TWI493310B - 溫度感測系統與溫度感測方法 - Google Patents

Description

溫度感測系統與溫度感測方法

本揭露係關於一種感測技術，詳言之，係關於一種利用溫度感測值的感測技術。

節能環保問題在當今社會越來越受到重視，辦公室中人員常因開會、出差等情形而需長時間的離開辦公室，然而辦公室內的照明或空調等電力設備仍維持原狀運作，造成了極大的能源浪費。

為了能使辦公室內的照明或空調系統可在人員離開後自動控制與調節其工作狀態，以達到節能的效果，業界已提出了一種在座椅附近裝設紅外線移動感測器等感測設備，惟此種感測設備容易受到外界影響而產生誤判。

此外，業界也提出了一種適用於椅墊的人員感測技術，係透過感測椅墊承受的壓力變化獲得當前有人或無人的判斷，然而此先前技術的缺點係在於需要在椅墊上設置多個壓力感測器進行感測，且壓力感測器的耐用性較差、較容易被損壞，故不適於推廣使用。

本揭露提供一種溫度感測系統與溫度感測方法，其具有自動學習調整之功能，以適應不同人員及環境，達到節能與舒適的目的。

本揭露係提供一種溫度感測系統，係包括：設定模組、溫度感測模組、判斷模組及分析模組，其中，該設定 模組係用於設定溫差臨界值與緩衝時間，該溫度感測模組係用於產生第一溫度感測值與第二溫度感測值，該判斷模組係用於接收該第一溫度感測值與該第二溫度感測值俾計算出該第一溫度感測值與該第二溫度感測值的溫差值，其中，當該溫差值大於或等於該溫差臨界值時係產生第一判斷訊號，否則產生第二判斷訊號，該分析模組係用於在接收到該第二判斷訊號時，計算累進時間，直到該累進時間大於或等於該緩衝時間時，由該分析模組產生第二分析訊號，否則，在接收到該第一判斷訊號時，由該分析模組產生第一分析訊號。

本揭露復提供一種溫度感測方法，係包括下列步驟：設定溫差臨界值與緩衝時間、產生第一溫度感測值與第二溫度感測值、計算該第一溫度感測值與該第二溫度感測值的溫差值，其中，當該溫差值大於或等於該溫差臨界值時係產生第一判斷訊號，否則產生第二判斷訊號、以及在接收到該第二判斷訊號時，計算累進時間，直到該累進時間大於或等於該緩衝時間時產生第二分析訊號，否則在接收到該第一判斷訊號時，產生第一分析訊號。

相較於先前技術，本揭露所提供的溫度感測系統與溫度感測方法係透過感測第一與第二溫度感測值，以計算該二者的溫差值是否大於或等於預設之溫差臨界值，且其累進時間是否大於或等於預設之緩衝時間，藉以產生分析訊號至遠端系統進行監控各受控端當前的工作狀態，因此該溫度感測系統與其溫度感測方法亦能達到節能之目的。

以下藉由特定的具體實施例說明本揭露之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本揭露之其他優點及功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

本揭露的溫度感測系統100係例如用於感測環境中是否有人，其中，該溫度感測系統100係可搭配安裝於各種可能以接觸或非接觸方式感測到人員溫度的物件上，例如滑鼠、書桌、椅背、椅墊、螢幕、屏風等，於下述說明書中，係以將該溫度感測系統100裝設於椅墊1(如第1B圖所示)為例具體介紹該溫度感測系統100。

如第1A圖所示，係本揭露之溫度感測系統100之架構示意圖，如圖所示，本揭露之溫度感測系統100主要包括設定模組101、溫度感測模組110、計時模組120、判斷模組130以及分析模組150。判斷模組130電性連接設定模組101、溫度感測模組110、計時模組120以及分析模組150；設定模組101更電性連接分析模組150。

該設定模組101係用於提供使用者預先設定感測時間、溫差臨界值與緩衝時間。

該溫度感測模組110係用於產生第一溫度感測值(如椅墊之溫度)與第二溫度感測值(如椅墊附近環境之溫度)，詳言之，如第1B圖所示，該溫度感測模組110係透過第一溫度感測器180產生該第一溫度感測值，且透過第二溫度感測器181產生該第二溫度感測值。

此外，於本實施例中，該第一溫度感測模器180係設於椅墊1內，用於感測第一溫度感測值(如椅墊之溫度)，而該第二溫度感測模器181係設於椅墊1外，用於感測第二溫度感測值(如椅墊附近環境之溫度)。

再者，於本實施例中，該第一溫度感測器180與第二溫度感測器181係例如為線性負溫度係數(negative temperature coefficient，簡稱NTC)溫度感測器，然並不以此為限，其亦可為紅外線感測器、熱電偶等。

