TWI610181B - 平台模組擴充系統 - Google Patents

Abstract

本發明是關於一種平台模組擴充系統，其包含第一平台模組以及至少一第二平台模組。其中，每一平台模組包含功能部、儲存部、控制部以及通訊部。功能部執行功能以產生功能數據。儲存部，儲存元件定義表，元件定義表紀錄各種功能之類型定義以及功能數據之內容格式定義。控制部，與功能部電性連接，並根據元件定義表決定功能部的溝通方式，並據以控制功能部。至少一通訊部與功能部及控制部電性連接，接收及發送訊號。

Description

平台模組擴充系統

本發明之示例性實施例係關於一種平台模組擴充系統，特別是針對一種具有高擴充性之平台模組擴充系統。

傳統的物聯網平台，受限於硬體之限制，例如晶片(IC)的腳位數目，功能模組的擴充性有限。例如，傳統的物聯網平台只能連接有限數量的感測器，因此限制了其應用領域；此外，每次增加新的功能元件，使用者都需要在傳統的物聯網平台上安裝驅動程式來能控制新增的功能元件，此限制也導致了傳統的物聯網平台的擴充性不佳。

越來越多的物聯網應用係直接連接雲端，因此物聯網平台的連網功能也是必要的功能；然而，隨著物聯網應用越來越普遍而透過網路傳送的數據量越來越多，其會耗費了大量的頻寬與傳輸的電力。

除此之外，物聯網裝置通訊時，需聯結到其通訊區域之雲端結點，因此會有一定的距離傳輸限制。若需要延長通訊距離，除了需提高發射功率外，還必須有特定的訊號轉發器，造成諸多使用上的限制。

基於上述目的，本發明係提供一種平台模組擴充系統，其包含第一平台模組以及至少一第二平台模組。其中，每一平台模組包含功能部、儲存部、控制部以及通訊部。功能部用以執行功能以產生功能數據。儲存部用以儲存元件定義表，元件定義表紀錄各種功能之類型定義以及功能數據之內容格式定義。控制部係與功能部電性連接，並根據元件定義表決定功能部的溝通方式，並據以控制功能部。通訊部與功能部及控制部電性連接，接收及發送訊號，第二平台模組之通訊部為短距離低功耗通訊模組，而第一平台模組包含複數個通訊部，分別為長距離通訊模組以及短距離低功耗通訊模組，第二平台模組之控制部接收第二平台模組之功能部所產生的功能數據，並進行處理以產生事件數據，並透過第二平台模組之通訊部將事件數據傳送到第二平台模組之短距離低功耗通訊模組傳送到第一平台模組之短距離低功耗通訊模組，第一平台模組之控制部對事件數據進行處理，並透過長距離通訊模組傳送至外部裝置或至少一另一平台模組擴充系統中之另一第一平台模組。

較佳地，第一平台模組或第二平台模組的功能部更包含微處理器。

較佳地，功能部的微處理器至少用於進行通訊協定之溝通。

較佳地，該事件數據之數據量係小於該功能數據。

較佳地，功能部包含聲納裝置、發聲裝置、收音裝置、氣體偵測裝置、或發光裝置。

較佳地，外部裝置包含雲端系統或多媒體裝置。

較佳地，多媒體裝置係接收第一平台模組之事件數據。

較佳地，該多媒體裝置係透過雲端系統接收第一平台模組之事件數據。

較佳地，第一平台模組之控制部接收多媒體裝置控制訊號以調整第二平台模組之至少一參數。

較佳地，多媒體裝置包含智慧型行動電話。

較佳地，其中各平台模組擴充系統間可以網狀網路方式通訊。

100‧‧‧第一平台模組

101、201‧‧‧功能部

1011、2011‧‧‧微處理器

102、202‧‧‧儲存部

103、203‧‧‧控制部

104、204‧‧‧通訊部

1041、2041‧‧‧短距離低功耗通訊模組

1042‧‧‧長距離通訊模組

10、20、30‧‧‧平台模組

200‧‧‧第二平台模組

210‧‧‧輸出型第二平台模組

220‧‧‧接收型第二平台模組

230‧‧‧電源型第二平台模組

2001‧‧‧功能數據

2002‧‧‧事件數據

400‧‧‧智慧型行動電話

300‧‧‧雲端系統

A‧‧‧瓦斯爐

B‧‧‧窗戶

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：

第1圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之示意圖。

第2圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之連接示意圖。

第3圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之傳輸示意圖。

第4圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第一使用狀態示意圖。

第5圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第二使用狀態示意圖。

第6圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第三使用狀態示意圖。

於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。

請先行參閱第1圖，第1圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統示意圖，如圖所示，本發明之平台模組擴充系統包含第一平台模組100以及第二平台模組200。第一平台模組100以及第二平台模組200分別包含功能部101與201、儲存部102與202、控制部103與203、以及通訊部104與204。

