TW202334993A

TW202334993A - 低功耗物聯網系統

Info

Publication number: TW202334993A
Application number: TW111106600A
Authority: TW
Inventors: 王瑞麟
Original assignee: 凸發科技有限公司
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2023-09-01

Abstract

本發明係揭露一種低功耗物聯網系統，應用於具有複數空間之環境，且空間內置放有複數非電子物品，並於非電子物品結合有儲存與其相對應之物品資訊的電子標籤，再加上空間內皆設置有讀取器，讀取器可透過無線方式感應電子標籤以取得該物品資訊，且讀取器彼此間係以無線方式連線，而環境中設置有閘道器，閘道器以無線方式與讀取器連線，用以接收由讀取器所傳送之物品資訊，其中，讀取器之間及讀取器與閘道器係透過無線網狀網路相互連結，使得閘道器可將物品資訊傳輸至智慧型裝置、雲端空間、遠端伺服器…等，以供人們可透過智慧型裝置即時且有效地確認非電子物品本身或與其相關的數量、狀態…等資訊，以提供人們便捷的生活並減少金錢上的浪費。

Description

低功耗物聯網系統

本發明係關於物聯網之技術領域，特別係指一種以電子標籤將非電子物品進行連網的低功耗物聯網系統。

按，隨著科技不斷進步，人們也朝更便利的生活邁進，以居家生活為例，人們可透過對語音助理下達指令，以控制與該語音助理相互聯網的電子設備(例如：控制電器設備的啟閉、控制燈光的開啟與強弱…等)，或是透過網際網路將該指令傳輸至遠端伺服器，進而取得實體服務，舉例來說，將服務需求之指令透過該語音助理傳送至一提供服務之平台伺服器(例如：UBER、foodpanda…等)，而使該平台伺服器依照該服務需求完成服務。

然而，上述使用情境之該些電子設備或平台伺服器係已連接電源獲得電力，而人們可透過智慧型裝置(例如：手機、平板…等)以無線傳輸之方式進行控制及使用該些電子設備或與平台伺服器連線，且可取得相關紀錄。

但，現今並無法利用智慧型裝置對於非電子裝置或設備等非電子物品進行相對應的紀錄與管理，使得人們於居家環境下，無法即時且有效地確認該些非電子物品本身或與其相關的數量、狀態…等資訊，故需要透過人工的方式進行紀錄，若未確實的更新紀錄，則仍無法掌握確切的資訊。

因此，現今的生活對人們來說非但不便利，還容易造成人們經常於無形中浪費金錢。

綜觀以上所述，本發明之發明人經多年苦心潛心研究、思索並設計出一種低功耗物聯網系統，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施及利用。

本發明的主要目的，在於提供一種低功耗物聯網系統，於空間中透過無線網狀網路將閘道器及讀取器相互連結，且利用讀取器感應結合於非電子物品之電子標籤以取得物品資訊並進行傳輸，再藉由閘道器傳輸至智慧型裝置、雲端空間、遠端伺服器…等；也就是說，人們可透過智慧型裝置即時且有效地確認非電子物品本身或與其相關的數量、狀態…等資訊，以提供人們便捷的生活並減少金錢上的浪費。

因此，為達上述目的，本發明提供一種低功耗物聯網系統，應用於具有複數空間之環境，且該些空間內置放有複數非電子物品，該低功耗物聯網系統係包括：複數電子標籤，該些電子標籤係分別結合於該些非電子物品，並用以儲存與該些非電子物品相對應之物品資訊；複數讀取器，該些讀取器係分別設置於該些空間，透過無線方式感應該些電子標籤以取得該物品資訊，且該些讀取器之間係以無線方式連線，並相互傳輸該物品資訊；以及一閘道器，該閘道器係設置於該環境中，該閘道器係以無線方式與該些讀取器連線，並用以接收由該些讀取器所傳送之物品資訊；其中，該些讀取器之間及該些讀取器與該閘道器係透過無線網狀網路相互連結。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該無線網狀網路係為Thread Mesh網路。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器係包括第一單晶片系統(SoC)及第一天線，該第一單晶片系統係與該第一天線電性連接，該閘道器係藉由該第一天線無線傳輸與該些讀取器間之訊號。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該些讀取器係包括第二單晶片系統(SoC)、一資料收發模組、第二天線及第三天線，該第二單晶片系統係與該資料收發模組及該第二天線電性連接，而該資料收發模組係與該第三天線電性連接，該些讀取器係藉由該第二天線無線傳輸與該閘道器間之訊號、藉由該第三天線無線傳輸與該些電子標籤間之訊號。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器更可為複數個。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該資料收發模組係為一無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)模組。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該環境係為一居家環境或一倉儲環境。