該計時模組120係用於執行一計時程式以計算時間，也就是說，每當該計時模組120所計算的時間與該設定模組101所設定之感測時間相符合時即輸出一觸發訊號，並於輸出該觸發訊號後重新開始計算時間。

該判斷模組130係用以於接收該計時模組120所輸出之觸發訊號，也就是每間隔一感測時間，計算該第一溫度感測值與該第二溫度感測值的溫差值，且將該溫差值與該設定模組101設定的溫差臨界值進行比對，其中，當該判斷模組130判斷該溫差值大於或等於該溫差臨界值時係產生第一判斷訊號以表示人員係坐在椅墊上，而當該判斷模組130判斷該溫差值係小於該溫差臨界值時係產生第二判斷訊號以表示人員係離開椅墊。具體而言，當人員就坐時，人員本身的體溫會造成椅墊1與椅墊1附近環境之溫度的溫差值加大，而當人員離座時，椅墊1的溫度則會逐漸降低至環境溫度，故兩者之間的溫差值會變小，因此，該判斷模組130可用於初步判斷人員是否離座。

該分析模組150係用於在接收該判斷模組130所產生之該第二判斷訊號時，計算累進時間，直到該累進時間大於或等於該緩衝時間時，由該分析模組150產生第二分析訊號以表示人員離開，否則，在接收該判斷模組130所產生之該第一判斷訊號時，由該分析模組150產生第一分析訊號以表示人員就坐，其中，該第一分析訊號與該第二分析訊號復包括該第二溫度感測值，用以提供後續監控之用。

於實際應用中，人員可能因倒水，如廁等原因而需暫時離座，因此，該累進時間即可用於針對人員離座的持續時間進行計算，以將上述人員暫時離座之特殊情形予以排除。因此，該分析模組150可用於進一步判斷人員是否離座。

此外，本揭露的溫度感測系統100復包括有無線通訊模組160，係用於以無線通訊方式輸出該第一分析訊號或第二分析訊號至遠端系統，俾供作為後續監控各受控端當前的工作狀態之參考依據，該工作狀態係包括溫度、濕度、亮度等。無線通訊模組160更電性連接分析模組150。

請配合參閱第4圖，係用於顯示本揭露之監控裝置400的架構示意圖。如圖所示，該監控裝置400係主要由溫度感測系統100以及後端系統401所組成，其中，該溫度感測系統100即如前述主要係用於透過感測第一與第二溫度感測值並進行判斷分析，以輸出第一分析訊號或第二分析訊號，該後端系統401係用於以無線通訊方式接收該溫度感測系統100所輸出之第一分析訊號或第二分析訊號，以 監控各受控端403當前的工作狀態。

於本實施例中，該受控端403係指例如照明、空調、或電腦、電視等各種電子設備，藉以透過監控其溫度、濕度、亮度以達到節能之功效。

再者，為了提高感測精準度，本揭露的溫度感測系統100復包括有學習模組170，係依據該判斷模組130所計算出的該溫差值與預設之運算規則，調整該設定模組101所設定之該溫差臨界值(該具體的技術手段將於後續之操作步驟中詳述)。學習模組170更電性連接判斷模組130以及設定模組101。

第2圖為本揭露之溫度感測方法的流程示意圖，如圖所示，首先執行步驟S201，提供使用者預先設定感測時間X、溫差臨界值Tm與緩衝時間Ts，其中，該設定之感測時間X係小於該緩衝時間Ts，接著執行步驟S203。

於步驟S203中，藉由第一溫度感測器180感測並產生第一溫度感測值(如椅墊之溫度)T1以傳送至溫度感測模組110，並藉由第二溫度感測器181感測並產生第二溫度感測值(如椅墊附近環境之溫度)T2以傳送至溫度感測模組110。於本實施例中，該第一溫度感測器180與該第二溫度感測器181係為線性NTC、紅外線感測器或熱電偶，其中，該第一溫度感測器180係設於椅墊1內，用於透過感測該椅墊1之溫度以達到間接感測人員溫度之目的，而該第二溫度感測器181係設於椅墊1外，用於感測該椅墊1附近環境之溫度，接著執行步驟S205。

於步驟S205中，依據該設定之感測時間X，亦即，每間隔感測時間X，計算該第一溫度感測值T1與該第二溫度感測值T2之間的溫差值△T。於本實施例中，係可透過計時模組120執行一計時程式以計算時間，俾於每當該計算時間到達該設定之感測時間X時即輸出一觸發訊號，以令溫度感測系統100執行運算規則△T=T1-T2，接著執行步驟S207。

於步驟S207中，判斷該計算出的溫差值△T是否大於或等於該設定之溫差臨界值Tm，藉以初步判斷人員是否離座，若判斷結果為△T小於Tm時，則進行步驟S209，若判斷結果為△T大於或等於Tm時，則執行步驟S221。

