TWI345736B - Alarm system with wireless sensor network and control method for the same - Google Patents
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1345736 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種攜帶型警示裝置,且特別是有關 於一種利用無線感測網路(Wireless Sensor Networks,WSN) 之警示裝置及其控制方法。 【先前技術】 在曰常生活中,生活週遭不時發生人員走失或物品遺 失的狀況,為了解決走失或遺失狀況發生,進而衍生出許 多防範走失或遺失狀況發生的裝置和保護方式,如:佩帶 攜帶型警示器、防丟器。而目前現有的攜帶型警示器大多 數侷限於單一的佩帶方式,僅能擇一使用在人或物品上。 再者,在使用上,傳統警示裝置在使用時較為耗電,因此 使用時間短等皆造成使用上的不便。 【發明内容】 本發明的目的是在提供一種無線感測網路的警示系 統及其方法,用以改變現有警示器之使用方式,以多變之 型態讓使用者更貼切地運用於人或物品上,且改變現有的 功能形式,以單一的接收器去接收多種發送器的訊息。 在本發明一較佳實施例中,一種無線感測網路的警示 系統,包含一母機以及一個以上的子機。母機包含一第一 無線感測晶片組、一第一警示裝置、一顯示裝置以及一設 定裝置。無線感測晶片組分別與警示裝置、顯示裝置以及 設定裝置電性連接,為母機中之控制中樞。每一子機包含 一第二無線感測晶片組、一第二警示裝置以及一感測裝 5 1345736 置。第二無線感測晶片組分別與第二警示裝置以及感測裝 置電/ 生連接,為子機中之控制中樞。 在本發明—較佳實施例中,一種無線感測網路的警示 系統之控制方;^ ’其包含下列步驟:⑴初始化系統;⑴ ,機與子機之間進行訊號之交換,當子機接收到母機的訊 號後喚醒本身使自己處王作狀態並回傳本身之資訊給母 機γ母機將子機之資訊紀錄下來並進行編號,子機接收母 機才曰疋之編號進行設定;(e)進行設定模式,經由母機的 又疋裝置之輸入設定訊號,設定母機與子機之各種動作 模式’以及(d)進行監控,依據步驟(e)所設定之各種 動作模式巾的感測方式進行偵測,當㈣到警示觸發時, 子機發送一警示觸發訊號;否則,子機與母機之間持續進 行訊號交換來進行監控。 由上述本發明較佳實施例可知,本發明提供了多模式 與多功能的使用方式,讓警示裝置佩帶於物品、人或寵物 時,創造一多樣化的使用方法,而且低耗功的要求,讓使 用上更經濟與便利。 【實施方式】 凊參照第1圖,其繪示為一種無線感測警示系統之示 意
可分為一對一模式(一 母機與一子機)或一對多模式(一母機與多子機)。在本 實施例中,採用一對多模式(一母機與多子機),且母機 安裝於使用者身上,子機安裝於物品上為例,加以說明。 無線感測警示系統包含一母機2〇〇與複數個子機 1345736 〇 300、300 »在系統開始運作時,母機2〇〇扮演協調 者的工作,將所有在安全距離範圍400内的子機300、 3〇〇、300”記錄起來,並給予每一個子機3〇〇、3〇〇,、川〇,, — —個編號。當其$有子機3G0、_,、册,發生狀況時(脫 離了安全距離亦或感測到震動),發生狀況之子機便會發 出警示觸發訊號給母機200,母機2〇〇則依據使用者設定 之警不作動方式動作(如:振動亦或發出聲響),提醒佩 % 帶母機200之使用者,使其可在最短時間内進行反應。 請參照第2a圖和第2b圖,其繪示分別為本發明一較 佳實施例之無線感測警示系統中之母機與子機之示意 圖。在本實施例中,採用一對一模式(一母機與一子機), 且母機安裝於使用者身上,子機安裝於物品上為例,加以 說明。 母機200包含一無線感測晶片組220、一警示裝置 240、一顯示裝置26〇以及一設定裝置28〇<>無線感測晶片 聲 組220分別與警示裝置240、顯示裝置260以及設定裝置 280電丨生連接,為母機2〇〇中之控制中樞。其中警示裝置 240包含一發聲裝置2/U以及一振動裝置242。 