TWI308865B - - Google Patents

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TWI308865B
TWI308865B TW93141319A TW93141319A TWI308865B TW I308865 B TWI308865 B TW I308865B TW 93141319 A TW93141319 A TW 93141319A TW 93141319 A TW93141319 A TW 93141319A TW I308865 B TWI308865 B TW I308865B
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Syh Yuh Cheng
Likey Chen
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Ind Tech Res Inst
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Description

1308865 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於 pa .. 又砰而言之,# =了種應用於衣著以感測人體訊息及環境訊息是否發社 :吊’且於偵測到異常狀況時,以無線方式發送警示訊 至外部控制裝置之無線感測系統。 °」 【先前技術】 导人性電子技術結合 。、佳λ办 好你考,使可攜式電子』 口口進入牙戴式電子產品階段,其中將電子系 如積體電路、顯示器、鍵盤、電 收發^ .且、 材克風^天線 '連接線等,使用可撓性的基板』 、貝,配置在衣著的纖維網路中。穿 產品的使用達到如影隨形的功效,== 子技術使3C 發主流。隨著人類生活水平二為智慧型嫌 :、日俱增,創造優質的生存環境與健康的生活 而: 新科技發展的重要方向。在改 二工3,成4 j, k大知^ 4兄之前,對可能产;^ 康的環境,包括外在與内在 巳 測虚處理拈彳牡巾万面,發展有效及時的偵 二:處理技*,為所有關聯技術開發的基礎 取為密切接觸的產品,衣著在 者為/、人 境,因此在衣著上配置^ = ^即代表身體處在的環 時福知亡 身體處在的環境可以被及 才1貝知,成局現在衣著菸 關聯之驅動與連接電路因此許多感測器及其 衣著上二=:不同的微小化裝配方式附著於 衣者上’形成具有感测功能之智慧型衣著。 目前的智慧型衣著為穿 牙1式毛子與感測技術的結 18292 5 1308865 組=基本結構以有線連接佈置於衣著特定位置上的電子模 ::主,透過無線傳輸的方式下載或輸出訊號至外:的: 人# =如美國專利公開第2⑻雇·】號案將感測器加 二Γ電子系統中,使用訊號線作爲感測器與電子模组 接,形成具有監測與控制之智慧衣者。又例= 訊號調整開關。美國專利第—案= 作的帶子來組裝傳導訊號之導線,㈣紡織品的柔 導線連接線。再者,專利W00295839號案將連接 ϋ於纺織纖維中,同時可積體化電子元件在纖維 干,以達到穿戴式電子系統之效果。 組成兀件間均係以連接線導接,因此需要透過特 為二,或構ί方式來達成穿戴式電子系統之佈局;而且 。二號可靠傳輸’該些組成元件間的連接線—般較粗 :細’連接線易被折斷),致使其剛性破壞衣著纖維 ,致使穿慧衣無法水洗而不能長久穿 ;右+ “的刀佈於智慧衣上不同位置之感測器均配 ,有笔池以驅動其執行感測功能,這樣不僅消耗更多的電 找% | s 配置多塊電池使得智慧衣的穿戴舒適感 =(例如’電池供電時產生的熱量使衣著局部溫度升高, 绅、,者引起衣著燒壞,灼傷穿戴者);且感測器係以貼 二'配置於衣著以提高偵測可靠性,貼缚時間長導致穿 戴β皮膚紅κ而使穿戴者產生不舒適感而不願意穿戴。 ]8292 ί3〇8865 以」則業界有使用軟性多層板方式裳作的功铲性^ 仍然存在。而且二二核組間的連接導線所造成的問題 尺寸不易微小化麵組式結合,使模組 線與基板而降低。雖:U内彻欠性連接導 …、業界有以無線通訊方式連接可穿#
式电子統統之紐成元件,惟 妾了牙A 之各組成元件均頦配f…去%决刀佈與衣著上 舒適感變差等問題“所引起的消耗更多電能、衣著 σ $再者^著無通訊技術的逐漸成熟,穿$'帝早甚钃 。。與外界的連結亦開始使用無線方式進行子產 線網路系統架構 有如現仃的無 交換,如專利⑽3則界網路進行資訊 冋的兩個獨立個體間訊號的傳遞 知作為不 的識別功能可作A # a p > 、’利用内建的軟體產生 碎亍^ 為*全&控用途。專利w〇2Q_36891將 ‘姑員於衣著,透過無線傳輸方式達到與遠端 寄 '次互動的功能。美國專利公開第_3〇216 : ::巧;:傳輸,作為類㈣識別功能的;& ^ -構:二 子糸統以晶片構成,由於晶片的微小化 :構足^其能附著於衣著上,形成可供使用者穿戴之電子 產^然而,這些穿戴式電子產品以%功能為主體並 概法達到對人體訊號之感測處理。 