功能部101與201乃是執行特定功能以產生功能數據2001。第一平台模組100或是第二平台模組200內的部件(例如功能部、儲存部、控制部以及通訊部)之間可基於有線通訊協定以進行溝通，例如I²C之通訊協定。功能部101與201亦有分別包含微處理器1011與2011，微處理器1011與2011可用以處理I²C之通訊協定之運算。I²C之通訊協定為此領域之技術者所熟知的技術，故在此不再贅述。

而儲存部102、202可分別儲存元件定義表，元件定義表紀錄各種功能之類型定義以及功能數據2001之內容格式定義。控制部103與203係分別與功能部101與202電性連接，並根據元件定義表的內容決定功能部101與201之溝通方式，並藉此控制功能部101與201。請注意，在第1圖中儲存部102與202分別包含於控制部103與203中，是為一示例性說明；實際應用時，儲存部102與202也可視需要分別與控制部103與203相獨立。

更進一步，本發明之功能部101與202之種類至少包含聲納裝置、發聲裝置、收音裝置、氣體偵測裝置、電力供給裝置、發光裝置等等。

因此，透過此元件定義表，可以使得本發明之控制部103與203可以容易地與功能部101與201互相溝通，而不需額外安裝其餘驅動程式。

例如如下表1所示：

透過表1之描述，可知，元件定義表內含有一裝置定義規範模組，以下以第一平台模組100進行說明。當功能部101與與控制部103電性連接後(例如透過USB有線連接或是藍牙無線連接)，控制部103會先發出通用的詢問指令，功能部101接收此詢問指令後，會回覆本身之裝置類別至控制部103，亦即，功能部101亦已事先以表1之方式儲存本身之裝置定義規範。如此，控制部103便可依據元件定義表中功能部101的類別，知道功能部101的基本功能、產生數據的類型以及溝通方式，據以與功能部101進行數據傳輸通訊。

如此一來，當第一平台模組100的控制部103中儲存有元件定義表，則只要新增連接至第一平台模組100的功能元件中有儲存元件定義表中定義的裝置類型的數據，則第一平台模組100的控制部103都可根據元件定義表與新增的功能元件進行基本的溝通，不一定需要使用者事先在第一平台模組100的控 制部103中安裝新增的功能元件的驅動程式，只要新的功能元件符合元件定義表內的定義，控制部103即可與其溝通。藉此，則可大幅地提高平台模組的功能擴充性。

第一平台模組100之通訊部104及第二平台模組200之通訊部204，分別與其中之功能部101、201及控制部103、203電性連接，接收及發送訊號。

更進一步，第二平台模組200之通訊部204可為短距離低功耗通訊模組1041，第一平台模組100則包含複數個通訊部104，分別為長距離通訊模組1042以及短距離低功耗通訊模組1041。第二平台模組200之控制部203係接收第二平台模組200之功能部201所產生之功能數據2001，並進行處理以產生較小數據量的事件數據2002，並透過短距離低功耗通訊模組2041將事件數據2002傳送到短距離低功耗通訊模組1041，藉由第一平台模組100之控制部103對事件數據2002進行處理，並透過長距離通訊模組1042傳送至外部裝置，例如手機或是電腦等等。

因此，當經由控制部203接收到功能部201所產生之功能數據2001，並進行處理以產生較小數據量的事件數據2002後，可以有效的減少資料傳輸量，藉此能有效地達成節省耗能的效果，並且使得第一平台模組100之控制部103能更有效率地對事件數據2002進行處理。

更進一步說明，舉例而言，假設本發明之第二平台模組200之功能部201為一具有陀螺儀裝置之功能部201，功能部201之功能數據2001在未經處理之前為24位元組，而且會持續不斷地產生功能數據2001。如果直接傳送此些 功能數據2001，則第一平台模組100與第二平台模組200之間就需要較高的傳輸速率以及較大的傳輸頻寬，也會比較耗電。