S示裝置240包含一發聲裝置241以及一振動裝置 242,皆分別受控於無線感測晶片組22〇,依據所設定之警 示方式而動作。警示裝置240可提供聲音亦或觸覺感知 (如.振動)的警示訊息,來提醒使用者已有子機發生狀 況(如:小孩、寵物離開安全距離或物品被竊等)^在本 實施例中,發聲裝置241為一蜂鳴器,振動裝置242為一 1345736 裝置360為一震動感測器。 設定裝置380包含一切換開關381以及一設定按纽 382。切換開關381之訊號輸入無線感測晶片組320 ’用以 切換子機的感測方式。設定按鈕382之訊號輸入無線感測 晶片組320,用以輸出訊號給顯示裝置390,顯示母機給 予指定編號之號碼》 在本發明之實施例中,無線感測晶片組220、320為 一 ZigBee無線感測晶片組,係適用於IEEE 802.15.4標準 的ZigBee無線網路架構,具有特有的叢集樹狀網路結構。 母機200透過無線感測晶片組220與子機300之無線感測 晶片組320之間進行訊號交換,也就是母機200發送訊號 給子機300與接收子機300之訊號,反之亦然。 在本實施例中’母機200之設定模式包含母機的警示 方式、母機與子機的安全距離範圍之大小以及子機的震動 感測靈敏度。子機300之設定模式包含子機的警示方式、 子機的感測方式。 母機200與子機300的安全距離範圍分為四個等級, 分別為2公尺警示、1〇公尺警示、2〇公尺警示以及離線 警示。前三種是當母機與子機的安全距離範圍超過設定值 時,便發生警示動作。而離線警示是指當子機脫離了母機 的訊號範圍,而使母機接收不到子機的訊號時發生警示動 作。在本實施例中,採用—個2位元之指撥開㈤,;別對 應到每一個安全距離範圍之等級(如:〇〇〜2公尺警示, 01—10公尺警示等’以此類推)。 9 1345736 母機200的警示方式分為四種,分別為聲音警示、震 動警示、聲音警示與震動警示共存、聲音警示與震動警示 皆停用。其中聲音警示為母機2〇〇之發聲裝置241啟用; 震動警示為母機200之振動裝置242啟用》子機300的警 示方式分為二種’分別為聲音警示與靜音警示。聲音警示 為子機300之發聲裝置341啟用。靜音警示為子機3〇〇之 發聲裝置341停用。 子機300的感測方式分為四種,分別為震動感測、距 離感測、兩者共用以及兩者皆停用。震動感測為利用感測 裝置360來取得是否有震動行為發生之訊號。距離感測為 利用ZigBee無線感測晶片組特有的網路架構,進行訊號強 度之此量偵測模式’將母機200作為一協調者,進行彳貞測 每一個子機300跟母機200連線的端點訊號強度,來判斷 其子機300是否超出母機200所設定之安全距離。 子機3 00的震動感測靈敏度分為四個等級,分別為計 數3次觸發、計數5次觸發、計數1 〇次觸發以及計數2〇 次觸發。觸發計數次數係利用感測裝置36〇進行偵測。在 本實施例中,採用一個2位元之指撥開關,分別對應到每
數5次觸發等,以此類推)。 請參照第3圖’其繪示為第2a圖中之母機之控制方法 模式(一母機與一 始,電源開啟,進 之流程圖。在本實施例中,採用一對一模 子機)為例,加以說明。步驟410,開始 行系統初始化,依據母機目前之設定做為—預設值。在本 10 1345736 實施例中,此預設值為:母機與子機的安全距離範圍:2 公尺警示;母機的警示方式:聲音警示;子機的警示方式: 聲音警示;子機的感測方式:距離感測。 步驟420’搜尋周邊靠近的子機,母機透過無線感測 晶片組發出訊號搜尋周邊的子機,子機接收到由母機發出 的訊號後’回傳一訊號給母機。步驟43〇,將搜尋到之子 機之資訊紀錄下來’並進行編號,將編號後之號碼回傳給 子機。在本實施例中’子機之資訊為無線感測晶片組内之 媒體存取控制層(MAC )位址。 步驟440 ’進入設定模式,設定母機與子機的安全距 離範圍、母機的警示方式、子機的警示方式、子機的感測 方式以及子機的震動感測靈敏度。詳細的設定模式說明請 進一步參照第4圖。步驟450,判斷是否有收到子機之警 示觸發訊號。母機與子機間持續有訊號之交換,以確保子 機是否超出所設定之安全距離亦或是否受到震動。