此外,智慧型感測器之設計應以 功能的模組為核心元件,如美國專, ,、、、、杲傅輪 國專利弟⑽0019號案、美國專利公開第·3〇ΐ632δ7號 7 18292 吴国專利弟6609076 f卢安窜 運曾功护士化士 泥木、專利CA2371858等,Λσ μ 、汁功此如微處理器以 予加上 到的訊息,使感測功能更2有政的傳輸感測元件所感測 件模組化結合的產.夕: ' 大。智慧型感測器為電子元 與顯示模紅。然而,由於^^=即時有效地輸送至控制 此種類型感測器並未考二:Ά控間係為-對-之關係, 以及與衣著結合的特性思置及感測訊號間的關連性 號。 ,、斤感測到的訊號判斷是否為人體異常訊 “:此’如何提出—種無線偵測系統,其係與衣著处人 產生新一代智驽刑十贫' 、认考結合 成爲太心 避免上述習知技術之缺失,實已 成為本7員域内亟待研究之重要課題。 、 【發明内容】 雲於,述習知技術之缺失,本發明之主要目的即在於 * 、,種無線侦測系統’其得配置於衣著以感測人體訊 二:並與外部控制震置無線連接以便於異常狀況發:時 运t示訊號給該外部控制裝置。 了么 …本發明之再一目的在於提供一種無線感測系統,其組 成單兀係以無線方式連接以增加穿著舒適感。 、本發明之另—目的在於提供—種無線m統,其係 與以軟性接觸方式配置於衣著以便於拆卸,從而使得衣 便於洗滌。'^ 本發明之又再一目的在於提供一種感測靈敏度增 加、節省電能、且微型化之感測系統以符合智慧衣著s之需 J8292 8 1308865 求。 統,ί =及其他目的,本發明揭示-種無線感測系 、,“配置於衣著上以感測人體訊息是否發生旦常,且盘 外部控制裝置無線連接以便異常狀況發生時發送警示㈣ =:控輪,該無線感測系統係包括:多數個被動 ,、j。。,母-被動式感測器係包括感測模組、訊號處理 二:及發射模組,以由該感測模组感測人體訊息並由該 透=將該人體訊息進行處理,俾將該處理結果於 主^、松組無線傳送至該主動式感測控制器;以及該 發射;4測控制!^係包括訊號運算處理模组、以及接收/ :、、吴,、且,以由該訊號運算處理模組對該些被動式感測哭 、送的人體訊息進行處理、運算以㈣每—被動式感測器: 人體:息值之變化以及人體整體狀況訊息值之變: 疋、·生異常,並於異常狀況發生時產 射模组無線傳送至該外部控制裝置,二= 匕制裝置採取必要的動作。 其中,該被動式感測器中之感測模組係包括由塵電材 ^成之機電轉換膜片及焦電或熱電材料製成之光電轉換 1 ’以猎由該機電轉換膜片、該光電轉換膜片分別將感 的振動能'人體溫度能轉換成表示人體訊息之電塵訊 遽處理松組進行處理,並可藉由該電壓訊號提 ^感測杈組工作電壓。該被動式感測器以氣密性的外殼 匕=以減小阻尼’使得該被動式感測器中之感測模组產生 的電塵訊號之波形持續時間長,從而增加感測靈敏度,同 ]8292 9 1308865 時使該被動式感測器之使用壽命增長。此外,該機 版片與該光電轉換膜片可製作於同一基板上,透“ 糸=術整合成單—晶片,再與該被動式感測器中之^ 2件構裝成該被f力式感測器從而使得該被動式感測器微型 相較於習知技術,本發明之無線偵測系統 感測器、主動式感測控制器係以軟接觸 =式 =些:動式感測器係與該主動式感測控制器以4:式 餘著上拆卸’俾可避免習知技術中使用== 著無法水洗,連接導線县 ^ 冷、·袭v致衣 點。 貝衣、衣著穿戴舒適感變差等缺 同時,本發明之無線感測 測模組,係由磨電材料n 2之被動式感測器之感 膜片、光電轉換膜月组Y 5九、甩材料製成之機電轉換 二藉由其產生的電麼訊號作爲工4 而π統頟外提供電能,俾 作,而無 戴舒適感。 包忐,同時可提升衣著穿 此外,本發明之Μ约片 線連接’以便於债測到異;壯:::產=外部控制裝置無 譬示訊號無線傳送至該外部控制了誓不訊號,並將該 置依據該警示訊號採取及時有、 以便該外部控制裝 聯絡就醫等)。 >、之動作(例如通知家屬、 18292 10 l3〇8865 【貫施方式】 彳,:下藉由特定的具體實施例說明本發明之實 …見'悉此技藝之人士可由本說明蚩所揭-“ 瞭解本發明之苴他巧點万+ +月曰所揭不之内容輕易地 的具體實施例加以施行或應用,本說明其他不同 可基於不同的觀點盥靡爾如 月曰中的各項細節亦 各種修飾與變t。〜 ’子離本發明之精神下進行 如第1圖所示者係顯示本 架構方塊示意圖。如圖所示,本發明;;統之基本 應用於衣著(如後續之第3 …、'泉感測系統1係 3無線連接,1係包夕θ π ,且與外部控制裝置 、 匕括.多數被動式感測Ρ 1 〇 r办丨α β 圖:示之被動式感測器 方:弟1圖中簡稱為被動式感測器1Q);以及 e等: 感測器H)無線連接之主動式感測 動式 式感測控制器U收集該些被動糊 以由该主動 J八to δίΐ息進灯處理運曾 動式感測器10成測$ λ邮, 建斤以偵測母一被 B J之人體訊息及人體整體訊息是否發生 -吊,且於異常發生時,發送警示 _ 3以便該外部控制裝置3採取必要的動作。