係指監測人員於施工現場完成感測器之測讀作業後，將量測數據上傳至雲端伺服器之時間；量測位置資訊係指監測人員於施工現場完成感測器之測讀作業後，將量測數據上傳至雲端伺服器之位置。

本發明相較於先前技術所達成之功效在於，監測雲端自動化 管理系統平台，可24小時搜尋整合多功能測讀設備之訊號，當監測人員使用整合多功能測讀設備對施工現場之感測器量測完畢後，可隨即利用其Wi-Fi通訊模組、3G通訊模組上傳量測資料至雲端伺服器，故大幅縮短監造人員獲得施工現場量測資料之時間。監測雲端自動化管理系統平台對個人電腦提供監測系統網頁程式及對智慧型手持裝置提供應用程式，在數據呈現方面，除了一般監測系統提供之表格、曲線圖，監測系統網頁程式另外附有Google Map平面沉陷圖，以供監造人員視覺化的介面，加快對施工現場之安危進行判斷。監測雲端自動化管理系統平台所提供之量測資料包含：量測數據、量測時間資訊、量測位置資訊，可作為監測人員是否實際到達施工現場之依據，除了能夠完全排除監測人員自行臆測或手動輸入造假資料的可能性外，每次紀錄可作為監測作業之計價依據。

1‧‧‧感測器

2‧‧‧整合多功能測讀設備

21‧‧‧微處理單元

22‧‧‧UART模組

23‧‧‧3G通訊模組

24‧‧‧衛星定位接收器

25‧‧‧Wi-Fi通訊模組

3‧‧‧雲端伺服器

31‧‧‧資料模型

311‧‧‧後台控制管理系統

3111‧‧‧資料查詢模組

3112‧‧‧匯入模組

3113‧‧‧人員驗證模組

3114‧‧‧訊息發送模組

312‧‧‧量測資料

3121‧‧‧量測數據

3122‧‧‧量測時間資訊

3123‧‧‧量測位置資訊

313‧‧‧儀器資料

314‧‧‧驗證資料

315‧‧‧客戶資料

4‧‧‧智慧型手持裝置

41‧‧‧應用程式

5‧‧‧個人電腦

51‧‧‧監測系統網頁程式

511‧‧‧資料查詢介面

512‧‧‧基本資料設定介面

513‧‧‧Google Map平面沉陷圖

第一圖為本發明的一系統架構圖。

第二圖為本發明的第一實施例的方塊示意圖。

第三圖為本發明的第二實施例的方塊示意圖。

第四圖為本發明的第三實施例的方塊示意圖。

第五圖為本發明的第四實施例的方塊示意圖。

第六圖為本發明的第五實施例的方塊示意圖。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明懂，下文特舉出一實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

首請參閱第一圖，第一圖為本發明試舉一實施例之架構圖，本發明所揭露之監測自動化的雲端管理系統平台，係用以提供用戶即時的監測數據及警報服務，其包含有：至少一感測器1、至少一整合多功能測讀設備2、至少二雲端伺服器3、至少一智慧型手持裝置4、至少一個人電腦5。

感測器1連接設於一被監測物體，用以感測得知被監測物體其物理變化並測得一量測資料312，且連接於整合多功能測讀設備2使資訊得以取得傳送。

整合多功能測讀設備2係用以供電激發所述之感測器1將所測得之量測資料312上傳至雲端伺服器3，其包含有：一微處理單元21、一UART模組22、一3G通訊模組23、一衛星定位接收器24及一Wi-Fi通訊模組25。微處理單元21電性連接UART模組22、衛星定位接收器24、3G通訊模組23、Wi-Fi通訊模組25。所述微處理單元21用以實現運算核心單 元，並提供時間資訊；所述UART模組22，電性連結微處理單元21與至少一感測器1，用以傳輸電力激發感測器1，以取得感測器1之類比測量值；所述衛星定位接收器24，電性連結微處理單元21，衛星定位接收器24接收一全球定位系統所發出之定位資訊。整合多功能測讀設備2使用其中UART模組22連接感測器1，以取得量測數據3121並藉由其中3G通訊模組23或W-Fi通訊模組25經由網路傳輸至雲端伺服器3。如第二圖所示，由整合多功能測讀設備2供電激發感測器1以測得量測數據3121後，並同當下衛星定位接收器24所接收之整合多功能測讀設備2之量測位置資訊3123及微處理單元21所運行之作業系統之量測時間資訊3122，通過3G通訊模組23或W-Fi通訊模組25以無線傳輸至雲端伺服器3。