因此，在本發明所揭露的第一平台模組100與第二平台模組200中，功能數據2001會先在第二平台模組200進行運算處理後，例如由控制部203運算後，判斷此些功能數據2001中是否有有效之事件數據2002；如果有，再將事件數據2002傳送至第一平台模組100，藉此有效的降低需傳輸之資料，例如，可使得傳輸資料量可小於4位元組。透過本發明揭露的技術，不但有效的增加傳輸效率，並且有效的節省耗能，可視為一種分區運算之概念。

現請參閱第2圖，其係為根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之連接示意圖。如第2圖中所示，平台模組內的多個部件之間係以I²C協定進行通訊，所以本發明可結合上述之各種具不同功能之功能部而成為一具有高擴充性之系統，不若傳統之物聯網裝置可能受限於晶片硬體有限腳位數目造成擴充上的限制。

因此，本發明之平台模組內的功能部可以初步的分類為偵測型功能部(例如第2圖中的上排功能部101)以及輸出型功能部(例如第2圖中的下排功能部101)。而為了方便後續說明，每一平台模組係以方塊組合的方式呈現。

輸出型功能部101可包含具發聲裝置或顯示裝置等等。偵測型功能部101可包含具收音/光線感測裝置、氣體偵測裝置、聲納裝置、或是姿態感測裝置等。因此，如第2圖所示，本發明之平台模組擴充系統，可依實際需求自行搭配偵測型功能部元件以及輸出型功能部。

舉例而言，可利用具有紅外線放出裝置之第二平台模組210以及具聲納裝置之第二平台模組220，其可以紅外線搭配超音波偵測待測目標物(例如 門窗等等)。由於超音波會持續不斷對著待測目標物發射出超音波，撞擊到待測目標物上的超音波有些會反射回到原發射點所接收。因此計算波音波發射以及接收之間的時間差後，可得知待測目標物的距離，並再搭配具網路通訊裝置之第一平台模組100即可讓遠端裝置獲得此資訊。以下將詳細說明。

現請搭配第1圖並參閱第3圖，第3圖係根為據本發明之實施例之平台模組擴充系統之傳輸示意圖，如圖所示，平台模組擴充系統之第一平台模組100之控制部103可透過其中之短距離低功耗通訊模組1041短距離接收平台模組20之事件數據2002，其後更可透過長距離通訊模組1042將事件數據2002遠距離地傳送至平台模組30，因此本發明之各平台模組皆可做為資料傳輸之中繼點。相比於傳統的物聯網裝置進行通訊時都需聯結至該區域之雲端結點，因此造成了一定的距離限制。因此一般物聯網裝置除了需提高發射功率外，尚需具備特定之訊號轉發器才得以延長通續距離，也增加物聯網裝置的功耗。而本發明之平台擴充系統為於區域內採網狀網路(Mesh Network)方式進行通訊，如第3圖所示，平台模組10、20、30皆可作為事件數據2002之中繼點，因此可無限延展通訊距離，也可有效地降低每一平台模組10、20與30運作所需的功耗。

現請搭配第1圖並參閱第4圖，第4圖係為根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第一使用狀態示意圖。如第4圖所示，使用者可於住家使用本發明之平台模組10、20與30。舉例而言，使用者可將本發明之平台模組10加入溫度感測裝置，並搭配其餘平台模組擴充系統，藉此當瓦斯爐A點燃時，於瓦斯爐A周邊之平台模組10可立即偵測溫度之變化，並藉此將事件數據2002傳送至其他之平台模組20，又由於每一平台模組10、20、30皆具有作為事件數據2002之中繼點之功能，因此，可藉由各平台模組20將此事件數據2002傳出至其他之 具發聲裝置之平台模組30，使得使用者能於第一時間內做出反應，避免危險發生。

現請搭配第1圖參閱第5圖，第5圖係根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第二使用狀態示意圖，如圖所示，多媒體裝置可透過雲端系統300接收平台模組10之第一平台模組100傳出之事件數據2002，如圖所示，實際使用時，使用者可透過選擇將具有光線感測及聲納功能之平台模組10安裝於門窗B邊，當門窗B因外力而忽然打開時，即可及時偵測，並將此警訊透過事件數據2002傳至其他具發聲裝置之平台模組20控制其發出警報聲，成一警報系統，另外，亦可透過其他平台模組將此事件數據2002透過網路，例如以長距離通訊模組1042以WIFI方式將事件數據2002傳至雲端系統300，其後再透過網路將此資訊傳送至多媒體裝置，如智慧型行動電話400，因此當警報響起時，使用者亦可於第一時間於遠端獲得訊息。