此= 明的是該主動式感測控侧12於穿戴者^= 況 無線感測系統1之衣装㈤ 。玄配置有 動式感測二==了細該衣著上不同位置被 位訊息之預=]到的人體訊息值收集作爲人體不同部 如乐1a圖所示,該被動式感測器10 (例如第3圖所 ]] 18292 1308865 示之被動式感測器】0a、10b、i〇c、i〇d、及1〇e)係包括 壓電材料製成之機電轉換膜片]0 0 a及焦電或熱電材料製 成之光電轉換膜片100b組成之感測模組1〇〇、訊號處理模 组102以及發射模组1〇4。惟得視需要該被動式感測器 中之感測模組1〇〇亦可由機電轉換膜片1〇〇a或光電轉換膜 片1 〇〇b組成。於本實施例中,係以機電轉換膜片〗⑽&及 光電轉換膜片100b組成之感測模組】〇〇進行説明,但並非 用以限^本發明之範圍。此外,本發明之被動式感測器^ 可以軟接觸方式(例如以魔鬼貝占、口袋、拉鍵、紐扣等方 ::配置方、衣著(如第3圖所示)以感測人體訊息及/或環 二Λ心方、本貝施例中,係以該些被動式感測器1 0感測人 U息之方式進行説明,但並非用以限制本發明之範圍。 該感測模組1〇〇係用以感測人體訊息。於本實施例 /該感測模組100中之機電轉換膜月係將感測到的 辰動能轉換成表示人體訊息之電壓訊號;該 _係將感測到人體放射的紅外線光能轉換成表示人體片 ::齡人體溫度訊息)之電塵訊號,由於該感測模组二 :透過上述機電轉換膜片論及光電轉換膜片職戶"且 因該機電轉換膜片1〇〇a及光電轉換膜片祕之材料 $所具備之自發性電塵,故使被動式感測㈣ 嗓壓即可獲得供電而如 卜力 密性的外殼包封以減小二使二::動式感測。。以氣 感測模組⑽產生:二=?式感測器10中之 电G Dfl號之波形持續時間長,你 加感測靈敏度,同時使該被動式感測器10之使用壽命增θ 18292 12 1308865 長此外,居機電轉換膜片100a與光電轉換膜片可 製作於同-基板上,透過微機電系統技術整合成單一晶 ^再與該被動式感測㈣中之其他元件構裝成該被㈣ 感測為10從而使得該被動式感測器ίο微型化。 該訊號處理模組102係用以對該感測模組】〇〇感測到 的人體訊息(即該機電轉換"⑽a、光電轉換膜片 產生的表示人體訊息之電壓訊號)進行處理。於本實施例 中,該訊號處理模組102復包括放大單元⑽以及儲存單 兀嶋,以由該放大單元脳對接收到的人體訊息(即 電昼訊號)進行放大處理’以供該儲存單元職以時間差 方式儲存該感測模組100不同時間感測到的人體訊自。盆 中,該訊號處理漁102復包括編碼單元咖,係用明 欲傳送給該主動式感測控制器12之人體訊息進行位置編 竭,以便該主動式感測控制器12識別所接收到的人體訊息 之來源(亦即用以識別人體訊號是由設於衣著上的那一個 破動式感測器1〇所傳送過來,例如第2圖所 =心、勘^、_、及补此外,該些被動^ “ 1〇亦可以工作頻率微調整方式與該主動式感測控制 裔12連接以便該主動式感測控制器12依據不同的工作頻 率識別出人體訊息來源。 、 4發射杈組1〇4 ,係用以將該訊號處理模組i⑽對來 自該感測模組!G0傳來的感測訊息進行處理後所產生對應 =人體訊息發送至該主動式感測控制器12進行處理。於本 她例中’通發射模 '紐j 〇4係包括無線發射單元】⑽a及天 18292 ]3 1308865 線104b (例如平面天線) 存單元脑中獲取該訊號處理模 息,亚經由該天線][04b發送 。 、、版況 、至°亥主動式感測控制器12。 械 圖所示,該主動式感測控制器12,係用以 據分佈於衣著不同部位之姑 ’、 根 訊自η 動式感測器ί〇所傳送之人體 ^仃处理運异以偵測各個被動式感測器10於特定門 ::::如6。秒)傳送人體訊息值之經時變化以二 ,時變化是否發生異常,且於異常狀況發生日“ 區制裝置3(例如遠端词服器、社 警:訊。卢=制ΐ主機),以便該外部控制裝置3依據該 木及%有效之動作(例如通知家屬、聯絡就醫 ::::護:員),一般而言,該主動式感測控心 m…二部位之被動式感測器10所傳送之人體 12 運异處理。於本實施例中,該主動式感測控制器 糸匕括.訊號運算處理模,组12〇、接收/發射模組122, 1下對该些模組作進一步之詳細説明。 ( / K唬運#處理模組丨2〇係包括:接收訊號產生單元 2〇a係用以每經一時間t即產生接收訊號以令該接收/發射 、、’.22接收D亥些被動式感測器]〇所傳送已運算後的人體 訊息值;比對單元12Gb,係用以比對各被動式感測器】0 不同請求時間傳送之人體訊息值以產生各被動式感測器 、/專ϋ之人to汛息值,更詳而言之,該比對單元I 2仙係 以该主動式感測控制器】2之預設值(即穿戴者初次穿著該 衣著時’該主動式感測控制器】2接收到的各被動式感測器 J8292 )4 1308865 傳送之人體訊息值)作爲初 各被動式感測器10於第二請长萨长枯間之人體訊息值, 分別與各被動式感測哭'、才間傳廷之人體訊息值係 息值比對,第三請求時間各被時間傳送之人體訊 息值復與該第二請求時間各被動二測為1 〇傳送之人體訊 訊息值比對,以此類推,下—許:,測器10傳送之人體 傳送之人體訊息值復與相鄰的—二間各破動式感測器10 器10傳送之人體訊息值比對,以形:士日::各被動式感測 式感測器傳送之人體訊息值:—段時間内之各被動1 將爷比對罝开1?