TWI387869B - 工業模組化裝置 - Google Patents

Description

工業模組化裝置

本發明係關於一種工業模組化裝置，特別是屬於安全監控領域者。

安全監控是近年來最熱門的領域之一。從需求面來看，人類對於個人、住家及社區、公共場所等安全設施需求將與日俱增。自從美國九一一事件後，全球就更加重視安全議題，而新興國家的崛起，也刺激了安控需求的成長。從技術面來看，光學影像、網路傳輸等技術的進步，讓安控的應用更加便利與廣泛。

一般控制設備之控制或信號線材均直接連接至應用模組單元或功能模組單元，於日後維修時需將原有配線拆除後才能更新新的模組並復原配線。因外部通信之配線直接連接至模組單元，使得配線雜亂，故當需進行維修工作時，不僅耗費工時，且復原配線易發生錯誤。

另外，傳統之安全工業模組化裝置僅內建簡單偵測功能模組，而僅能進行簡單的偵測功能，而無法針對異常現象進行確認或其他後續反應工作，使得監控功能受限，而無法提供完善的安全監控管制。

本發明提出一種工業模組化裝置，其係由功能模組單元、模組化信號集成背板及模組化端子盤構成的機架式監視控制系統，提供工業規格之模組化硬體設計，易於現場安裝佈線及日後維護、更換。

本發明一實施例之工業模組化裝置，包含一機架、一模組化信號集成背板、複數個功能模組單元以及一模組化端子盤。該模組化信號集成背板，設於該機架之一側。複數個功能模組單元可插入該機架並電氣連接該模組化信號集成背板，以進行信號傳輸，以及拔出該機架，以進行更換，其中該功能模組單元包含視頻分析模組單元、網路模組單元及/或感測模組單元。該模組化端子盤連接該模組化信號集成背板，作為該功能模組單元之信號傳輸埠。

為充分瞭解本發明之特徵及功效，茲藉由下述具體之實施範例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：圖1顯示本發明一實施範例之工業模組化裝置10，其包含機架11、模組化信號集成背板12、功能模組單元30(可由(智慧型)視頻分析模組單元32、網路模組單元31及/或(異質多重(heterogeneity))感測模組單元33所組成)及模組化端子盤14。模組化信號集成背板12係設置於機架11之一側(例如後側)。各功能模組單元30如視頻分析模組單元32、網路模組單元31、感測模組單元33可順著模組單元滑軌20插入機架11，並電氣連接模組化信號集成背板12，以進行信號傳輸；其亦可拔出機架11，以進行模組更換。各功能模組單元30可依需求搭配，如僅有包含網路模組單元31及感測模組單元33之設計等。模組化端子盤14電氣連接模組化信號集成背板12，作為各功能模組單元30與外部之信號傳輸埠。本實施範例中，模組化信號集成背板12及複數個功能模組單元30係設置於機架11，而模組化端子盤14係與機架11分離設置。模組化端子盤14為集合各功能模組單元30之外部信號類別端子所組成，遠端設備之各類線材集中配線於此。該網路模組單元31係乙太網路伺服器模組單元或無線模組單元。

實作上，模組化信號集成背板12可藉由：(1)一具有電磁相容(EMC)及/或電磁干擾(EMI)遮蔽式信號連接線15與分離式之模組化端子盤14相連(如圖1所示)，或(2)直接與模組化端子盤14相連。

機架11位於模組化信號集成背板12的對側分成複數個槽，每個槽前壁上、下方設置防誤插裝置(或防呆裝置)，本實施範例中，機架11前壁上、下方各設置導入座16，若任何一個功能模組單元30如視頻分析模組單元32或網路模組單元31或感測模組單元33後端上、下方之導入鑰17形狀與導入座16吻合，可使導入座16向內傾倒90度，順利嵌入正確之模組位置。另外機架11各個槽之導入座16亦可與相對應位置之功能模組單元30的導入鑰17塗上相同顏色，以方便工作人員插入時辨識之用，而於嵌入之初即防止誤插。亦即，若顏色相同，即可確認相對應之功能模組單元30可順利嵌入機架11中正確之模組位置。易言之，該防止誤插裝置或防呆裝置係設於使用者可視之處，而得以利用顏色輕易防止誤插的情況發生。

