TWI517074B - Intelligent residential system and operation method - Google Patents

Description

智能住宅系統及運作方法

本發明主要關於智能住宅系統及方法，特別是指一種判斷使用者身份後，以自動調節使用者所在的居家區域中各電子裝置的運作狀態為適合使用者的狀態，具有判斷、學習、紀錄及預測功能之居家智能裝置。

一般居家環境可區分為多個區域，如客廳、書房、寢室、廚房及廁所等，而每個區域都會裝設有多種電器裝置，諸如冷氣空調、燈具、音響、風扇等，每個人對於不同區域的環境狀態需求有所不同，為了能處於一舒適環境中，以往使用者進入一區域時，必須以遙控器啟動各冷氣空調的溫度、燈具的亮度、音響或風扇的大小，並於啟動後再個別調整各電器裝置的狀態，使環境狀態符合自己的需求。

礙於以往使用者都必須以手動操控遙控器，以啟動或關閉各電器裝置，於離開時可能會忘記關掉電器裝置，或者無謂的耗費過多的電能，因此相關業者進行相關的研發及改良，以感測人的進入，以自動啟閉電子裝置，如中華民國專利公告號M413889、M270788、M441805及美國專利US7142652及US20120306661，如下詳細說明中華民國專利公告號M441805「電力節能控制裝置」，係連接一目標裝置，該電力節能控制裝置包含：一控制模組，係控制該目標裝置進行至少一運行模式；一偵測模組，係偵測一環境之一環境條件以產生 一偵測資訊；一通訊模組，該電力節能控制裝置藉由該通訊模組連接一遠端電子裝置；以及一處理單元，係電性連接該控制模組、該偵測模組及該通訊模組，藉由該遠端電子裝置輸入至少一預設值，並以該通訊模組傳送該至少一預設值至該處理單元儲存，該處理單元亦接收該偵測資訊，當該處理單元判斷該偵測資訊符合該預設值時，係以該控制模組控制該目標裝置進行對應該預設值之該運行模式。

習知技術藉由遠端電子裝置輸入預設值，並以通訊模組傳送預設值至處理單元儲存，處理單元亦接收偵測資訊，當處理單元判斷偵測資訊符合預設值時，可以控制模組控制目標裝置進行對應預設值之運行模式，進而達到節能省電的效果，其主要係應用特定的電腦程式，以自動化開啟目標裝置運行。然而，本發明人為了能提供較習知技術更具智慧的裝置，以分別針對不同的使用者自動調節各電器裝置至使用者所須得環境條件，因此，本發明人投入大量的時間與相關的研究及開發，歷經多次的實驗與測試，終於推出一種居家智能裝置。

本發明主要目的係提供一種能紀錄、學習及預測，並辨識位於居家環境各區域中的使用者身份，以依據不同的使用者自動啟、閉各電器裝置符合該使用者的需求，達到智能啟閉及調控環境狀態之功效。

為了達到上述目的及功效，本發明智能住宅系統，其安裝於住宅中，並與設置於住宅內不同之電子裝置進行訊號傳輸，其包括：一身份辨識裝置，其辨識住宅中使用者的身份，並輸出身份資訊；一身份定位裝置，其辨識住宅中使用者的座標位置，並輸出座標資訊；一類神經裝置，其分別與身份辨識裝置及身份定位裝 置電性連接，且類神經裝置包括一紀錄單元、一學習單元及一決策單元，該紀錄單元、學習單元及決策單元相互傳輸訊號，而紀錄單元儲存身份資訊、座標資訊及使用者調控電子裝置之控制資訊，該學習單元讀取紀錄單元中儲存之各個資訊，自動學習產生整合資訊，而決策單元讀取整合資訊調控電子裝置至使用者慣用的運作狀態；據此，藉由類神經裝置之紀錄單元、學習單元及決策單元，以針對不同的使用者於特定的座標位置中，執行電子裝置為使用者慣用的運作狀態，達到智慧偵測及調控的效果。