於步驟S209中，輸出第二判斷訊號，即初步判斷當前無人，接著執行步驟S211。

於步驟S211中，判斷該次所輸出的訊號是否與上次所輸出的訊號發生了改變，即該輸出的訊號是否由第一判斷訊號改變為第二判斷訊號，若該輸出的訊號發生改變時，執行步驟S213，若該輸出的判斷訊號未發生改變時，則執行步驟S215。

於步驟S213中，啟動執行一累進時間的計時程式以開始計算累進時間，即累進時間t=0。於本實施例中，係可透過計時模組120以執行該計時程式，並返回執行步驟S205。

於步驟S215中，計算累進時間t，亦即，依據該設定之感測時間X，可獲得該累進時間t=t+X，接著執行步驟 S217。

於步驟S217中，判斷該累進時間t是否大於或等於該設定之緩衝時間Ts，藉以將人員暫時離開之特殊情形予以排除，若t大於或等於Ts，則進行步驟S219，若t小於Ts，則返回執行步驟S205。

於步驟S219中，產生當前無人之第二分析訊號以透過無線通訊方式輸出該第二分析訊號至遠端系統，接著返回執行步驟S205。

於步驟S221中，輸出第一判斷訊號，即判斷當前有人，接著執行步驟S223。

於步驟S223中，判斷該輸出的訊號是否發生改變，即該輸出的訊號是否係由第二判斷訊號改變為第一判斷訊號，若該輸出的訊號發生改變時，執行步驟S225，若該輸出的訊號未發生改變時，返回執行步驟S205。

於步驟S225中，停止該累進時間的計時程式以停止計算累進時間，並將當前的累進時間t歸零，接著執行步驟S227。

於步驟S227中，產生當前有人之第一分析訊號以透過無線通訊方式輸出該第一分析訊號至遠端系統，接著返回執行步驟S205。

此外，為使感測結果更為精準，本揭露的溫度感測方法復包括有依據該溫差值與預設之運算規則，調整該設定之溫差臨界值Tm的步驟，以下請配合參閱第3A及3B圖，以詳細說明該操作步驟。

如第3A圖所示，首先進行步驟S301，設定偏差容忍值D、數值a以及數值b，需說明的是，考慮到椅墊1的材質問題，一般而言，當曝露於空氣中時，椅墊1的溫度亦可能會稍高於環境溫度，故於本實施例中係將該偏差容忍值D設為1，亦即當偵測到椅墊1的溫度高於環境溫度超過1℃時，即判斷當前處於人員就坐的狀態，而該數值a及數值b則可依據實際需求設定為介於0至1之間(例如a=0.6、b=0.9)，接著執行步驟S303。

於步驟S303中，接收該計算出的溫差值△T，接著執行步驟S305。

於步驟S305中，判斷該溫差值△T是否大於或等於該偏差容忍值D，當判斷結果為△T大於或等於1時，即判斷當前處於人員就坐狀態，則進行步驟S307，若判斷結果為△T小於1時，則返回執行步驟S303，以繼續接收溫差值△T。

於步驟S307中，啟動一循環週期，接著執行步驟S309。

於步驟S309中，記錄該接收的溫差值△T，於本實施例中，可將該第一個記錄的溫差值△T記錄為△T1，接著執行步驟S311。

於步驟S311中，繼續接收該溫差值△T，接著執行步驟S313。

於步驟S313中，判斷該溫差值△T是否大於或等於該偏差容忍值D，並當判斷結果為△T大於或等於1時，則返回執行步驟S309，亦即將該溫差值△T記錄為△T2，而當 判斷結果為△T小於1時，執行步驟S315。

於步驟S315中，結束該循環週期，請配合參閱第3B圖，圖中該位於1.0的直線即代表本揭露所設定的偏差容忍值D，該曲線係代表第一溫度感測值T1與第二溫度感測值T2之間的溫差值△T，本揭露係以△T持續大於1的狀態作為一次循環週期為例，於該圖示中可以看出從08：57至10：15期間，溫差值△T係保持在大於或等於1的狀態，故時段08：57至10：15可記錄為一個循環週期，接著執行步驟S317。

於步驟S317中，查詢該循環週期內差值最大的最大溫差值△Tmax，從第3B圖中可以看出，於該時段08：57至10：15的循環週期內，差值最大的溫差值△T係為9，接著執行步驟S319。

於步驟S319中，執行運算規則△Ta=a×△Tmax，接著執行步驟S321。

於步驟S321中，執行運算規則Tm=b×Tm+(1-b)×△Ta，以得到新的溫差臨界值Tm，並替換原有設定之溫差臨界值Tm，進而調整溫差臨界值Tm，藉以令本揭露之溫度感測方法能適應不同人員及不同環境，從而達到提高其感測精準度的目的。