雲端伺服器3包含有一資料模型31，所述資料模型31可以 是一資料庫，用以儲存一量測資料312、一儀器資料313、一驗證資料314、一客戶資料315，且資料模型31包含有一後台控制管理系統311，所述後台控制管理系統311包含有一資料查詢模組3111、一匯入模組3112、一人員驗證模組3113、一訊息發送模組3114；又，量測資料312包含有一量測數據3121、一量測時間資訊3122、一量測位置資訊3123(如第六圖所示)。雲端伺服器3用以儲存整合多功能測讀設備2上傳之量測數據3121，並透過人員驗證模組3113使個人電腦5中之監測系統網頁程式51或智慧型手持裝置4中之應用程式41登入並使用資料查詢模組3111提供資訊，且當量測數據3121到達一警戒標準時，經由訊息發送模組3114自動發送訊息給個人電腦中5之監測系統網頁程式51或智慧型手持裝置4中之應用程式41。此外，所述匯入模組3112係用以匯入整合多功能測讀設備2之量測資 料312。用戶端透過智慧型手持裝置4之應用程式41或個人電腦5之監測系統網頁程式51，經由人員驗證模組3113連線登入雲端伺服器3，並利用資料查詢模組3111查看儀器量測數據3121、歷史曲線、歷史資料，另外當量測資料312超過預設的警戒值或儀器發生異常時，雲端伺服器3透過訊息發送模組3114會發送警訊或異常通知至監測系統網頁程式51和應用程式41，以利用戶端做適當的處置。

智慧型手持裝置4用以讀取雲端伺服器3之資訊，其包含有 一應用程式41，智慧型手持裝置4由所設之應用程式41讀取雲端伺服器3之資訊；所述之應用程式41可以是行動應用程式(mobile application；簡稱App)。

個人電腦5用以讀取雲端伺服器3之資訊，其包含有一監測 系統網頁程式51，個人電腦5由所設之監測系統網頁程式51讀取雲端伺服器3之資訊；所述監測系統網頁程式51包含有一資料查詢介面511、一基本資料設定介面512、一Google Map平面沉陷圖513。

用戶端可依據持有之硬體為智慧型手持裝置4或個人電腦5 透過網路連線至雲端伺服器3，藉由應用程式41或監測系統網頁程式51查看儀器量測數據3121、歷時曲線、歷史資料，以及接收雲端伺服器3傳來之警訊或異常通知。另外監測系統網頁程式51更附加有Google Map平面沉陷圖513，監造人員可將Google Map平面沉陷圖513放大顯示所有儀器量測值，或縮小進行相關儀器量測值的計算，因而研判區域危險性。

如第六圖所示，用戶端於施工現場完成感測器1之測讀作業 後，將當下感測器1之量測數據3121、微處理單元221所運行之作業系統之 量測時間資訊3122、衛星定位接收器24所接收之整合多功能測讀設備2之量測位置資訊3123上傳至雲端伺服器3儲存為資料模型31中之量測資料312。

使得用戶端於施工現場利用整合多功能測讀設備2供電激 發感測器1測得量測數據3121後，將量測資料312上傳至雲端伺服器3，用戶端即可透過智慧瑩手持裝置4或個人電腦5獲得施工現場之量測資料312，藉以進行安全判定。

本發明試舉一監測自動化的雲端管理系統平台之使用方法，其步驟包含有：

步驟一：由多功能測讀設備2對至少一感測器1進行一測讀工作，並連結一雲端伺服器3加密傳送至少一量測資料312，每一該量測資料312包含有一量測數據3121、一量測時間資訊3122、一量測位置資訊3123。