本發明智能住宅系統進一步包括一時間紀錄器，其與紀錄單元電性連接，時間紀錄器持續傳送時間資訊至紀錄單元儲存。

本發明智能住宅系統類神經裝置進一步包括一排序單元，其與紀錄單元及學習單元電性連接，且排序單元儲存順序資訊。

本發明智能住宅系統類神經裝置進一步包括一判斷單元，其與紀錄單元及學習單元電性連接，當判斷單元判斷紀錄單元內同一身份資訊及同一座標資訊中對應複數控制資訊，則讀取最新的控制資訊。

本發明智能住宅系統進一步包括一控制器，該控制器與紀錄單元電性連接，以傳送控制資訊至紀錄單元，而控制器包括一獨立操作介面或轉對應式通訊器材。

本發明之智能住宅系統運作方法，其步驟包括：身份辨識，使用者進入居家空間時，類神經裝置立即辨識使用者身份；身份定位，使用者進入居家空間時，類神經裝置立即辨識使用者之座標位置；紀錄使用者行為模式，類神經裝置隨時紀錄使用者身份、 座標位置，及使用者於所操作電子裝置的控制資訊；學習使用者之行為模式，依據紀錄使用者行為模式之步驟，類神經裝置能自動學習及整合使用者於座標位置上操控電子裝置慣用設定的行為模式；預測使用者行為，類神經裝置透過學習使用者之行為模式步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份及座標位置判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該使用者慣用的運作狀態；據此，透過具備紀錄、預測及學習的類神經裝置，以提供針對不同的使用者分別於不同居家空間座標位置上，執行電子裝置至各使用者慣用的運作狀態，以達到智慧偵測及調控的效果。

本發明智能住宅系統運作方法，於紀錄使用者行為模式步驟中，類神經裝置進一步紀錄時間資訊，並於間隔時間內紀錄時間資訊、使用者身份、座標位置及電子裝置的運作狀態；本發明智能住宅系統運作方法，於學習使用者之行為模式步驟時，依據紀錄使用者行為模式之步驟，類神經裝置能自動學習及整合使用者於固定時間內、固定座標位置上慣於設定電子裝置的模式；而於預測使用者行為步驟中，類神經裝置透過學習使用者之行為模式步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份、座標位置及時間資訊判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該使用者慣用的運作狀態。

本發明智能住宅系統運作方法，進一步包括多人模式，其於紀錄使用者行為模式步驟及學習使用者之行為模式步驟之間，當於身份辨識及定位步驟中，類神經裝置辨識到複數使用者身 份時，其於學習使用者之行為模式步驟中判斷使用者的優先順序，並於預測使用者行為步驟中，類神經裝置以第一順位使用者身份及其座標位置，以判斷並預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該第一順位使用者慣用的運作狀態。

本發明智能住宅系統運作方法，進一步包括監控環境，類神經裝置紀錄居家空間內及外的環境溫度及溼度，並監控居家空間中的使用者身份、人數及電子裝置的運作狀態，而後類神經裝置傳送前述資訊至顯示裝置予使用者讀取。

本發明智能住宅系統運作方法，於學習使用者行為模式步驟中，類神經裝置依據紀錄使用者行為模式之步驟，配合使用者身份、座標位置及時間資訊，判斷是否有新控制資訊，並以新控制資訊調整執行電子裝置為該使用者新慣用的運作狀態。

