TW202224312A

TW202224312A - 用於場域監測的插座裝置

Info

Publication number: TW202224312A
Application number: TW111103733A
Authority: TW
Inventors: 潘惠民; 周修平; 吳宏堯; 杜宗芳; 王輝賢
Original assignee: 聯億通股份有限公司
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-06-16

Abstract

一種插座裝置包含電連接電器設備與電網以供應或中斷電源的插座模組、用於連接場域監測系統的連接模組、儲存了有關於該電器設備在不同操作模式下的多個參考工作電流的電流特徵資料的儲存模組、持續偵測流經該電器設備的電流的電流偵測模組、持續感測周遭溫度的溫度感測模組操及處理模組。該處理模組根據該電流特徵資料以及電流偵測結果和溫度感測結果，產生有關於該電器設備之使用情況的事件資料，並經由該連接模組將該事件資料傳送至該場域監測系統，以供該場域監測系統根據該事件資料推估該電器設備的用戶使用行為。

Description

用於場域監測的插座裝置

本發明是有關於插座裝置，特別是指一種用於場域監測的插座裝置。

隨著社會的變遷，對於銀髮族而言，由於少子化、平均壽命的延長、經濟上的獨立自主性提高、對於退休生活品質的重視等因素，選擇自住的比例有持續增加的趨勢。然而，特別是對於健康狀況尚佳且具備生活自理能力的獨居銀髮族群，其對於維護個人隱私的自主意識較高，因而對於市場上的一般居家關懷系統，例如利用監控攝影機的監視系統，很難被上述獨居的銀髮族群所接收，甚至排斥此系統裝設於家中。

因此，為了能夠兼顧如銀髮族群之用戶在家中的生活隱私以及居家關懷功能，如何發想出一種透過對於電器使用情況的監測方式以達到有效預測用戶的生活起居情況遂成為目前相關業者所欲解決的議題之一。

因此，本發明的目的，即在提供一種插座裝置，當其用於基於電器使用情況的場域監測時能克服現有技術至少一個缺點。

於是，本發明所提供的一種插座裝置適用於一場域監測系統，該場域監測系統用來監測一場域中使用的一電器設備。該插座裝置包含一插座模組、一連接模組、一儲存模組、一電流偵測模組、一溫度感測模組、及一處理模組。

該插座模組用於電連接該電器設備與設置於該場域的一電網，並可操作來允許來自該電網的一電源供應至該電器設備，或中斷該電源的供應。

該連接模組適於連接該場域監測系統。

該儲存模組儲存了有關於該電器設備在不同操作模式下的多個參考工作電流的電流特徵資料。

該電流偵測模組電連接該插座模組，並操作來持續偵測流經該電器設備的電流，以產生一電流偵測結果。

該溫度感測模組操作來持續感測周遭溫度，以產生一溫度感測結果。

該處理模組電連接該插座模組、該連接模組、該儲存模組、該電流偵測模組和該溫度感測模組，接收來自該電流偵測模組的該電流偵測結果以及來自該溫度感測模組的該溫度感測結果，並根據該儲存模組儲存的該電流特徵資料以及接收到的該電流偵測結果和該溫度感測結果，產生有關於該電器設備之使用情況的事件資料，並經由該連接模組將該事件資料傳送至該場域監測系統，以供該場域監測系統根據該事件資料推估該電器設備的用戶使用行為。

在一些實施例中，該場域監測系統包括一管理伺服器、及一與該管理伺服器通訊連接的路由裝置，並且該連接模組包含一用來電連接該路由裝置的連接介面、及一用來與該路由裝置或該管理伺服器通訊連接的無線通訊模組其中至少一者。

本發明的功效在於：由於插座裝置會持續對管理伺服器發送有關電器設備之使用情況的事件資料，管理伺服器透過判定事件資料是否與行為特徵匹配的方式，以推估場域中用戶使用電器設備的行為是否正常，亦即代表用戶的作息是否正常，藉此在用戶完全不受干擾同時又能顧及用戶隱私的情況下達成場域監測的目的。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

圖1示例地繪示出一種實施於家戶內的物聯網系統，此物聯網系統可包含多個作為節點端的電器設備，例如，電視機、電鍋、電熱水瓶、免治馬桶座等、一管理雲、及一用於建立該等節點與管理雲之間的通訊連接的閘道器，其中的管理雲可收集來自各節點有關電器設備的使用狀況的資訊，並加以計算、分析後，可產生並儲存對應的使用狀況紀錄，以供相關用戶利用如手機的使用終端下載或查詢。