承上所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器係與一遠端之語音助理通訊連線。

綜上所述，本發明將以特定實施例詳述於下。以下實施例僅為舉例之用，而非限定本發明之保護範圍。熟諳此技藝者，將可輕易理解各種非關鍵參數，其可改變或調整而產生實質相同的結果。

以下根據第1至3圖所示，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

首先，本發明之低功耗物聯網系統係可應用於具有複數空間S之環境E，而該些空間S內置放有複數非電子物品，舉例來說，該環境E係可為一居家環境(如第2圖所示)或一倉儲環境，且該些非電子物品可為家具、櫥櫃、置物箱、食材…等。

接著，請同時參閱第1及2圖所示，本發明之低功耗物聯網系統係包括：複數電子標籤11，該些電子標籤11係分別結合於該些非電子物品，並用以儲存與該些非電子物品相對應之物品資訊；複數讀取器12，該些讀取器12係分別設置於該些空間S，透過無線方式感應該些電子標籤11以取得該物品資訊，且該些讀取器12之間係以無線方式連線，並相互傳輸該物品資訊；以及一閘道器13，該閘道器13係設置於該環境E中，該閘道器13係以無線方式與該些讀取器12連線，並用以接收由該些讀取器12所傳送之物品資訊；其中，該些讀取器12之間及該些讀取器12與該閘道器13係透過無線網狀網路相互連結。由於該閘道器13(例如：邊緣/邊際閘道器)可透過無線或有線的方式與遠端設備(例如：智慧型裝置、雲端空間、遠端伺服器…等)連接，因此，當該閘道器13接收到該物品資訊後，可將該物品資訊傳送至遠端設備，而使用者可透過智慧型裝置直接接收到該物品資訊，或者藉由智慧型裝置連上網際網路讀取已儲存於雲端空間或遠端伺服器之該物品資訊。如此一來，使用者不論於任何環境下，皆可透過智慧型裝置即時且有效地確認該些非電子物品本身或與其相關的數量、狀態…等資訊。也就是說，使用者可透過智慧型裝置得知該家具的購買日期、生產地、使用年限…等、該櫥櫃或該置物箱內儲存了何種物品、該物品的數量、顏色、品牌、該食材的生產地、有效期限、份量…等已儲存於該些電子標籤11的物品資訊。

詳細說明，該閘道器13係包括第一單晶片系統(SoC)131及第一天線132，該第一單晶片系統131係與該第一天線132電性連接，該閘道器13係藉由該第一天線132無線傳輸與該些讀取器12間之訊號，其中該第一單晶片系統可為Linux架構的作業系統或數位訊號處理器(DSP)…等；而該些讀取器12係包括第二單晶片系統(SoC)121、一資料收發模組122、第二天線123及第三天線124，該第二單晶片系統121係與該資料收發模組122及該第二天線123電性連接，而該資料收發模組122係與該第三天線124電性連接，該些讀取器12係藉由該第二天線123無線傳輸與該閘道器13間之訊號、藉由該第三天線124無線傳輸與該些電子標籤11間之訊號。較佳的是，該資料收發模組122係為一無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)模組，使得該些讀取器12能透過發射無線電波來讀取該些電子標籤11內的物品資訊。於一實施例中，該些讀取器12可設置於機器人或移動式機器(例如：UAV設備)中，但不包括設置於一般家電產品中，例如冰箱。

再者，該閘道器13更可為複數個，且該些閘道器13之間係透過無線網狀網路相互連結，當其中一個閘道器13損壞時，仍有另一個閘道器13可以使用，以使該低功耗物聯網系統仍能保持運作。