現請搭配第1圖參閱第6圖，第6圖係為根據本發明之實施例之平台模組擴充系統之第三使用狀態示意圖，平台模組10之第一平台模組100之控制部103可接收多媒體裝置，例如智慧型行動電話400控制訊號以調整第二平台模組200之參數，也就是說，使用者可如圖所示藉由一智慧型行動電話400透過調整第一平台模組100調整複數個第二平台模組200之連接型態，例如以具聲納裝置之第二平台模組200連接具發聲裝置之第二平台模組200，並連接第一平台模組100，使得使用者可依實際需求自由組合所需功能。

更進一步，使用者可透過第一平台模組100調整第二平台模組200之參數，舉例而言，使用者可利用智慧型行動電話400調整具蜂鳴發聲裝置之第 二平台模組200之音量(例如調整至最大音量50%)，發聲型態，如蜂鳴型態之長短(長音、短音)等。

綜上所述，本發明之平台模組擴充系統，藉由第一平台模組、第二平台模組及其他其所包含之裝置之適宜搭配下，可以無限擴充延伸，並使得使用者能夠依實際需求調整。

除此之外，當各種所繪示及討論的元件被放置在不同的位置時，可以理解的是，各種元件的相對位置可以改變，且同時此處仍保有上述所提及的功能。可以設想到的是，各種組合、具體特徵和實施例之子集合係可以被進行，且此子集合仍然落入本說明書的範圍之內。各種特徵和所公開的實施例可以彼此結合或進行取代，而所有這些修改和改變都將落入本發明之所附權利要求所限定的範圍之內。

100‧‧‧第一平台模組

101、201‧‧‧功能部

1011、2011‧‧‧微處理器

102、202‧‧‧儲存部

103、203‧‧‧控制部

104、204‧‧‧通訊部

1041、2041‧‧‧短距離低功耗通訊模組

1042‧‧‧長距離通訊模組

200‧‧‧第二平台模組

2001‧‧‧功能數據

2002‧‧‧事件數據

Claims (8)

1. 一種平台模組擴充系統，係包含：一第一平台模組以及至少一第二平台模組，該第一平台模組以及該至少一第二平台模組中的每一個係包含：一功能部，係執行功能以產生一功能數據；一儲存部，係儲存一元件定義表，該元件定義表紀錄各種功能部之類型定義以及該功能數據之內容格式定義；一控制部，與該功能部電性連接，並根據該元件定義表與該功能部進行溝通，並據以控制該功能部；以及一通訊部，與該功能部及該控制部電性連接，接收及發送一訊號，其中，該至少一第二平台模組之該通訊部係包含一短距離低功耗通訊模組，而該第一平台模組係包含複數個通訊部，包含一長距離通訊模組以及一短距離低功耗通訊模組，其中該第二平台模組之該控制部係接收該第二平台模組之該功能部所產生的該功能數據，並進行處理以產生一事件數據，並透過該第二平台模組之該通訊部將該事件數據傳送到該第二平台模組之該短距離低功耗通訊模組傳送到該第一平台模組之該短距離低功耗通訊模組，該第一平台模組之該控制部係對該事件數據進行處理，並透過該長距離通訊模組傳送至一外部裝置或至少一另一平台模組擴充系統中之另一第一平台模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平台模組擴充系統，其中該功能 部更包含一微處理器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之平台模組擴充系統，其中該微處理器至少用於進行一通訊協定之溝通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之平台模組擴充系統，其中該事件數據之數據量係小於該功能數據。
5. 如申請專利範圍第1項所述之平台模組擴充系統，其中該功能部包含聲納裝置、發聲裝置、收音裝置、氣體偵測裝置、或發光裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之平台模組擴充系統，其中該外部裝置係包含一雲端系統或一多媒體裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之平台模組擴充系統，其中該多媒體裝置係包含一智慧型行動電話。
8. 如申請專利範圍第1項所述之平台模組擴充系統，其中各該平台模組擴充系統間係以一網狀網路方式通訊。