參閱圖2，繪示出本發明實施例的插座裝置與一種基於電器使用情況的場域監測系統結合使用時可容易地實現如圖1所示的物聯網系統。該場域監測系統用於監測如一家戶的場域中的一個或多個電器設備200(圖中僅顯示一個)，而可視作一家戶監測系統。然而，該場域監測系統亦可用作監測一個或多個場域的工廠監測系統或照護機構監測系統。該家戶監測系統可包含一路由裝置2及一管理伺服器3。在本實施例中，一個或多個插座裝置1(圖中僅顯示一個)可與該家戶監測系統結合來使用。請注意，當該家戶監測系統被實施成一物聯網系統時，相似於圖1所示的物聯網系統，該管理伺服器3可用作一管理雲，但不同於圖1所示的物聯網系統之處在於：本實施例的每一插座裝置1可作為一節點端。

該路由裝置2適於設置於該家戶中且用於連接一通訊網路400，並支援短距無線通訊功能。舉例來說，該路由裝置2可包含一無線路由器(例如，WiFi分享器)，或一支援WiFi及/或藍芽協定的閘道器(例如，專用於物聯網的NB-IoT Gateway)(圖未示)。

在本實施例中，每一插座裝置1可包括例如一插座模組11、一用作一連接模組的無線通訊模組15、一儲存模組12、一電流偵測模組13、一溫度感測模組14、一輸出模組16、及一處理模組17。以下將就同一個插座裝置1的組成進一步詳細說明。

該插座模組11用於電連接對應的電器設備200(以下簡稱該電器設備)與設置於如該家戶的一電網300(例如，家用電網)。更具體地，該插座模組11例如可被設計成具有一可插設於一已連接該電網300之插座(即該家戶中既有的插座)的插腳部(圖未示)，以及一允許該電器設備的電線插頭插入的插槽部(圖未示)，如此，該插座模組11是透過該家戶中既有的插座與該電網300電連接，但不以此例為限。然而，若該插座模組11直接電連接該電網300時，上述插腳部可被省略。該插座模組11可操作來允許來自該電網300的一電源供應至該電器設備200，或中斷該電源的供應。更具體地，該插座模組11例如可包含一受控制的開關組件(圖未示)，其可操作在一通常的導通狀態或一不導通狀態，在該導通狀態下，該電網300提供的電源可以經由該開關組件供應至該電器設備200，而在該不導通狀態下，該電器設備200被中斷供電。

在本實施例中，該無線通訊模組15操作來例如以短距無線通訊方式(例如WiFi協定及/或藍芽協定)與該路由裝置2通訊，或者，亦可直接連接該通訊網路400。請注意，在其他實施例中，該插座裝置1亦可包含一用於電連接該路由裝置2的連接介面(圖未示)，此連接介面可用來取代該無線通訊模組15而作為該連接模組，或者此連接介面也可與該無線通訊模組15並存而共同構成該連接模組。附帶一提的是，在該無線通訊模組15連接該通訊網路400的情況下，該路由裝置2於是可被省略。

該儲存模組23例如儲存了唯一對應於該家戶的家戶識別碼、參考溫度資料、有關於該(對應)電器設備200在不同操作模式下的多個參考工作電流的電流特徵資料(見圖2)。特別要說明的是，該家戶識別碼和該電流特徵資料是在該家戶初次使用或註冊階段時透過軟體應用程式的執行並經由輸入或下載而獲得，並可包含該(對應)電器設備200的類別、型號、對應於每一操作模式的參考工作電流(或參考電流閾值)、參考工作電流範圍等。舉例來說，若該(對應)電器設備200為一冰箱，一般省電模式的參考工作電流大約為例如30mA，冷藏門開啟時之操作模式的參考工作電流大約為例如130mA，及壓縮機運轉時之操作模式的參考工作電流大約為例如1500mA，於是，參考工作電流範圍例如為30~1500mA。再舉一例，若該(對應)電器設備200為一免治馬桶座，待機模式的參考工作電流大約介於例如60mA至70mA，冷水洗淨模式的參考工作電流大約介於例如80mA至90mA，於是，參考工作電流範圍例如為60~90mA。