然而，以上所述之無線網狀網路係可為線程網格(Thread Mesh)網路(如第3圖所示)，以使該無線網狀網路具有Thread Mesh網路之優點，係使設置於不同空間S之讀取器12都能夠作為路由器(Router)或終端裝置(end device)，且各個讀取器12皆可相互連線與溝通，並支援IP位址直接溝通，且支援低功率無線區域網路(IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks，6LoWPAN)，實現在802.15.4連結上有效傳輸IPv6(Internet Protocol version 6)資料封包，以及資料包傳輸層安全性(DTSL)的高安全性傳輸與訊息驗證碼(MAC)演算法(對稱密鑰加密技術)支援；再者，於線程網格(Thread Mesh)網路中，複數路由器(Router)中的一個會被指派為主導路由器(Lead Router)，假如主導路由器(Lead Router)失效，則網路內的另一個路由器(Router)會自動升級成主導路由器(Lead Router)，而主導路由器(Lead Router)可以把符合路由器條件的終端裝置(Router Eligible End Device，REED)裝置升級成路由器(Router)，但此處所述之路由器(Router)與主導路由器(Lead Router)並非前述之閘道器13，藉以來改善網路品質及效率，並能達到角色互補之作用，若設於某一空間S之讀取器12故障時，則另一空間S的讀取器12則會感應該空間內的電子標籤11以取得該物品資訊而維持運行。

最後，由於該閘道器13係與一遠端之語音助理(圖未示)通訊連線，以供使用者對該語音助理下達指令，而取得有關該些非電子物品之物品資訊。

故本發明確實提供一種低功耗物聯網系統，於空間中透過無線網狀網路將閘道器及讀取器相互連結，且利用讀取器感應結合於非電子物品之電子標籤以取得物品資訊並進行傳輸，再藉由閘道器傳輸至智慧型裝置、雲端空間、遠端伺服器…等；也就是說，人們可透過智慧型裝置即時且有效地確認非電子物品本身或與其相關的數量、狀態…等資訊，以提供人們便捷的生活並減少金錢上的浪費。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11:電子標籤 12:讀取器 121:第二單晶片系統 122:資料收發模組 123:第二天線 124:第三天線 13:閘道器 131:第一單晶片系統 132:第一天線 E:環境 S:空間

第1圖為本發明之低功耗物聯網系統的架構示意圖。第2圖為本發明之低功耗物聯網系統的實施例示意圖。第3圖為本發明之低功耗物聯網系統的Thread Mesh網路架構示意圖。

11:電子標籤

12:讀取器

121:第二單晶片系統

122:資料收發模組

123:第二天線

124:第三天線

13:閘道器

131:第一單晶片系統

132:第一天線

Claims

一種低功耗物聯網系統，應用於具有複數空間之環境，且該些空間內置放有複數非電子物品，該低功耗物聯網系統係包括：複數電子標籤，該些電子標籤係分別結合於該些非電子物品，並用以儲存與該些非電子物品相對應之物品資訊；複數讀取器，該些讀取器係分別設置於該些空間，透過無線方式感應該些電子標籤以取得該物品資訊，且該些讀取器之間係以無線方式連線，並相互傳輸該物品資訊；以及一閘道器，該閘道器係設置於該環境中，該閘道器係以無線方式與該些讀取器連線，並用以接收由該些讀取器所傳送之物品資訊；其中，該些讀取器之間及該些讀取器與該閘道器係透過無線網狀網路相互連結。
如請求項1所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器係包括第一單晶片系統(SoC)及第一天線，該第一單晶片系統係與該第一天線電性連接，該閘道器係藉由該第一天線無線傳輸與該些讀取器間之訊號。
如請求項1所述之低功耗物聯網系統，其中該些讀取器係包括第二單晶片系統(SoC)、一資料收發模組、第二天線及第三天線，該第二單晶片系統係與該資料收發模組及該第二天線電性連接，而該資料收發模組係與該第三天線電性連接，該些讀取器係藉由該第二天線無線傳輸與該閘道器間之訊號、藉由該第三天線無線傳輸與該些電子標籤間之訊號。
如請求項3所述之低功耗物聯網系統，其中該資料收發模組係為一無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)模組。
如請求項1所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器更可為複數個。
如請求項1所述之低功耗物聯網系統，其中該無線網狀網路係為Thread Mesh網路。
如請求項1至6中任一項所述之低功耗物聯網系統，其中該環境係為一居家環境或一倉儲環境。
如請求項1至6中任一項所述之低功耗物聯網系統，其中該閘道器係與一遠端之語音助理通訊連線。