1‧‧‧身份辨識裝置

2‧‧‧身份定位裝置

3‧‧‧類神經裝置

31‧‧‧紀錄單元

32‧‧‧學習單元

33‧‧‧決策單元

34‧‧‧排序單元

35‧‧‧判斷單元

4‧‧‧電子裝置

5‧‧‧時間紀錄器

6‧‧‧環境偵測器

7‧‧‧控制器

71‧‧‧微調區塊

72‧‧‧主選單按鍵

73‧‧‧指定電器裝置區塊

74‧‧‧顯示環境狀態區塊

75‧‧‧身份區塊

76‧‧‧時間日期區塊

S1‧‧‧身份辨識

S2‧‧‧身份定位

S3‧‧‧紀錄使用者行為模式

S4‧‧‧學習使用者之行為模式

S5‧‧‧預測使用者行為

第一圖係本發明裝置方塊圖。

第二圖係本發明應用方塊圖。

第三圖係本發明單人於室內實施剖示圖。

第四圖係本發明多人於室內實施剖示圖。

第五圖係本發明控制器使用狀態圖。

第六圖係本發明方法步驟流程圖。

本發明為達成上述的目的與功效，以及所採用之技術手段與構造，茲搭配圖示就本發明的實施例加以詳細說明其特徵與 功效。

本發明一種智能住宅系統，其安裝於住宅中，並與設置於住宅內不同之電子裝置進行訊號傳輸，請參閱第一、二圖所示，其包括：一身份辨識裝置1，其辨識住宅中使用者的身份，並輸出身份資訊；一身份定位裝置2，其辨識住宅中使用者的座標位置，並輸出座標資訊；一類神經裝置3，其分別與身份辨識裝置1及身份定位裝置2電性連接，且類神經裝置3包括一紀錄單元31、一學習單元32及一決策單元33，該紀錄單元31、學習單元32及決策單元33相互傳輸訊號，而紀錄單元31儲存身份資訊、座標資訊及使用者調控電子裝置4之控制資訊，該學習單元32讀取紀錄單元31中儲存之各個資訊，自動學習產生整合資訊，而決策單元33讀取整合資訊調控電子裝置4至使用者慣用的運作狀態。

如下說明其運作方式，請參閱第三圖所示，當用戶A(爸爸)進入至住宅的位置A(座標(1,15))，身份辨識裝置1會先辨識使用者身份，而傳送身份資訊至類神經裝置3，並由身份定位裝置2隨時監控使用者於住宅內精準位置，以傳送座標資訊至類神經裝置3之紀錄單元31儲存，並由學習單元32從紀錄單元31中學習使用者慣用的環境模式，如身份資訊為用戶A(爸爸)、座標資訊為位置A(座標(1,15))以及用戶A(爸爸)於位置A(座標(1,15)時先前操控空調為22℃及照明為50LUX，及音響為關閉狀態，而決策單元33能藉由學習單元32學習使用者的行為模式，並事先預測當身份資訊為用戶A、座標資訊為座標(1,15)時，自動啟動空調為22 ℃及照明為50LUX，並關閉音響。

據此，藉由類神經裝置3之紀錄單元31、學習單元32及決策單元33，以針對不同的使用者於特定的座標位置中，執行電子裝置4為使用者慣用的運作狀態，達到智慧偵測及調控的效果。

本發明的優點在於，其能針對不同的使用者，以及不同的使用者的習慣，具有精準地身份辨識功能及定位功能，並透過如人工智慧、人類的中樞神經，具備記憶及能夠預知使用者未來的動向，準確且主動調控住宅內的各電子裝置4至使用者慣用的運轉模式。

此外，本發明為了提供紀錄時間的訊息，進一步包括一時間紀錄器5，其與紀錄單元31電性連接，時間紀錄器5持續傳送時間資訊至紀錄單元31儲存，據此學習單元32能學習使用者於固定座標位置及固定時間點，習慣調控電子裝置4的運轉模式，例如爸爸於座標(1,0)、18：00pm調控空調為20℃。

再者，本發明進一步包括複數環境偵測器6，各環境偵測器6與紀錄單元31電性連接，而各環境偵測器6能偵測環境內、外溫度及溼度，因此該環境偵測器6可為溫度偵測器、濕度偵測器…等，以隨時監控住宅內環境的狀態。