該電流偵測模組13電連接該插座模組11，並操作來持續偵測流經該(對應)電器設備200的電流，以產生一電流偵測結果。

該溫度感測14操作來持續感測周遭溫度(例如該插座裝置1內部和外部的溫度，但不以此例為限)，以產生一溫度感測結果。

該輸出模組16可受控而產生如聽覺或視覺上的輸出。舉舉例來說，該輸出模組16可包含LED模組及/或蜂鳴器(圖未示)，但不以此例為限。

該處理模組17電連接該插座模組11、該無線通訊模組15、該儲存模組12、該電流偵測模組13、該溫度感測模組14和該輸出模組16，以接收來自該電流偵測模組13的該電流偵測結果以及來自該溫度感測模組14的該溫度感測結果。該處理模組17的功能及運作將詳細說明於稍後段落。

該管理伺服器3連接該通訊網路400，並可包括例如一資料庫31、一儲存單元32、及一電連接該資料庫31和該儲存單元32的處理單元33。舉例來說，該管理伺服器3可以實施成單一電腦或由多個電腦主機組成的電腦系統。

該資料庫31儲存了有關該家戶的一個或多個用戶的用戶資料，以及有關每一電器設備200的設備資料和歷史使用情況資料。換言之，若該家戶監測系統是用來監測該家戶的多個電器設備200時，該資料庫31將會儲存分別對應該等電器設備200的多筆設備資料以及多筆歷史使用情況資料。舉例來說，該用戶資料可包含如該(等)用戶的性別和年齡、該家戶所在地理區域及/或位置、該家戶識別碼、與該(等)用戶相關聯的一個或多個使用終端500(圖2僅繪示出一個)的通訊資料(例如，該(等)用戶的緊急聯絡人的手機號碼)等資料；而對於每一電器設備200，該設備資料可包含如電器類別、型號、對應於不同操作模式的參考工作電流範圍(特別是，經由大量收集到的相同電器類別和型號的參考工作電流範圍)等資料，並且該歷史使用情況資料可包含如一預定歷史期間的每日中每次使用的相關資料(如環境溫度、使用時間、操作模式和持續時間)、每日累計使用時間等資料。

於是，對於每一電器設備200，該處理單元33可根據多個與該(等)用戶、該電器設備200和該電器設備200所處環境相關聯的特徵參數(例如，每一用戶的性別和年齡，家戶所在地理區域，電器的類別和特性，使用時間，使用持續時間，當日累計使用時間，環境溫度等參數)且利用一機器學習演算方式(例如類神經網路回歸演算法)來分析該用戶資料和該歷史使用情況資料，以歸納出該家戶在該電器設備200的使用行為上的多個行為特徵，以建立一用於辨識該等行為特徵的行為特徵辨識模型。該處理單元33將該行為特徵辨識模型儲存於該儲存單元32。

參閱圖2及圖3，針對圖2所示的該電器設備200，該家戶監測系統如何執行一家戶監測程序。該家戶監測程序包含以下步驟S301~S310。

首先，在步驟S301中，於該插座裝置1，該電流偵測模組13持續偵測流經該電器設備200的電流，以產生一電流偵測結果，並將產生的該電流偵測結果輸出至該處理模組17。同時，該溫度感測模組14持續感測該插座裝置1所處環境的溫度，以產生一溫度偵測結果，並將產生的該溫度偵測結果輸出至該處理模組17。在本實施例中，該電流偵測結果和該溫度偵測結果共同構成一偵測結果。於是，該插座裝置1的該處理模組17會持續接收來自該電流偵測模組13和該溫度偵測模組14的該電流偵測結果和該溫度偵測結果

然後，在步驟S302中，於該插座裝置1，該處理模組17根據該儲存模組12儲存的該電流特徵資料以及例如在每一預定時間週期(其可視實際情況來決定或改變)內接收到的該電流偵測結果和該溫度感測結果，產生有關於該電器設備200且對應於該預定時間週期內之使用情況的事件資料，並經由該無線通訊模組15將該事件資料傳送至該路由裝置2。舉例來說，該事件資料可包含如該家戶識別碼，該電器設備200的電器類型和型號，每一操作模式的起始時間、操作電流和持續時間，該插座裝置1內部和外部的溫度等的相關資料，但不以此例為限。於是，該路由裝置2將接收到的該事件資料經由該通訊網路400傳送至該管理伺服器3。