步驟二：用戶端由一控制裝置(如：智慧型手持裝置4或個人電腦5)透過網際網路查看記錄在雲端伺服器3的量測數據3121、量測時間資訊3122及量測位置資訊3123。

步驟三：由雲端伺服器3比對量測數據3121是否於一預定的量測時間及一預定的量測位置傳入雲端伺服器3。

步驟四：若量測數據3121未於預定的量測時間及預定的量測位置內傳入雲端伺服器3時，雲端伺服器3會發送一訊息至用戶端的控制裝置。

步驟五：若量測數據3121於預定的量測時間及預定的量測位置內傳入雲端伺服器3時，則重覆步驟三。

前述方法之中，所述的測讀工作係指多功能測讀設備2提供電力激發感測器1，並取得感測器1之一類比測量值。

前述方法之中，所述的量測數據3121係指由多功能測讀設備2轉換感測器1之類比測量值而得的一數位測量值；或是，以人工方式進入雲端伺服器3而得的測量值。

前述方法之中，所述的量測時間資訊3122係指多功能測讀設備2之微處理單元21於上傳量測數據3121至雲端伺服器3時所提供之時間資訊。

前述方法之中，所述的量測位置資訊3123係指多功能測讀設備2之衛星定位接收器24於上傳量測數據3121至雲端伺服器3時所接收到一全球定位系統之定位資訊。

前述方法之中，所述的控制裝置可以是個人電腦5，由個人電腦5所預設之軟體(如：桌面版軟體或網頁瀏覽器)查看記錄在雲端伺服器3的量測數據3121、量測時間資訊3122及量測位置資訊3123。

前述方法之中，所述的控制裝置可以是智慧型手持裝置4，由智慧型手持裝置所預設之應用程式(如：行動應用程式(mobile application；簡稱App))查看記錄在雲端伺服器3的量測數據3121、量測時間資訊3122及量測位置資訊3123。

需注意的是，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍，任何熟於此項技術之人士均可以在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化，因此本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

1‧‧‧感測器

2‧‧‧整合多功能測讀設備

3‧‧‧雲端伺服器

4‧‧‧智慧型手持裝置

5‧‧‧個人電腦

Claims (11)

1. 一種監測自動化的雲端管理系統平台，包含有：至少一感測器，連接設於一被監測物體，用以感測得知被監測物體其物理變化並測得一量測資料；一整合多功能測讀設備，用以供電激發該感測器，其包含有：一微處理單元，用以實現運算核心單元，並提供時間資訊；一UART模組，電性連結該微處理單元與該感測器，用以傳輸電力激發該感測器，以取得該感測器之量測資料；一衛星定位接收器，電性連結該微處理單元，該衛星定位接收器接收一全球定位系統所發出之定位資訊；至少二雲端伺服器，用以儲存該整合多功能測讀設備所上傳之量測資料，該量測資料包含有一量測數據、一量測時間資訊及一量測位置資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之監測自動化的雲端管理系統平台，包含有一3G通訊模組，電性連結該微處理單元，該微處理單元將該量測資料加密後，由該3G通訊模組傳送至該雲端伺服器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之監測自動化的雲端管理系統平台，包含有一Wi-Fi通訊模組，電性連結該微處理單元，該微處理單元將該量測資料加密後，由該Wi-Fi通訊模組傳送至該雲端伺服器。
4. 一種如申請專利範圍第1項所述之使用方法，其步驟包含有：由該多功能測讀設備對該感測器進行一測讀工作，並連結該雲端伺服器加密傳送該量測資料，每一該量測資料包含有一量測數據、一量測時間資訊及一量測位置資訊；用戶端由一控制裝置透過網際網路查看記錄在該雲端伺服器的該量測數據、該量測時間資訊及該量測位置資訊；由該雲端伺服器比對該量測數據是否於一預定的量測時間及一預定的量測位置傳入該雲端伺服器；該量測數據未於預定的量測時間及預定的量測位置內傳入該雲端伺服器時，該雲端伺服器會發送一訊息至用戶端的控制裝置； 該量測數據於預定的量測時間及預定的量測位置內傳入該雲端伺服器時，該雲端伺服器重新比對該量測數據是否於一預定的量測時間及一預定的量測位置傳入該雲端伺服器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該測讀工作係指該多功能測讀設備提供電力激發該感測器，並取得該感測器之一類比測量值。
6. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該量測數據係指由該多功能測讀設備轉換該感測器一類比測量值而得的一數位測量值。
7. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該量測數據係指以人工方式進入該雲端伺服器而得的測量值。
8. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該量測時間資訊係指該多功能測讀設備之微處理單元於上傳該量測數據至該雲端伺服器時所提供之時間資訊。
9. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該量測位置資訊係指該多功能測讀設備之衛星定位接收器於上傳該量測數據至該雲端伺服器時所接收到一全球定位系統之定位資訊。
10. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該控制裝置可以是個人電腦，由該個人電腦所預設之軟體查看記錄在該雲端伺服器的該量測數據、該量測時間資訊及該量測位置資訊。
11. 如申請專利範圍第4項所述之使用方法，其中該控制裝置可以是智慧型手持裝置，由該智慧型手持裝置所預設之應用程式查看記錄在該雲端伺服器的該量測數據、該量測時間資訊及該量測位置資訊。