TWI612257B - 基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統與方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露了一種基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統以及基於無線網路之瓦斯遮斷控制方法。基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統包含：一瓦斯遮斷閥，依據一瓦斯閥控制訊號呈一開啟或關閉狀態，以控制一家用瓦斯管路導通或不導通；一無線網路基地台；一瓦斯閥控制器，電連接該瓦斯遮斷閥，以無線的方式透過該無線網路基地台接收一控制命令，並依據該控制命令產生該瓦斯閥控制訊號；以及一行動裝置，透過一連網功能與該無線網路基地台連線，用以產生該控制命令。

Description

基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統與方法

本發明是關於瓦斯遮斷控制，尤其是關於可遠端操作之瓦斯遮斷控制。

天然氣與液化石油氣等燃料(以下統稱為瓦斯)為現今家庭中不可或缺的能源之一，其為日常生活帶來方便之餘，也同時帶來了危險性。因此市面上出現一些瓦斯緊急遮斷閥來降低意外發生的可能性，例如外掛式瓦斯機械閥(包含單向式機械遮斷閥及雙向式機械遮斷閥)及電磁式快速遮斷閥等產品。標準瓦斯開關本身沒有提供自動緊急關閉的機制，此時可以使用外掛式的瓦斯機械閥來輔助開關，顧名思義，因為其為外卦式，所有具有容易安裝的優點，不需更改原有的瓦斯管線；而電磁式快速遮斷閥則為瓦斯管線的一部分，其本身即提供緊急遮斷的功能。無論是哪一種瓦斯緊急遮斷閥，皆必須仰賴外部訊號的觸發以使其緊急關閉。舉例來說，配合煙霧偵測器，瓦斯緊急遮斷閥可以在室內煙霧的濃度過量時來緊急關閉瓦斯，或是配合地震偵測器，瓦斯緊急遮斷閥可以在地震發生時立即切關瓦斯以避免更大的災害發生。然而，當煙霧的濃度過高時通常代表已經有一定程度的災害產生，而配合地震偵測器 雖然能夠防止天然災害，但人為疏失仍為家庭火災的一大主因。其中較常見的情況是出門前忘記關閉家中的爐火，雖然目前許多瓦斯爐已有較安全的防災設計，但如果使用者在不確定是否已關閉瓦斯時，能主動從遠端將瓦斯的源頭切斷，則能更進一步防患於未然。

鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種瓦斯遮斷控制系統與方法，以減少家中火災意外之發生機率。

本發明揭露了一種基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統，包含：一瓦斯遮斷閥，依據一瓦斯閥控制訊號呈一開啟或關閉狀態，以控制一家用瓦斯管路導通或不導通；一無線網路基地台；一瓦斯閥控制器，電連接該瓦斯遮斷閥，以無線的方式透過該無線網路基地台接收一控制命令，並依據該控制命令產生該瓦斯閥控制訊號；以及一行動裝置，透過一連網功能與該無線網路基地台連線，用以產生該控制命令。

本發明另揭露了一種基於無線網路之瓦斯遮斷控制方法，用來產生一瓦斯閥控制訊號，一瓦斯遮斷閥依據該瓦斯閥控制訊號呈一開啟或關閉狀態，以控制一家用瓦斯管路導通或不導通，該方法包含：以無線的方式透過一無線網路基地台接收來自一行動裝置之一控制命令，該控制命令包含開啟或關閉該瓦斯遮斷閥之指令；以及依據該控制命令產生該瓦斯閥控制訊號；其中，該控制命令是否包含開啟該瓦斯遮斷閥之指令係與該行動裝置之一網路連線狀態有關。

本發明另揭露一種瓦斯遮斷控制方法，由一行動裝置之處理單元執行，用來使該行動裝置產生一控制命令，該控制命令與一瓦斯遮斷閥之開啟或關閉有關，該方法包含：發送一廣播訊號；依據是否收到對應該廣播訊號之一回應訊號決定該行動裝置之一使用者界面之控制選項；以及回應一操作指令以產生該控制命令；其中，如果無法收到該回應訊號，則封鎖該使用者界面關於開啟該瓦斯遮斷閥之控制選項，則該控制命令無法包含開啟該瓦斯遮斷閥之指令。

本發明之瓦斯遮斷控制系統與方法可以提供使用者更安全的居家防護，而且具有安裝容易及低成本等優點，配合行動裝置可以在遠端及時檢查及控制家中的瓦斯開關，讓使用者即使不在家中也可輕鬆地關閉家中的瓦斯，避免災害發生，而得到更安全且更安心的居住環境。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。