當母機 收到子機所發出的警示訊號時,則進行下一步驟(步驟 460 )’否則回到步驟42〇,持續與子機進行訊號之交換。 步驟460,進入警示動作模式,依照步驟44〇設定之 警不方式進行警示動作。步驟47〇,判斷警示觸發訊號是 否排除’當持續收到由子機所發出之警示觸發訊號,則繼 續進行步驟460,否則警示動作模式解除’進行步驟480。 步驟480 ’若系統維持供電,則表示系統繼續運作,回到 步驟42G ’持續進行監控,若系統沒有供電,則進行步 490,系統停止。 11 1345736 請參照第4圖’其繪示為第3圖中之步驟44〇之流程 圖。步驟510, &定感測方&,進行子機的感測方式之設 定,依據母機上設定裝置之指撥開關,調整子機的感測方 式》步驟520,判斷感測方式是否為震動感測,如果子機 的感測方式為震動感測’則進入步驟521 ^如果子機的感 測方式不為震動感測’則進行步驟53〇。步驟521為設定 感測靈敏度模式,進行震動感測靈敏度之設定,依據母機 上設定裝置之指撥開關,調整子機的感測裝置之靈敏度, 並進行步驟530 » 步驟530,判斷感測方式是否為距離感測,如果子機 的感測方式為距離感測’則進入步驟531。如果子機的感 測方式不為距離感測,則進行步驟540。步驟531為設定 安全距離模式’進行安全距離之設定,依據母機上設 置之指撥開關,調整母機與子機間之安全距離範圍,並進 行步驟540。步驟540,設定警示方式模式,進行母機的 警示方式之設定與子機的警示方式之設定,依據母機上設 定裝置之指撥開關與子機上設定裝置之切換開關,用以$ 別調整母機的警示方式與子機的警示方式。步驟55〇 , ^ 斷是否繼續執行設定模式’如果繼續執行設定模式則進 行步驟510 ’否則進行步驟560 ’跳出設定模式 請參照第5圖,其繪示為第2b圖中之子機之控制方 法之流程圖。步驟610,電源開啟。步驟62〇,搜^周邊 是否有靠近的母機’若搜尋到母機則進行下一步驟驟 630),否則繼續執行本步驟。步驟630,提供本身之無線 12 1345736 能更明顯n所_式之料說明如下· 第:圖騎示依照本發明_較佳實施例的 線感 測警不系統之示意圖。 第2a圖和第2b圖係繪示分別為本發明一較佳實施例 無線感測警示系統中之母機與子機之示意圖。 第3圖係繪示為帛2a圖之母機之控制方法之流程圖。 第4圖係繪示為第3圖中之步驟44〇之流程圖。
第5圖係、繪示為第2b圖之子機之控制方法之流程圖。 [主 要元件符號說明】 200 :母機 300 :子機 300' :子機 300":子機 200 :母機 220 :無線感測晶片組 240 :警示裝置 241 :發聲裝置 242 :振動裝置 260 :顯示裝置 280 :設定裝置 281 :切換開關 282 :第一指撥開關 283.第二指撥開關 300 :子機 320 :無線感測晶片組 340 :警示裝置 341 :發聲裝置 360 :感測裝置 380 ··設定裝置 381 :切換開關 382 :設定按紐 390 :顯示裝置 410〜490 :步驟 400 :安全距離範圍 610〜690 :步驟 510〜560 :步驟
Claims (1)
1345736 十、申請專利範圍·· 一種無線感測網路的警示系統,包含·· 一母機,包含一第一無線感測晶片組、一第一警示声 i以及-第-設定裝置,其中該第一警示裝置係與該第一 無線感測晶片組電性連接;該第一設定裝置係與該第一無 線感測晶片組電性連接,以設定該警示系統的一震動感測 模式以及一能量偵測模式;以及 籲 個以上的子機,各該子機以一無線感測網路電氣地 連接於該母機,並包含一第二無線感測晶片組,一第二警 示裝置以及-感測裝置,其中該第二警示裝置係發送訊號 給該第-無線感測晶片組,並接收該第一無線感測晶片組 所發出之訊號以建立該無線感測網路;該第二警示裝置係 與該第二無線感測晶片組電性連接;該感測裝置係與該第 二無線感測晶片組電性連接,以供感測該子機的震動; 藉此,虽該警示系統被設定為該震動感測模式且該感 • 測裝置感測到該子機的震動時,該第一警示裝置以及該第 —警不裝置的至少其中一個會發出警示訊號;當該警示系 統設定為該能量偵測模式且該無線感測網路離線時,該第 警示裳置以及該第二警示裝置的至少其中一個會發出 警示訊號。 