另外，為了配合同一座標資訊上有多個使用者，本發明類神經裝置3進一步包括一排序單元34，其與紀錄單元31及學習單元32電性連接，且排序單元34儲存順序資訊，排序單元34能事紀使用者調控的優先順序，請參閱第四圖所示，其位置A處有三 個使用者，但由於排序單元34優先紀錄使用者順序依序為用戶2、用戶A、用戶3，故當三者同時在於位置A時，類神經裝置3自動以用戶2的慣用模式，調整空調為26℃、照明65LUX及音響為50dB(A)。

值得一提的是，本發明類神經裝置3進一步包括一判斷單元35，其與紀錄單元31及學習單元32電性連接，當判斷單元35判斷紀錄單元31內同一身份資訊及同一座標資訊中對應複數控制資訊，則讀取最新的控制資訊，例如爸爸之前於座標(25,40)時控制冷氣溫度為15℃，但後來爸爸覺得冷氣的溫度太低，因此爸爸後來於座標(25,40)將冷氣溫度調整為20℃，故判斷單元會主動判斷新控制資訊，以更改爸爸的事先學習行為模式。

本發明進一步包括一控制器7，該控制器7與紀錄單元31電性連接，以傳送控制資訊至紀錄單元31，而控制器7包括一獨立操作介面或轉對應式通訊器材，請參閱第五圖所示，該控制器7有操作介面，該操作介面可為觸控式螢幕，同時具有輸入及顯示的功能，本實施例中，該操作介面左側為微調區塊71，可觸壓上、下按鍵以微調空調溫度，位於微調區塊71下方為主選單按鍵72，而操作介面右側為指定電器裝置區塊73，可按壓欲調控的電子裝置4，再者夾於微調區塊71及指定電器裝置區塊73的是顯示環境狀態區塊74，如圖所示顯示使用者位於位置A而目前環境溫度為30℃，於操作介面左上方為身份區塊75，圖中顯示用戶A，右上方為時間日期區塊76，圖中顯示2012/04/01 7：50PM，藉此使用者能透過控 制器7操控電子裝置4，同時能得知環境狀態資訊。該控制器7可為電子裝置、平板電腦…等，控制器7可以遠端遙控類神經裝置3。

歸納上述本發明的概念，可得一種智能住宅系統運作方法，請參閱第五、六圖所示，並一併搭配第一圖裝置圖，其步驟包括：身份辨識S1，使用者進入居家空間時，類神經裝置3立即辨識使用者身份；身份定位S2，使用者進入居家空間時，類神經裝置3立即辨識使用者之座標位置；紀錄使用者行為模式S3，類神經裝置3隨時紀錄使用者身份、座標位置，及使用者於所操作電子裝置4的控制資訊；學習使用者之行為模式S4，依據紀錄使用者行為模式之步驟，類神經裝置3能自動學習及整合使用者於座標位置上操控電子裝置4慣用設定的行為模式；以及預測使用者行為S5，類神經裝置3透過學習使用者之行為模式步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份及座標位置判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該使用者慣用的運作狀態；據此，透過具備紀錄、預測及學習的類神經裝置3，以提供針對不同的使用者分別於不同居家空間座標位置上，執行電子裝置4至各使用者慣用的運作狀態，以達到智慧偵測及預測未來動向的效果。

因此，當使用者進入住宅時，智能住宅系統即立即透過身份辨識S1、身份定位S2、學習使用者之行為模式S3及預測使用者行為S4，自動調控電子裝置4至使用者慣用的運作狀態。

此外，於紀錄使用者行為模式S3步驟中，類神經裝置3進一步紀錄時間資訊，並於間隔時間內紀錄時間資訊、使用者身份、座標位置及電子裝置4的運作狀態；於學習使用者之行為模式S4步驟時，依據紀錄使用者行為模式S3之步驟，類神經裝置3能自動學習及整合使用者於固定時間內、固定座標位置上慣於設定電子裝置4的模式；而於預測使用者行為S5步驟中，類神經裝置3透過學習使用者之行為模式S4步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份、座標位置及時間資訊判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，該電子裝置4的運作狀態，並執行電子裝置4為該使用者慣用的運作狀態。