之後，在步驟S303中，於該管理伺服器3，該處理單元33在接收到來自該路由裝置2的該事件資料時，將該事件資料儲存於該資料庫31，特別是將該事件資料併入(對應於該電器裝置200的)該歷史使用情況資料。

隨後，在步驟S304中，於該管理伺服器3，該處理單元33利用該儲存單元32儲存的該行為特徵辨識模型來決定接收到的該事件資料是否匹配於該等行為特徵其中至少一者。若該決定結果為肯定時，則流程將返回步驟S303，否則，流程將進行步驟S305。

請注意，當該管理伺服器3該處理單元33決定出該事件資料與該等行為特徵都不匹配時，此情況可被推估成該家戶的該(等)用戶在對於該電器設備的使用行為出現不符合行為特徵的異常行為。舉例來說，對於為電冰箱的該電器設備200而言，若在同一天內的事件資料指示出電冰箱的冷凍室門及冷藏室門均未曾開啟，此事件資料將被決定成不匹配任一行為特徵，亦即將被推估成對於電冰箱的使用行為出現不符合行為特徵的異常行為。

在步驟S305中，於該管理伺服器3，該處理單元33在決定出該事件資料與該等行為特徵都不匹配時，根據該資料庫31儲存的該通訊資料，對與該(等)使用終端500發送一警示訊息，以提醒並通知相關聯絡人(如該家戶的親友或照護關懷機構的工作人員)此異常狀況，以便之後進行相關處理。之後，流程將返回步驟S303。

另一方面，跟隨在步驟S303之後的步驟S306中，於該管理伺服器3，該處理單元33根據接收到的該事件資料與該資料庫31儲存的(對應於該電器設備200的)該設備資料，判定有關於該電器設備200的該等參考工作電流是否需調整。請注意，該電器設備200經過一段長時間使用後，由於其設備組件的老化，每一操作模式的工作電流會有逐漸遞增的現象，因此，該處理單元33可將該事件資料所含的操作電流對比於該資料庫31儲存的歷史使用情況資料而獲得增加的趨勢，以便決定是否需要調整該電器設備200的該等參考工作電流。沿用上述示例，對於為一免治馬桶座的電器設備200而言，待機模式的參考工作電流大約介於例如60mA至70mA，且冷水洗淨模式的參考工作電流大約介於例如80mA至90mA，但經過一段長時間使用後，由於設備組件老化，每一操作模式的工作電流會有逐漸遞增的現象，具體而言，待機模式的工作電流可能會上升到70mA~80mA而冷水洗淨模式的工作電流可能會上升到85mA~95mA，如此，若不調整該插座裝置1的該儲存模組12儲存的電流特徵資料所含的該等參考操作電流(例如待機模式和冷水洗淨模式的參考工作電流)，恐導致該處理模組17發生操作模式的誤判斷。

於是，若步驟S306的判定結果為肯定時，則流程進行步驟S307，否則，流程將返回步驟S303。

在步驟S307中，於該管理伺服器3，該處理單元33產生對應調整的電流特徵資料，並將該調整的電流特徵資料經由該訊網路400傳送至該路由裝置2且以該調整的電流特徵資料對應地更新該資料庫31儲存的該設備資料所含的該參考工作電流範圍。於是，該路由裝置2將接收自該管理伺服器3的該調整的電流特徵資料經由該插座裝置1的該無線通訊模組15傳送至該處理模組17。

隨後，在步驟S308中，於該插座裝置1，該處理模組17以該調整的電流特徵資料更新該儲存模組12儲存的該電流特徵資料。然後，流程將返回步驟S303。

值得注意的是，由於步驟S306~步驟S307的執行，可達成資料優化的功效，以使該插座裝置1能更精準且無誤判地決定出該電器設備的操作模式，如此由於精準的操作模式將使該管理伺服器3在判定事件資料與行為特徵之間的匹配時亦相對精準。

除此之外，跟隨在步驟S301之後的步驟S309中，於該插座裝置1，該處理模組17還根據該電流偵測結果、該溫度感測結果和該儲存模組12儲存的該電流特徵資料，判定該電器設備200是否操作在正常狀態(或是異常狀態)。若該判定結果為肯定時，則流程返回步驟S301，否則，流程將進行步驟S310。舉例來說，若在該電流偵測結果所含的操作電流超出該電流特徵資料所含的該參考工作電流範圍的情況下，該處理模組17會將該電器設備200之操作判定為與過電流有關的異常狀態，又或者，若在該溫度偵測結果所含的內部溫度高於該儲存模組12儲存的該參考資料溫度所指示的相關溫度時，該處理模組17會將該電器設備200之操作判定為與過熱有關的異常狀態。