⑴太 進卩白處理單元120c,係用以 ^自^ 的各被動式感測㈣傳送之人體 吼息值進行進階處理以產生人 體 八也_ 月且正組汛息值之變化;以及 刀析早兀120d,係用以分析續 及 理單元me產生的各被動μ、、#ij 1通及該進階處 =二體訊息值之變化以仙人體狀況是否發生異常,並 於偵測異常狀況時產生檠 ^ 5孔諕,以猎由該接收/發射模組 ?繼誓示訊號無線傳送至該外部控制裝置3,以便該外 4控制裝置3採取及時有埤夕叙你 . 有放之動作(例如通知家屬、聯絡 “或通知醫護人員)。其中,該訊號運算處理模組12〇 ^括儲存早兀(在此未予以圖示)以儲存各被動式感測 。。:I 0配置於衣著之位置訊息以便該訊號運算處理模組1 識別所接收之人體訊息之來源。 該接收/發送模組122,係包括無線收發模組122a'第 一天線(例如平面天線)122b及第二天線(例如平面天線) 】22c。該無線收發模組122a係根據該主動式感測控制器 15 18292 1308865 =^接收訊號產生單幻2 0 a所發出的接收訊號以透過該 乐天線]22b接收該些被動式感測器】〇所傳來的人體訊 息值,以及令該訊號運算處理模組12〇根據該些被動式感 測益10所發送之人體訊息值進行運算處理。當該訊號運管 處理模組m偵測到異常狀況並產生警示訊號時,該^ 收發模,组122a將該警示訊號經由該第二天線發送至 該外部控制裝置3’以便該外部控制裝依據該警示訊 心木取及時有效之動作(例如通知家屬、聯絡就醫)。苴 中、:該第一天線122b與該第二天線❿具有不同之工作 員率以避免相互干擾影響該些被動式感測器工〇之動作。 ^其中,該主動式感測控制器⑴复包括,驅動模組124, 係用以驅動該訊號運算處理模組12〇、 …為-微型電池。該主動式感測控 模:I 2 誓:模組12 6,係用以依據該訊號運算處理 组⑶ ㈣不訊號發出警報以提醒穿戴者;致動模 保培戍理糸I:依據該警示訊號之類別對穿戴者作出快速 二;夂中,該警示模組126係為利用聲學原理製成 狀利^學原理製成之警示器,以便異常 者Ύ,依據该警示訊號發出聲音或光能以提醒穿戴 ^產=動模組128係可為異常狀況發生時依據該警示訊 : 衝刺激、電暈放電產生負離子、 咖亀她蝴效的保護動 、、列中▲致動模組128,復可配設於被動式感 口口 ’為間化說明及圖式,故在此不再為文贅述該致 ]8292 ]6 1308865 動模,、且128配设於被動式感測器1〇之實施態樣。此外,, 主動式感測控制器12復包括感測模组129,以t接感測: 戴者人體訊息供該訊號運算處理模組12〇進行後續處理牙 惟該感測模組129之組成及工作原理係與上述設於:私 式感測器 W之感測模組100才目同,故在此不再為文勢皮述力。 此處需特別提出說明的是,本發明之無線感測系^ 亦可與衣著結合以感測人體所處環境之環境狀況,並於 測到% i兄狀況異常時,發送警示訊號至該外部控制裝置3 以便該外部控制裝置3採取必要之動作。 /月簽閲第2圖,係為本發明之無線感測系統}應用於 :者:之第厂實施例之示意圖。如圖所示,該主動式感測 抚制裔1 2係以軟接觸方式(例如以魔鬼貼、口袋、拉鏈、 紐扣等方式)配置於該衣著2上位於穿戴者腰部位置處, 亦即可使設於該衣著2之各個被動式感㈤器⑽、⑽、 l〇d、l〇e與該主動式感測控制器、12㈤的傳送距離声 縮短。另一實施例中’可將該無線感測系、统】之主動式感上 測控制器12獨立地設於腰帶上,例如第&圖所示,該主 動式j測控制器12係配置於腰帶2〇上,且該腰帶2〇上即 設=前述驅動模組124所具備之微型電池i24a以及前述感 '則模組129所具備之壓感纖維129a等感測器。 、該些被動式感測器10a、10b、10c、1〇d、心(該些 被動式感測器i〇a、10b、I0c、1〇d、1〇e即為第】圖所示 之被動式感測器10),於本實施例中係以軟接觸方式(例 乂魔鬼貼、口袋、拉鏈、紐扣等方式)酉己置於該衣著2 18292 1308865 不同位置,以於該衣著2上形成微區感測網路,以藉由無 線通訊方式與該外部控制裝置3連接。例如被動式感測器 l〇a ’係配置於該衣著2腳部位置處以感測人體腳部(左右 腳況;被動式感測器⑽,係配置於衣著2之手碗(左 右手臂)位置處以感測人體手臂部狀況;被動式感測器 1〇。係配置於該衣著2之肩部(左右肩)位置處以感測人 版肩σ卩狀況,被動式感測器i㈤,係配置於該衣著上之穿 戴者心臟位置處以感測人體心臟位置處狀況;及被動式感 測器Μ系配置於該衣著2上之穿戴者關節位置處以感 測人體關節處狀況,其可為歷電纖維。