此外，進一步包括多人模式，其於紀錄使用者行為模式S3步驟及學習使用者之行為模式S4步驟之間，當於身份辨識及定位步驟中，類神經裝置3辨識到複數使用者身份時，其於學習使用者之行為模式S4步驟中判斷使用者的優先順序，並於預測使用者行為S5步驟中，類神經裝置3以第一順位使用者身份及其座標位置，以判斷並預測使用者欲執行的電子裝置4，及該電子裝置4的運作狀態，並執行電子裝置4為該第一順位使用者慣用的運作狀態，據此當同一座標資訊具有複數使用者，則以第一使用者慣用的電子裝置運作狀態調控。

另外，進一步包括監控環境，類神經裝置3紀錄居家空間內及外的環境溫度及溼度，並監控居家空間中的使用者身份、人數及電子裝置4的運作狀態，而後類神經裝置3傳送前述資訊至 顯示裝置予使用者讀取。

值得一提的是，於學習使用者行為模式步驟中，類神經裝置依據紀錄使用者行為模式之步驟，配合使用者身份、座標位置及時間資訊，判斷是否有新控制資訊，並以新控制資訊調整執行電子裝置為該使用者新慣用的運作狀態。

歸納本創作的整體功能，請參閱第二圖所示，該類神經裝置3接收時間資訊、環境資訊及控制資訊，並由上述三者資訊監控住宅及與住宅溝通，如圖中白色箭頭所示，並整合空間的ID資訊，達到身份辨識功能，及整合空間的定位資訊達到定位功能，再輸出各種控制資訊以達到環境需求，如溫度控制、亮度控制…等，而即時資訊輸出至各種顯示裝置如平板、手機或電視供使用者瞭解，及多元訊號輸出(如影音、通訊及保全)至適配裝置控制介面。

由上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所做有關本發明之任何修飾或變更者，為其他可據以實施之型態且具有相同效果者，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇內。

綜上所述，本發明「智能住宅系統及方法」，其實用性及成本效益上，確實是完全符合產業上發展所需，且所揭露之結構發明亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明可較習用之結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請 鈞局早日審查，並給予肯定。

1‧‧‧身份辨識裝置

2‧‧‧身份定位裝置

3‧‧‧類神經裝置

31‧‧‧紀錄單元

32‧‧‧學習單元

33‧‧‧決策單元

34‧‧‧排序單元

35‧‧‧判斷單元

5‧‧‧時間紀錄器

6‧‧‧環境偵測器

7‧‧‧控制器

Claims (10)