綜上所述，本揭露透過間隔性地感測人員與環境溫度，以針對該二者之間的溫度差及其緩衝時間等進行判斷分析，藉以獲得當前環境中是否有人的感測結果，相較於習知技術，本揭露的感測技術係較耐用且感測範圍大。此 外，本揭露更可依據測出之當前環境是否有人的感測結果，進一步針對該環境中受控端之各電子設備的工作狀態進行相應的監控，從而達到節能之目的。

然而，上述實施例係用以例示性說明本揭露之原理及其功效，而非用於限制本揭露。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本揭露之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧椅墊

100‧‧‧溫度感測系統

101‧‧‧設定模組

110‧‧‧溫度感測模組

120‧‧‧計時模組

130‧‧‧判斷模組

150‧‧‧分析模組

160‧‧‧無線通訊模組

170‧‧‧學習模組

180‧‧‧第一溫度感測器

181‧‧‧第二溫度感測器

400‧‧‧監控裝置

401‧‧‧後端系統

403‧‧‧受控端

S201~S227‧‧‧步驟

S301~S321‧‧‧步驟

第1A圖係本揭露之溫度感測系統的架構示意圖；第1B圖係本揭露之溫度感測系統應用於椅墊的結構示意圖；第2圖係本揭露之溫度感測方法的流程示意圖；第3A圖係本揭露之溫度感測方法之學習步驟的流程示意圖；第3B圖係本揭露之溫度感測方法之學習步驟之一實施例的圖式；以及第4圖係用於顯示本揭露之監控裝置的架構示意圖。

S201~S227‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種溫度感測系統，係包括：設定模組，係用於設定溫差臨界值與緩衝時間；溫度感測模組，係用於透過第一溫度感測器產生第一溫度感測值與透過第二溫度感測器產生第二溫度感測值，其中，該溫度感測系統係裝設於物件，該第一溫度感測器係設於該物件內，用於感測該第一溫度感測值，且該第二溫度感測器係設於該物件外，用於感測該第二溫度感測值；判斷模組，係電性連接該設定模組及該溫度感測模組，以由該判斷模組接收該第一溫度感測值與該第二溫度感測值俾計算出該第一溫度感測值與該第二溫度感測值的溫差值，其中，當該溫差值大於或等於該溫差臨界值時係產生第一判斷訊號，否則產生第二判斷訊號；以及分析模組，係電性連接該判斷模組及該設定模組，以由該分析模組在接收該判斷模組所產生之該第二判斷訊號時，計算累進時間，直到該累進時間大於或等於該緩衝時間時，由該分析模組產生第二分析訊號，否則，在接收該判斷模組所產生之該第一判斷訊號時，由該分析模組產生第一分析訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中，該第一溫度感測器與該第二溫度感測器係為線性負溫度係數感測器、紅外線感測器或熱電偶。
3. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中，該設定模組另用於設定感測時間，以使每間隔該感測時間，透過該判斷模組計算該溫差值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，復包括學習模組，係電性連接該判斷模組、該設定模組，而該學習模組依據該判斷模組所計算出的該溫差值與預設之運算規則，調整該設定模組所設定之該溫差臨界值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，復包括無線通訊模組，係電性連接該分析模組，而該無線通訊模組用於輸出該第一分析訊號或第二分析訊號至遠端系統。
6. 一種溫度感測方法，係包括下列步驟：(1)設定溫差臨界值與緩衝時間；(2)產生第一溫度感測值與第二溫度感測值；(3)計算該第一溫度感測值與該第二溫度感測值的溫差值，其中，當該溫差值大於或等於該溫差臨界值時係產生第一判斷訊號，否則產生第二判斷訊號，且其中，依據該溫差值與預設之運算規則，調整該溫差臨界值之步驟係首先設定偏差容忍值、第一數值及第二數值，其次接收該溫差值，再者當該溫差值大於或等於該偏差容忍值時記錄該溫差值，並重複接收該溫差值，直到該溫差值小於該偏差容忍值，最後在被記錄之該溫差值中查詢最大溫差值，以利用該最大溫 差值、該第一數值及該第二數值執行該預設之運算規則，進而調整該溫差臨界值；以及(4)在接收該判斷模組所產生之該第二判斷訊號時，計算累進時間，直到該累進時間大於或等於該緩衝時間時產生第二分析訊號，否則在接收該判斷模組所產生之該第一判斷訊號時產生第一分析訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之溫度感測方法，其中，在步驟(1)中復包括設定感測時間，以在步驟(3)中每間隔該感測時間計算該溫差值。
8. 如申請專利範圍第6項所述之溫度感測方法，復包括步驟(5)，透過無線通訊方式輸出該第一分析訊號或第二分析訊號至遠端系統。
9. 如申請專利範圍第6項所述之溫度感測方法，該溫度感測模組係透過第一溫度感測器產生該第一溫度感測值，且透過第二溫度感測器產生該第二溫度感測值。