圖2A顯示一實施範例之防誤插裝置之導入座16，該導入座16包含凸出部21，凸出部21間隙形成凹槽22，且於凹槽22中設置滾珠23。導入座16可沿轉軸24以傳動桿25驅動。當相對應之功能模組單元30之導入鑰17與導入座16之形狀吻合且顏色相同時，即可將導入鑰17插入導入座16，此時滾珠23將下壓，且藉由滾珠23帶動，而將相對應之功能模組單元30插入機架11中。

圖2B顯示各式不同形狀之防誤插裝置，其分別為導入座-1、導入座-2、導入座-3及其對應之導入鑰-1、導入鑰-2、導入鑰-3。另外相應之導入鑰17及導入座16可給予相同顏色，例如導入座-1及導入鑰-1繪成黃色，導入座-2及導入鑰-2繪成綠色，導入座-3及導入鑰-3繪成紅色，以資區別，而得以進一步避免相對應之功能模組單元30誤插的情況發生。

綜上，本發明之工業模組化裝置10係集中配線於分離式之模組化端子盤14，故日後維修時無須將原有配線拆除，即可更新故障或升級功能模組單元30，避免復原配線時發生錯誤，且可增進工作效率。另外，工業模組化裝置10具有防呆裝置，可避免以熱插拔方式更換功能模組單元30時發生錯誤。

前述工業模組化裝置10之線路架構圖如圖3所示，其中該網路模組單元31、視頻分析模組單元32及感測模組單元33之通訊藉由模組化信號集成背板12來完成，即彼此藉由模組化信號集成背板12互相傳遞控制參數指令、演算法分析結果、影像訊號及聲音訊號等。模組化信號集成背板12內的電路包括乙太網路匯流排(Ethernet Bus)41、輸入/輸出匯流排(I/O Bus)42、序列匯流排(Serial Bus)43、視訊/音訊匯流排(Video/Audio Bus)44及電源匯流排45等；再經由模組化端子盤14(由各種輸入輸出埠組成)與感測裝置或遠端線路50進行信號傳輸。

進一步言之，前述功能模組單元30之間的資料交換或控制指令的傳遞皆藉由模組化信號集成背板12內的電路來完成，外部的感測信號或遠端的資訊通信經由模組化端子盤14與模組化信號集成背板12內的電路傳遞至各功能模組單元30。若進一步以功能概分，功能模組單元30包含視訊監視模組(Video Surveillance Module)、存取控制模組(Access Control Module)、警示模組(Alarm Module)、廣播模組(Broadcasting Module)、網通模組(Networking Module)等。

前述工業模組化裝置10之控制架構圖如圖4所示。感測模組單元33透過輸入介面61接收感測裝置52之感測信號，(智能)分析演算法63依感測信號及視頻分析模組單元32之分析結果進行資料融合(Data fusion)。感測信號可能來自無線射頻標識讀取機(RFID reader)、溫度感測器或壓力計等。

感測模組單元33之資料融合信號透過輸出介面62傳送至遠端作動設備56，且資料融合信號亦可傳送至該網路模組單元31。網路模組單元31將感測模組單元33之資料融合信號及視頻分析模組單元32之分析結果與後端伺服器58進行溝通。一實施範例中，視頻分析模組單元32之分析結果來自攝影機54。

為求圖式簡潔及易於了解，因模組化端子盤14單純提供介面之功能，故圖4中係將模組化端子盤14省略，而未將模組化端子盤14繪入，特此說明。

綜言之，各功能模組單元30經由模組化信號集成背板12及模組化端子盤14接收外部感測設備(如攝影機、讀取機等)訊號，或控制外部遠端作動設備，或傳送資料至後端伺服器。

本發明之工業模組化裝置具有以下特徵(1)集中配線於分離式模組化端子盤，及(2)具有防誤插(防呆)裝置之機架式監視控制系統。本發明之模組單體可以熱插拔方式更換新的應用或功能單體模組，達到易於現場安裝佈線及日後維護之目的。申言之，本發明將所有功能模組單元之內部通信信號經由模組化信號集成背板互相連接。功能模組單元之外部信號傳送或接收亦經由背板與分離式模組化端子盤連接，並將配線集中於分離式模組化端子盤，以易於現場安裝佈線及日後維護。

以上已將本發明專利申請案做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明專利申請案之較佳實施範例而已，當不能限定本發明專利申請案實施之範圍。即凡依本發明專利申請案申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明專利申請案之專利涵蓋範圍內。