惟,得視需要,該 =式感測器⑽、⑽]〇C、10d、10e)及該主動式 二測裔12配置於該衣著之位置可進行任意變動,其配置方 :非限第2 ®所不’亦即在此所述實施方式並未限 人、I,明之乾圍。為彰顯本發明之特徵及功效,以下將配 己第對本發明進行進—步之詳細説明。 士田牙戴者剛牙戴配置有該無線偵測系統}之衣著2 ^ ’配置於衣著2不同位置之被動式感測器】⑽、 m、i〇e感測人體不同部位狀況並於該主動式感 苴:裔12發出初始請求訊號時,各被動式感測器10將 的人體訊息值無線傳送至該主動式感測器12以 月人紅不同部位訊息之預設值。該些被動式感測器 、,:、」0b、10c、10d、10e -直在感測人體不同部位狀況, :。f:則到的人體訊息進行放大,且以時間差區分別儲 存此外,该4匕被動式咸、、目丨努 力M 亦可對與該主動式感測控 18292 1308865 制器1 2之請求時間對應之人體訊息進行位置編碼以便該 主動式感測控制器' 1 2辨識人體訊息之來源。該主動式感測 控制器12每經—時間間隔t無線接收該些被動式感測器 、l〇b ' 10c、i0d、1〇e所傳來的相對應之人體訊息, 該主動式感測控制器12依據該些被動式感測器心、⑽、 1〇C、1〇d、他傳送之人體訊息所附之位置編石馬識別出訊 心來源,並對各被動式感測器1Q於不同請求時間傳送之人 體訊息進行處理以產生各被動式感測器1〇傳送之人體訊 心值’同日5亥主動式减測批告丨丨罗1。n、丄 次利彳工制杏12對该些被動式感測器 10傳送之人體訊息值之進行進 息值之變化,並體整體訊 I貝列人版狀況疋否發生異常, 到異常狀況則發送邀干勺啼 、“ 外仰制狀署^ 外部控制裝置3,以便該 二據該警示訊號對穿戴者採取及時有效之 ==通:家屬、聯絡就醫)。同時,該主動式感: :二:广模組126亦可依據該警示訊號發出警示 % Γ2:: 外,該主動式感測控制器12中之致動模 :;】,亦可依據該㈣訊號對穿戴者採取及時有效之Γ U如,異常狀況發生時,該致動模組m可對穿二者 =磁脈衝刺激、進行電暈放電1生負機 =、釋放貼片藥劑等。此處需特別説明的是, 式感測控制器12偵測到某個被動式感測哭 二 某單位時間内突然劇烈變化,爷: 感測讯息 種情況爲雜訊干擾而加以勿式“控制器】2視此 中〆… 略,從而降低了感測難度。1 遠主動式感測控制器12亦可直接感測其所處“處^ 18292 】9 1308865 人體訊息^化,並_侧其所處位置處之人體I否八 生異常,其工作原理係與被動式感測器 再為文贅述。 仰I」故在此不 例如偵測人f#、、©存θ X a , ra 該主動式感測控常(發燒、失溫)時, 成…0a、⑽ 於衣著2不同部位之被動式 m〇 1〇b、10c、10d、10e 中之 體放射之溫度能量轉變成表示人體溫度訊 人 之變化進行判斷。如f3R "电壓讯唬值 弟3圖所不,係為被動式感測哭ln !:、1〇d到的人體腳部、手腕、心 -二 度之變化訊號Sa、Sb、Sd。如圖所 ^ …時…單位時間區間内突缺劇列::號— ^ 〇. c 夂.、、、以」以、支:化’而變仆 於此單位時間區間内變化規則,則該主㈠ 感測控制器12視變化訊號%於 工 :化為雜訊干擾一忽略。變化訊號==== 大然劇增二且於此時間後該變化訊號〜的值仍然居高不 :’而且變化訊號Sd的值於時間“突然劇減,而且: :間後該變化訊號Sd的值仍然維持該較低值,該主動 二測控制裔12依據變化訊號s a、s d之變二 ,發生異常從而發出警示訊號並無線傳送至 =3 ϋ便令該外部控制裝置3採取及時有效的㈣^ 哭:知豕口屬、或聯絡就醫等)。同時,該主動式感測控制 DO亦可由,、警不模組126發出警示提醒穿戴者,1 :動模請依據該警示訊號對穿戴者採取== 4作。m4圖所示者係為本發明之無線感測系 ]8292 20 1308865 統之主動式感測控制器' 12麵到的位於衣著 右肩)被動式碭、、則尹1 n今月σΚ左肩及 反動式戊測裔⑽之感測訊息之變化訊 如Θ所不,變化訊號Sr於時間(2至時間。」 此種情況可視爲雜訊干擾而加以忽略,於時間匕, 號心之變化異常,該主動式感測控制器?化訊 令該外二二=號並無線傳送至外部控制裝…便 i ^ ^ 1採取及時有效的動作(例如通知家 “邀:=醫寺)。同時,該主動式感測控制器12亦可 128依據該馨示吨_射办气牙款者或由其致動模组 …唬對牙戴者採取及時有效之保護動作。 、处,寺別說明的是,該些被動式感測器10亦可用以咸 :靖斤處環境訊息,其原理係與感測人體訊息相-, 在此不再為文贅述。 此外’本發明之無線感測系統】可利用配置於衣 位於人體心臟位置處之被動式感測器感測人體心臟狀況, 亚由该主動式感測控制器感測人體心臟狀況之變化是否發 亚於異常發生時發出警示訊號。本發明之無線感 I統1可利用配置於衣著上位於人體手碗位置處之被動 式感測器1G感測人體脈象狀況’並由該主動式感測控制器 制人體脈象狀況之經時變化是否發生異常,並於異常發 生時!出警示訊號。