2·如申請專利範圍第1項所述之無線感測網路的警示 系統,其中該第一無線感測晶片組與各該第二無線感測晶 片組為一 ZigBee無線感測晶片組。 3.如申請專利範圍第2項所述之無線感測網路的警示 < S ) 15 13.45736 系統,其中該母機更包含一第1示裝置,係與該第一益 線感測晶片組電性連接,藉此,當該第-警示裝置以及該 第二警示裝置的至少其中一個發出警示訊號時,用以顯示 出發生狀況之子機之編號。 4. 如申請專利範圍第3項所述之無線感測網路的警示 系統,其中各該子機更包含—第二設定裝置,係與該第二 無線感測晶片組電性連接,其中該第二設^裝置包含一設 定按㈣及—城_用’該設定独提供顯示子機編號 之訊號π該第—無線感測晶片組,該切換開關提供選擇子 機的感測方式之訊號給該第二無線感測晶片組。 5. 如申請專利範圍第4項所述之無線感測 網路的警示 系統,其中各該子機更包含—第二顯示裝置,係與該第二 無線感測晶片組電性連接。 6. 如申明專利圍第5項所述之無線感測網路的警示 系統’其中該第一設定裝置包含一切換開關、一第一指撥 開關以及—第二指撥開關,該切換開關提供選擇母機警示 方式之。fl號給該第一無線感測晶片組’該第一指撥開關提 供,擇母機與子機安全距離範圍之訊號給該第一無線感 U組’該第二指撥開關提供選擇子機的震動感測靈敏 度之訊號給該第一無線感測晶片組。 請專利範圍第6項所述之無線感測 網路的警 系統其中該第-警示裝置’包含-第-發聲裝置以及- 振動裝置》 如申明專利範圍第7項所述之無線感測網路的警示 1345736 系統’其中各該第二警示裝置,包含-第二發聲裝置。 9.-種無線感測網路的警示系統之控制方法,包含下 列步驟:(a)初始化系統;(b)母機與子機之間進行訊號 之交換,母機發送-訊號搜尋周邊靠近的子機,當子機接 收到該訊號後’回傳本身之資訊給母機,母機將子機之資 訊紀錄下來並進行編號,將編號後之號碼回傳給子機子 機接收母機指定之編號進行設定;(G)進行設定模式,經 由母機的-狀裝置之輸人収訊號,狀母機與子機之 各種動作模式;以及⑷進行監控,依據步驟(c)所設 定之各種動作模式中的感測方式進行制,當偵測到警示 觸發時,子機發送-警示觸發訊號,當母機收到該警示觸 發訊號時,則進入一警示動作模式;否則,子機與母機之 間持續進行訊號交換來進行監控。 1 〇·如申喷專利範圍第9項所述之無線感測網路的警 示系統之控制方法,其中步驟(c)包含下列步驟 設定感測方式,進行子機的感測方式之設定,依據母機上 設定裝置之指撥開關,調整子機的感測方式;(c2)判斷感 測方式疋否為震動感測,如果子機的感測方式為震動感 測,則進行設定感測靈敏度,否則進行下一步驟;判 斷感測方式是否為距離感測,如果子機的感測方式為距離 感測,則進行設定安全距離,否則進行下一步驟;(c4)設 定警示方式,進行母機的警示方式之設定與子機的警示方 設定;(c5)判斷是否繼續執行設定模式,若繼續執行 設定模式,則進行步驟(cl),否則,跳出設定模式。 (S ) 17 1345736 11 ‘如申相專利範圍第1〇 么认 項所述之無線感測網路的檠 不系統之控制方法,其中步驟 β ., ,驟(cl)之感測方式分為:震 動感測、距離感測、兩者共用或兩者皆停用。 12.如申請專利範圍第u ^ 項所逃之無線感測網路的怒 示系統之控制方法,其中步驟丨 輝U2)之感測靈敏度分為: 什數3次觸發、計數5次觸發、外 ^ 4數10次觸發或計數2〇 次觸發。
13. 如申請專利範圍第12項所述之無線感測網路的邀 不系統之控制方法,其中步驟(c3)之安全距離分為:2 公尺警示、10公尺警示、20公尺警示或離線警示。 14. 如申請專利範圍第13項所述之無線感測網路的馨 示系統之控制方法,其中步驟(⑷之母機的警示方式分 為:聲音警示、震動警示、聲音警示與震動警示共存或聲 音警示與震動警示皆停用;子機的警示方式分為聲音警 示或靜音警示。 十一、囷式:
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