在步驟S309的判定結果指示出該電器設備200並非操作正常狀態(亦即，操作在異常狀態)時，該處理模組17使該輸出模組15產生一用於指示異常狀態的警示輸出(例如，蜂鳴聲響或LED發出的閃光)，或者使該插座模組11中斷來自該電網300的電源供應至該電器設備200。舉例來說，若在步驟S309的判定結果指示出該電器設備200操作在與過電流有關的異常狀態時，該處理模組17將控制該輸出模組15產生如蜂鳴聲響的警示輸出，以提醒用戶須對該電器設備進行後續的檢修處理；而若在步驟S309的判定結果指示出該電器設備200操作在與過熱有關的異常狀態時，該處理模組17將控制該插座模組11中斷該電網300與該電器設備200之間的電連接，從而中斷電源供應至該電器設備200，以確保該電器設備200的使用安全。

綜上所述，由於每一插座裝置1會持續對該管理伺服器3發送有關電器設備200之使用情況的事件資料，該管理伺服器3透過判定事件資料是否與行為特徵匹配的方式，以推估家戶或場域中用戶使用相關電器設備200的行為是否正常，亦即代表用戶的作息是否正常，藉此在用戶完全不受干擾同時又能顧及用戶隱私的情況下達成家戶監測的目的。此外，該管理伺服器3透過事件資料的分析能達成該插座裝置1用來決定操作模式的電流特徵資料的優化，以確保更精準的使用行為監測。故本發明的插座裝置確實能使基於電器使用狀況的場域監測系統達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:插座裝置 11:插座模組 12:儲存模組 13:電流偵測模組 14:溫度感測模組 15:無線通訊模組 16:輸出模組 17:處理模組 2:路由裝置 3:管理伺服器 31:資料庫 32:儲存單元 33:處理單元 200:電器設備 300:電網 400:通訊網路 S301-S310:步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，示例地繪示出一種實施於家戶內的現有物聯網系統；圖2是一方塊圖，示例地說明一種基於電器使用情況的場域監測系統的架構，其包含本發明實施例的插座裝置；及圖3是一流程圖，示例地說明該場域監測系統如何執行一家戶監測程序。

1:插座裝置

11:插座模組

12:儲存模組

13:電流偵測模組

14:溫度感測模組

15:無線通訊模組

16:輸出模組

17:處理模組

2:路由裝置

3:管理伺服器

31:資料庫

32:儲存單元

33:處理單元

200:電器設備

300:電網

400:通訊網路

Claims

一種插座裝置，適用於一場域監測系統，該場域監測系統用來監測一場域中使用的一電器設備，該插座裝置包含：一插座模組，用於電連接該電器設備與設置於該場域的一電網，並可操作來允許來自該電網的一電源供應至該電器設備，或中斷該電源的供應；一連接模組，適於連接該場域監測系統；一儲存模組，儲存了有關於該電器設備在不同操作模式下的多個參考工作電流的電流特徵資料；一電流偵測模組，電連接該插座模組，並操作來持續偵測流經該電器設備的電流，以產生一電流偵測結果；一溫度感測模組，操作來持續感測周遭溫度，以產生一溫度感測結果；及一處理模組，電連接該插座模組、該連接模組、該儲存模組、該電流偵測模組和該溫度感測模組，接收來自該電流偵測模組的該電流偵測結果以及來自該溫度感測模組的該溫度感測結果，並根據該儲存模組儲存的該電流特徵資料以及接收到的該電流偵測結果和該溫度感測結果，產生有關於該電器設備之使用情況的事件資料，並經由該連接模組將該事件資料傳送至該場域監測系統，以供該場域監測系統根據該事件資料推估該電器設備的用戶使用行為。
如請求項1所述的插座裝置，該場域監測系統包括一管理伺服器、及一與該管理伺服器通訊連接的路由裝置，其中，該連接模組包含一用來電連接該路由裝置的連接介面、及一用來與該路由裝置或該管理伺服器通訊連接的無線通訊模組其中至少一者。