本發明之無線感測系統1可利用配置 ^衣著上位方;人體關即位置處之被動式感測器感測人體關 即之弓曲狀况,亚由該主動式感測控制器感測人體關節彎 曲狀況之又化疋否發生異常,例如跌倒時該無線感測系統 2】 1 8292 1308865 】所感測到的撞擊力大 請袁閱第5岡" 發出警示訊號。 衣著2,之第:二;广為本發明之無線感測系统]應用於 護人員身二;::例之示意圖,透過該衣著使不在受看 生活作自^ ^貞’亦可隨時隨地掌握受看護人員之 方式(二,四個被動式感測器】0分別以軟接觸 鬼袋、拉鏈、紐扣等方式一 10係由壓電材料制/左腰及右腰。該些被動式感測器 电材枓衣成的機電轉換膜月所構 根據分佈一不同部 人體訊息進:處=及右腰·)之被動式感測器10所傳送之 定間隔時間(例 诚j ώ 寻运版戒息值之變化以及人體敕 發嫣,且於異常狀況發生時= 儿/ 工制裝置3 (例如遠端伺服器、社區管 室,機),以便該外部控制裝置3依據該警示 人。…文之動作(例如通知家屬、聯絡就醫或通 。在此須提出說明的是,該主動式感測控制 為i又於腰帶外,亦可設於該衣著2,之任一部位。 u 士偵測人脰疋否發生異常(例如左傾跌倒、靠右瞬 間坐下、拍打左右肩等)時,該主動式感測控制器依據位 於衣者2’不同部位之各被動式感測器ι〇中之機電轉換膜 片將人體震動產生的振動能量轉變成表示人體訊息之電壓 訊號值之變化進行判斷。如第6a圖所示,係為位於該衣著 2’左肩、右肩、左腰及右腰位置處之各被動式感測器㈣ 18292 22 I3〇8865 貝j至】的人體讯息之變化 夂亿心虎S1、S2、S3及S4。如圖所示, ”B至%間_【4所示之時間區間内,變化訊號S1、S2、 及S4之振幅依序發生劇 * 為蠻务邙嘹以、銳 仏'、、义化且搌巾田茭化大小順序 5j〇 ,交化訊號S3>變化訊號S2>變化訊妒S4 …後該些變化訊號sl、S2、S3—;= 式— 進而叙送警示訊號至該外部控制萝 置3,以便該外部控制# j 利名 、置3依據该警示讯號採取必要之 動作(例如通知家人、 戈炙 測栌制哭亦叮八、 匕,,。就酉荨)。同日守,該主動式感 科#工可々I不模組126發出警示提醒穿戴者,或令 致動模組;12 8依據号盤千4u^ 護動作。 §不訊諕對穿戴者採取及時有效之保 彳士第6b所不者係為本發明之無線感測系統之主動 =^控制器感測到的位於衣著左肩、右肩、左腰及右腰 置处之各該被動式感測器1〇之感測訊息之變化訊號 日士^2,、83,、/4’。如圖所示,時間13至時間6所示之 :日訊號S4’、變化訊號s3,、變化訊號^,、 ΐ广振幅依序發生劇烈變化,且振幅變化大小 π k化訊號S4’>變化訊號S3,〉變化訊號S2t = 些訊號之㈣變化平缓且持續 .二%間’據此,該主動式感測單元可判斷人體發生靠右 瞬間坐下事件,進而發送&訊號至料部㈣裝置3, 以便韻部控制裝置依據該警示訊號採取必要之動作(例 如通知家人、聯絡就Μ耸、 m , 沈面寺)。同時,該主動式感測控制單 ]8292 23 1308865 元亦可依據該馨示邙妹 施。 a㈣對穿戴者絲及時有效的保護措 # 再如第圖所示者係為本發明之▲成、>_] Μ夕士 動式感測控制器感測到的位 …' ^糸、、充之主 腰位置處之各哕^ ^ 者左肩、右肩、左腰及右 S1”、S2”、S3::被動式感測器10之感測訊息之變化訊號 時間Η前後區間H如圖所*,該訊號S2n之振幅僅在 曰1内殺生劇烈變化,而其他 ::生劇烈變化,則該主動式感測單元可判斷°人 : 此種狀況不屬於人體異常狀況,因此,二動; 感測靈敏度。 兄心略而不發达誓示訊號,從而增加 請參閱第7圖,係 ,..^ ^ 衣著2Ί〜如 毛月之無感測系統1應用於 残測哭10八:示意圖。如圖所*,複數個被動式 4列為10分別以軟桩錨 、 紐扣等方式) 1方式(例如以魔鬼貼、口袋、拉鏈、 ,^ ^ 置衣者之頭部(例如第7圖所示之帽子 動以手部如第7圖所示之手套)、腋下與臀部,主 式感/則控制器12 (於本吉# γ 声、轭例中未圖示)亦配置於衣著 疋位置(例如第1 b圖所示之腰器、 式感測器、1G係由隹電材)。”中,各該被動 …、 '才枓或光电材料製成之光電轉換膜 以由該各被動式感測器中之光電轉換膜片將人體 度放射之能|弟查施4主_ Ά 耠換成表不人體溫度訊息之電壓訊號,並 护5 =主動式感測控制器,以供該主動式感測控制器依 f:被動式感測器所傳送之人體溫度訊息值判斷人體溫 度之變換狀況。 里 ]8292 24 1308865 例如’音天氣突然變冷時’該主動式感測控制器感測 7的該各被動式感測器10感測之人體溫度訊息值向下偏 =且持續特定時段,該主動式感測控制器可據此判斷環境 溫度偏低,進而發出警示訊號以提示穿戴者添加衣物。 