1. 一種智能住宅系統，其安裝於住宅中，並與設置於住宅內不同之電子裝置進行訊號傳輸，其包括：一身份辨識裝置，其辨識住宅中使用者的身份，並輸出身份資訊；一身份定位裝置，其辨識住宅中使用者的座標位置，並輸出座標資訊；一類神經裝置，其分別與身份辨識裝置及身份定位裝置電性連接，且類神經裝置包括一紀錄單元、一學習單元及一決策單元，該紀錄單元、學習單元及決策單元相互傳輸訊號，而紀錄單元儲存身份資訊、座標資訊及使用者調控電子裝置之控制資訊，該學習單元讀取紀錄單元中儲存之各個資訊，自動學習產生整合資訊，而決策單元讀取整合資訊調控電子裝置至使用者慣用的運作狀態；據此，藉由類神經裝置之紀錄單元、學習單元及決策單元，以針對不同的使用者於特定的座標位置中，執行電子裝置為使用者慣用的運作狀態，達到智慧偵測及調控的效果。
2. 根據申請專利範圍第1項之智能住宅系統，進一步包括一時間紀錄器，其與紀錄單元電性連接，時間紀錄器持續紀錄使用者於特定座標的時間並傳送時間資訊至紀錄單元儲存。
3. 根據申請專利範圍第2項之智能住宅系統，其中，類神經裝置進一步包括一排序單元，其與紀錄單元及學習單元電性連接，且排序單元儲存不同使用者慣用運作的順序資訊。
4. 根據申請專利範圍第3項之智能住宅系統，其中，類神經裝置進一步包括一判斷單元，其與紀錄單元及學習單元電性連接，當判斷單元判斷紀錄單元內同一身份資訊及同一座標資訊中對應複數控制資訊，則讀取最新的控制資訊。
5. 根據申請專利範圍第1項至第4項任一項之智能住宅系統，進一步包括一控制器，該控制器與紀錄單元電性連接，以傳送控制資訊至紀錄單元，而控制器包括一獨立操作介面或二轉對應式通訊器材。
6. 一種智能住宅系統運作方法，其步驟包括：身份辨識，使用者進入居家空間時，類神經裝置立即辨識使用者身份；身份定位，使用者進入居家空間時，類神經裝置立即辨識使用者之座標位置；紀錄使用者行為模式，類神經裝置隨時紀錄使用者身份、座標位置，及使用者於所操作電子裝置的控制資訊；學習使用者之行為模式，依據紀錄使用者行為模式之步驟，類神經裝置能自動學習及整合使用者於座標位置上操控電子裝置慣用設定的行為模式；預測使用者行為，類神經裝置透過學習使用者之行為模式步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份及座標位置判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該使用者慣用的運作狀態； 據此，透過具備紀錄、預測及學習的類神經裝置，以提供針對不同的使用者分別於不同居家空間座標位置上，執行電子裝置至各使用者慣用的運作狀態，以達到智慧偵測及調控的效果。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之智能住宅系統運作方法，其中，於紀錄使用者行為模式步驟中，類神經裝置進一步紀錄使用者於特定座標的時間資訊，並於間隔時間內紀錄使用者於特定座標的時間資訊、使用者身份、座標位置及電子裝置的運作狀態；於學習使用者之行為模式步驟時，依據紀錄使用者行為模式之步驟，類神經裝置能自動學習及整合使用者於固定時間內、固定座標位置上慣於設定電子裝置的模式；而於預測使用者行為步驟中，類神經裝置透過學習使用者之行為模式步驟，當辨識完使用者身份及座標位置後，立即配合使用者身份、座標位置及時間資訊判斷及預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該使用者慣用的運作狀態。
8. 根據申請專利範圍第6項所述之智能住宅系統運作方法，進一步包括多人模式，其於紀錄使用者行為模式步驟及學習使用者之行為模式步驟之間，當於身份辨識及定位步驟中，類神經裝置辨識到複數使用者身份時，其於學習使用者之行為模式步驟中判斷使用者的優先順序，並於預測使用者行為步驟中，類神經裝置以第一順位使用者身份及其座標位置，以判斷並預測使用者欲執行的電子裝置，及該電子裝置的運作狀態，並執行電子裝置為該第一順位使用 者慣用的運作狀態。
9. 根據申請專利範圍第6項至第8項任一項所述之智能住宅系統運作方法，進一步包括監控環境，類神經裝置紀錄居家空間內及外的環境溫度及溼度，並監控居家空間中的使用者身份、人數及電子裝置的運作狀態，而後類神經裝置傳送前述資訊至顯示裝置予使用者讀取。
10. 根據申請專利範圍第6項所述之智能住宅系統運作方法，其中，於學習使用者行為模式步驟中，類神經裝置依據紀錄使用者行為模式之步驟，配合使用者身份、座標位置及時間資訊，判斷是否有新控制資訊，並以新控制資訊調整執行電子裝置為該使用者新慣用的運作狀態。