10．．．工業模組化裝置

11．．．機架

12．．．模組化信號集成背板

14．．．模組化端子盤

15．．．信號連接線

16．．．導入座

17．．．導入鑰

20．．．模組單元滑軌

30．．．功能模組單元

21．．．凸出部

22．．．凹槽

23．．．滾珠

31．．．網路模組單元

32．．．視頻分析模組單元

33．．．感測模組單元

41．．．乙太網路匯流排

42．．．輸入/輸出介面

43．．．序列匯流排

44．．．視訊/音訊匯流排

45．．．電源匯流排

50．．．遠端線路

52．．．感測裝置

54．．．攝影機

56．．．遠端作動設備

58．．．後端伺服器

61．．．輸入介面

62．．．輸出介面

63．．．分析演算法

圖1為本發明之工業模組化裝置示意圖。

圖2A為本發明之一實施範例之防誤插裝置之導入座示意圖。

圖2B為本發明之一實施範例之各式防誤插裝置示意圖。

圖3為本發明一實施範例之工業模組化裝置線路架構圖。

圖4為本發明之工業模組化裝置之控制架構圖。

10．．．工業模組化裝置

11．．．機架

12．．．模組化信號集成背板

32．．．視頻分析模組單元

14．．．模組化端子盤

15．．．信號連接線

16．．．導入座

17．．．導入鑰

31．．．網路模組單元

33．．．感測模組單元

20．．．模組單元滑軌

30．．．功能模組單元

Claims (19)

1. 一種工業模組化裝置，包含：一機架；一模組化信號集成背板，設於該機架之一側；複數個功能模組單元，可插入該機架並電氣連接該模組化信號集成背板，以進行信號傳輸，以及拔出該機架，以進行更換，其中該功能模組單元係視頻分析模組單元、網路模組單元、感測模組單元或其組合；以及一模組化端子盤，電氣連接該模組化信號集成背板，作為該功能模組單元之信號傳輸介面。
2. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該感測模組單元接收感測信號及該視頻分析模組單元傳來之分析結果，並以分析演算法進行資料融合。
3. 根據請求項2所述之工業模組化裝置，其中該感測信號來自無線射頻標識讀取機、溫度感測器或壓力計。
4. 根據請求項2所述之工業模組化裝置，其中該感測模組單元之分析信號係傳送至遠端作動設備或該網路模組單元。
5. 根據請求項4所述之工業模組化裝置，其中該網路模組單元將該感測模組單元之資料融合結果及該視頻分析模組單元之分析結果與後端伺服器進行信號傳輸。
6. 根據請求項5所述之工業模組化裝置，其中該視頻分析模組單元之影像信號來自攝影機。
7. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該機架供該功能模組單元插入之模組化信號集成背板之對側針對功能模組單元設有防止誤插裝置或防呆裝置。
8. 根據請求項7所述之工業模組化裝置，其中該防止誤插裝置或防呆裝置係設於使用者可視之處，且包含設於機架上之導入座及設於該功能模組單元上之相對應導入鑰，各功能模組單元係設有不同形狀之導入座及相對應導入鑰。
9. 根據請求項7所述之工業模組化裝置，其中該防止誤插裝置或防呆裝置係設於使用者可視之處，且包含設於機架上之導入座及設於該功能模組單元上之相對應導入鑰，各功能模組單元係設有不同顏色之導入座及相對應導入鑰。
10. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該模組化信號集成背板係各功能模組單元間信號溝通之介面。
11. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中各功能模組單元間之信號包含控制參數指令、演算法分析結果、影像信號及聲音信號。
12. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該模組化端子盤係與該模組化信號集成背板分離設置。
13. 根據請求項12所述之工業模組化裝置，其另包含一信號連接線與該模組化端子盤相連。
14. 根據請求項13所述之工業模組化裝置，其中該信號連接線係電磁相容及/或電磁干擾遮蔽式信號連接線。
15. 根據請求項2所述之工業模組化裝置，其中該模組化端子盤係接收遠端感測設備之信號或控制遠端作動設備之介面。
16. 根據請求項15所述之工業模組化裝置，其中該遠端感測設備包含攝影機或無線射頻標識讀取機、溫度感測器或壓力計。
17. 根據請求項15所述之工業模組化裝置，其中該模組化端子盤另傳送信號至後端伺服器。
18. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該模組化端子盤為該功能模組單元外部信號類別端子所組成，且遠端設備之線材集中配線於此。
19. 根據請求項1所述之工業模組化裝置，其中該網路模組單元係乙太網路伺服器模組單元或無線模組單元。