、又例如穿戴者坐在金屬質地的椅子上時,該主動式感 測控制器感測到位於衣著臀部位置處之該被動式感測器 1 〇感測之人體溫度訊息值向下偏移且持續特定時段,而其 他部位之該各被動式感測器10感測之人體溫度訊息值並、丨 無變=,此種情況屬於人體局部溫度發生變化而非人體狀 兄$ °亥主動之感測控制器將此種情況忽略,進而不發 送警示訊號至外部控制裝置3,從而增加感測靈敏度/ 再例如當穿戴者手拿倒滿熱水的杯子且該杯子裏熱 坻4 $ 15亥主動式感測控制器感測到位於衣著手部位置 ,力式感測裔〗〇感測之人體溫度訊息值劇烈變動(即 大幅上升)’且變動範圍超過預設的變動範圍,而 之被動式感測器]〇感測之人體溫度訊息值並無 d ’该主動式感測控制器據此判斷人體發生不可預期事 二示訊號至外部控制裝置3,以便該外部控 警示訊號採取必要之動作。同時,該主動 2= 可對穿戴者採取及時有效的措施(例如透 過致動杈組128釋放貼片藥劑)。 主動式威、F1 i白去技術’本發明之無線感測模組主要係透過 感測器與多數個分钸於衣著不同位置之被動式 品、^仃揲線逋讯以獲取該些被動式感測器不同時間之 18292 25 i3〇8865 感測之人體訊息並對所接收到的人體訊息 以感測不同部位之人體訊息之變化以及二=運鼻 化是否發生異常,並於異常發生時發出警示訊 示訊號;線傳送至外部控制裳置,以由外部崎=警 必要的處理動作(例如通 衣置進仃 廸知豕屬、聯絡就醫)。 相較於習知技術,本發明之益線偵 式感測控制器係以軟接觸方式配置式 r些被動式感測器係與該主動式感測器 方=, 接,致使該些㈣式 :、▲方式連 上拆卸,俾可避免習知料/主動式感測益易於從衣著 先白知技術中使用連接導線導致 水洗,連接導線易損壞、 者热法 同時,本發明之心感變差等缺點。 測模組,係由壓電材 力式4測盗之感 膜片n她 或熱電材料製成之機電轉換 、:二換膜片組成,其可將感測到 體 理,同時,可藉由其產生的電厂_作爲處 需額外提供電能,俾可節省電 ::“屋,而無 適感。 此同時可提升衣著穿戴舒 性的外殼包U 5 Γ線感測糸統中之被動式感測器以氣密 模組產生的電壓訊號之波形式感測 敏度’同時使該被動式她'之使二:二加感測靈 機電轉換膜片與該光電轉換膜片可絜作於同二其此外’, 過微機電系統技術整合成單_ 、 '。一 土板上’透 0曰月,再與該被動式感測器 J8292 26 1308865 中之其他元件構裝成該被動式感 職型化,藉以使得該無線感夠二=該嶋感 衣著之發展需求。 '、、、土化以符合智慧 此外,本發明之無線感測系々 線連接,以便於偵測到異常狀^外部控制裝置無 警示訊號無線傳送至該外部控=生"'示訊號,並將該 置依據該警示訊號採取實時有效:動作:::外部控制裝 聯絡就醫等)。 力作(例如通知家屬、 效,為例示性說明本發明之原理及1功 : 於限制本發明。任何熟習此娜之二 改不發明之精神及範,下,對上述實施例進行,了 圍所列發明之權利保護範圍,應如後述之申請專㈣ 【圖式簡單説明】 意圖第1圖係為本發明之無線感測系統之基本架構方塊示 i 之^力為本發明之無線感測系統之被動式感測器 土才木構方塊示意圖; 制哭m圖力係為本發明之無線感測系統之主動式感測控 制a之基本架構示意圖; —第2圖係' 為本發明之無線感㈣統應用於衣著之第— 灵施態樣之示意圖; 第2al係為本發明之無線感測系統之主動式感測控 心配置於腰帶之實施態樣之示意圖; 18292 27 I 1308865 苐3圖及第4圖係^ B _ 值關係圖; ’1-人體訊息值變化之時間,息 第5圖係為本發明夕> 實施態樣之示意圖;^感測系統應用於衣著之第二 之人::自圖值:二圖/第6<:圖係配合第二實施例所顯示 ㈣息值受化之時間-訊息值關係® ;以及 第7圖係為本發明夕^ & a、,/ ^ -立闺 热 泉感测糸統應用於衣著之第三 貝知悲樣之不意圖。 【主要元件符號說明】 1 恶線感測系統 2,2,,2,, 衣著 3 外部電子裝置 10' 10a' 10b 、 10c 、 l〇d 、 10e 被 100 、 129 感測模組 100a 機電轉換膜片 100b 光電轉換膜片 102 訊號處理模組 102a 放大單元 102b 儲存單元 102c 編碼單元 104 發射模組 104a 無線發射單元 104b 天線 12 主動式感測控制 ΌΌ 28 被動式感測器 18292 1308865 120 訊號運算處理模組 120a 接收訊號產生單元 120b 比對單元 120c 進階處理單元 120d 分析單元 122 接收/發射模組 122a 無線收發模組 122b 第一天線 122c 第二天線 124 驅動模組 124a 微型電池 126 警示模組 128 致動模組 129 感測模組 129a 壓感纖維 Sa;Sb,Sd5Sl,Sr 變化訊號 S1,S2,S3,S4 變化訊號 S1,,S2,,S3,,S4’ 變化訊號 S1,,,S2”,S3,,,S4,, 變化訊號 29 ]8292

Claims (1)

  1. 第9ρΓΠΤΤ親專界 (,97 年 6 .月 0 1308865 α 十、申請專利範圍: 1,-種無線感測系'统,係配置於衣著以偵測人體訊息是; 異常,且與外部控制裝置無線連接以便異常狀況發生時 發送警示訊號至該外部控制裝置,其係包括: 多數個被動式感測n,各個被動式m係包括感 測模組、訊號處理模組、及發射模組,以由該感測模組 感測人體訊息供該訊號處理模組以時間差的方式處 > X便該&射模組將該訊號處理模組處理所得的人體 訊息值分別以無線方式傳送;以及 主動式感㈣㈣,係包括賴運算處理模組及接 模組’係由該接收/發射模組以無線方式接收各 子動式感“所傳送之人體訊息值,得以供該訊號運算 處理模組進行運I@ ιν $ & , & 几— 延开處理以產生人體整體訊息值之變 二人體之變化及人體整體訊息值之變化以 邀二”狀况疋否發生異常,若偵測到異常狀況則產生 值,’且令該接收/發射模組將該警示訊號以無線 方式傳达至該外部控制裝置。 .=申明專利範圍第!項之無線感測系統,其中,該被動 膜:測:之感測模組係包括屋電材料製成的機電轉換 之…:乂將其感測到的振動能轉變成表示人體訊息 % 土 5fl嬈以供該訊號處理模組處理。 US:,第1或2項之無線感測系統,其中,該 轉換膜】二盗之感測模組係包括焦電材料製成的光電 、、,糸用以將感測到的人體溫度能轉變成表示人 18292(修正本) 30 1308865 卜““η麵韻丨 . 餵讯心之電壓訊號以供該訊號處理模組處理。 4. 如申請專利範圍第1項之無線感測系統,其中,該訊號 處理模組復包括放大單元及儲存單元,U由該放大單元 子感測到的人體訊息值進行放大,以供該儲存單元以時 間差方式儲存,俾令該被動式感測器於特定間隔時間使 该發射模組將該儲#單元所儲存的人體訊息值傳送至 該主動式感測控制器。 5. =請專利範圍第4項之無線感測系統,其中,該訊號 处理极組復包括編碼單元,係於該發射模组將該儲存單 疋所儲存的人體訊息值傳送至該主動式感測控制器時 體訊息值進行位置編碼,以便該主動式感測控制 益識別該人體訊息值之來源。 6. =,專利範圍P項之無線感測系統,其中,該訊號 運异處理模組復包括: 接收訊號產生單元,制以每經—時間即產生接收 訊號以令該接收/發射模組接收該些被動式感測 达之人體訊息值; 兮 比對單元,係用以比對各被動式感測器所傳送之人 =訊息值以產生各被動式感測器傳送之人體訊息值變 彳匕, 進階處理單元’係用以將該比對單元 :大感測器傳送之人體訊息值之變化進行進階處理以: 生人體整體訊息值之變化;以及 座 分析單元,係用以分析該比對模組及該進階處理單 18292(修正本) 31 1308865 η年t 月t r核(史;正替▲貞‘j 兀*產生的各被動式感測器傳送之人體訊息值之變化及 人體整體訊息值之變化以偵測人體狀況是否發生異 系,並於偵測異常狀況時產生警示訊號。 •如申請專利範圍第6項之無線感測系統,其中,該進階 處理單兀所產生的人體整體訊息值之變化係依據至少 一個被動式感測器所傳送之人體訊息進行進階處理而 達成者。 鲁8’如申睛專利範圍第1項之無線感測系統,其中,該主動 式感測控制器復包括驅動模組,係用以驅動該訊號運算 處理模組及該接收/發射模組運作。 9, 如申請專利範圍第1項之無線感測系統,其中,該主動 式感測控制器復包括警示模組,係用以依據該訊號運算 處理模組產生的警示訊號發出警報。 10. 如申睛專利範圍第9項之無線感測系統,其中,該警示 模組係為利用聲學原理製成之警示器。 Φ 11 ·如申凊專利範圍第9項之無線感測系統,其中,該警示 模组係為利用光學原理製成之警示器。 12. 如申请專利範圍第丨項之無線感測系統,其中,該主動 式感測控制器復包括致動模組,係用以依據該訊號運算 處理模組產生的警示訊號產生動作。 13. 如申明專利範圍第12項之無線感測系統,其中,該致 動模組可產生電磁脈衝刺激、電暈放電產生負離子、產 生機械振動及釋放貼片藥劑其中之一者。 14. 如申請專利範圍第1項之無線偵測系統,其中,該主動 32 18292(修正本) 1308865 式感測控制器復包括感測^組了係用以直接感測人體訊 息以供該訊號運算處理模組進行處理。 15.如申請專利範圍第1項之無線感測以,其卜該主動 ,式感測控制ϋ之接收/發射模组復包括無隸發單元、 第一天線及第二天線’以由該無線收發模組經由該第一 天線接收該被動式感測器所傳送的人體訊號值,以及由 該無線收發單元將該主動式感測控制器產生的馨示訊 號經由該第二天線發送至該外部控制裝置。 16. 如申請專利範圍第15項之無線感測系統,纟中,該第 天線及該第二天線具有不同的工作頻率。 17. 如申睛專利範圍第15或16項之無線感測系统,其中, 該第一及第二天線係為平面天線。 / 1 8.如申請!項之無線感測系統,其中,該被動 式感測器之發射模組復包括無線發射單元及天線,以由 該無線發射單元將該被動式感測器處理所得的人體訊 息值經由該天線發送至該主動式感測控制器。 19.如申請專利範圍第18項之無線感測系統,其中,該天 線係為平面天線。 18292(修正本) 33
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