100‧‧‧瓦斯遮斷控制系統

110‧‧‧行動裝置

120‧‧‧網路伺服器

130‧‧‧無線網路基地台

140‧‧‧瓦斯閥控制器

142‧‧‧無線網路模組

143‧‧‧藍牙模組

144‧‧‧處理單元

146‧‧‧儲存單元

148‧‧‧傳輸埠

149‧‧‧光源模組

150‧‧‧瓦斯遮斷閥

160‧‧‧偵測器

710-1~710-3‧‧‧光源

720‧‧‧擴散板

730‧‧‧擋光板

740‧‧‧保護板

S310~S360、S410~S450、S505~S560、S610~S660‧‧‧步驟

〔圖1〕為本發明之遠端瓦斯遮斷控制系統；〔圖2〕為瓦斯閥控制器140之功能方塊圖；〔圖3〕為瓦斯閥控制器140啟動時的流程圖；〔圖4〕為本發明瓦斯閥控制器140的操作流程圖；〔圖5〕為本發明行動裝置110的操作流程圖；〔圖6〕為本發明網路伺服器120的操作流程圖；以及 〔圖7〕為本發明之瓦斯閥控制器140的部分結構圖。

以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本發明之揭露內容包含瓦斯遮斷控制系統與方法及以控制瓦斯遮斷之行動裝置。由於本發明之瓦斯遮斷控制系統所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。

圖1係本發明之遠端瓦斯遮斷控制系統。瓦斯遮斷控制系統100包含行動裝置110、網路伺服器120、無線網路基地台130、瓦斯閥控制器140、瓦斯遮斷閥150以及偵測器160。瓦斯遮斷閥150依據瓦斯閥控制器140的控制訊號呈現開啟或關閉狀態，以控制家中的瓦斯管路的開或關(即導通或不導通)。瓦斯閥控制器140透過無線網路基地台130連接至網路伺服器120，同時也透過有線或無線的方式與偵測器160溝通。偵測器160例如是煙霧偵測器或地震偵測器。另一方面，行動裝置110也透過網際網路(Internet)連接至網路伺服器120，再進一步透過無線網路基地台130與瓦斯閥控制器140溝通。

圖2為瓦斯閥控制器140之功能方塊圖。瓦斯閥控制器140包含無線網路模組142、藍牙(Bluetooth)模組143、處理單元144、儲存單元146、傳輸埠148以及光源模組149。瓦斯閥控制器140透過傳輸埠148與瓦斯遮斷閥150連線。當偵測器160以有線方式與瓦斯閥控制器140連接時，係透 過傳輸埠148，而以無線方式連接時，係透過藍牙模組143。藍牙模組143可以是一般的藍牙模組或是藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)模組。當偵測器160偵測到環境變化時(例如煙霧或地震)便會發出訊號(可視為瓦斯閥控制器140的控制命令)，瓦斯閥控制器140依據該控制命令關閉瓦斯遮斷閥150；也就是說，此時瓦斯閥控制器140的動作與其是否連上網路無關。請一併參閱圖3，圖3為瓦斯閥控制器140啟動時的流程圖。瓦斯閥控制器140啟動後，處理單元144先檢查儲存單元146是否儲存有無線網路(Wi-Fi)基地台的識別名稱或服務設定識別碼(Service Set Identifier,SSID)及相對應的密碼(如果需要密碼才能連線)(步驟S310)。如果有，則處理單元144控制無線網路模組142嘗試連線對應該識別名稱的無線網路基地台(步驟S320)；否則處理單元144控制無線網路模組142搜尋附近的無線網路基地台並嘗試連線(步驟S340)。如果在步驟S320中可連上對應該識別名稱的無線網路基地台(即步驟S330的判斷結果為是)，表示瓦斯閥控制器140已連上網路，則處理單元144可以將瓦斯遮斷閥150的狀態透過無線網路模組142傳送至網路伺服器120，並且開始等待行動裝置110對瓦斯遮斷閥150的控制命令(步驟S360)。此時如果行動裝置110與瓦斯閥控制器140位於同一個區域網路(Local Area Network,LAN)下(意即代表兩者連線至同一個無線網路基地台130)，則步驟S360中處理單元144可以直接將瓦斯遮斷閥150的狀態透過區域網路傳送給行動裝置110。上述瓦斯遮斷閥150的狀態係處理單元144透過傳輸埠148向瓦斯遮斷閥150詢問而得。如果步驟S330的判斷結果為否，則同樣進入步驟S340。在步驟S340中，瓦斯閥控制器140可以透過無線網路模組142或是藍牙模組143與行動裝置110直接連線(亦即行動裝置110與瓦斯閥 控制器140的連線不需透過網路伺服器120及無線網路基地台130)，連線後將所搜尋到的無線網路基地台的SSID傳送給行動裝置110，使用者便可以透過行動裝置110的使用者界面上所列出的SSID，指定瓦斯閥控制器140即將連線的無線網路基地台130，並且輸入密碼(如果該無線網路基地台130要求密碼才能連線)。連線成功後，處理單元144儲存該已連線之無線網路基地台130的識別名稱及密碼(如果有)至儲存單元146中(步驟S350)，最後瓦斯閥控制器140同樣進入步驟S360。在步驟S360中，處理單元144係間隔預設的時間向瓦斯遮斷閥150詢問其狀態，再將該狀態傳送至網路伺服器120。

請參閱圖4，其係本發明瓦斯閥控制器140的操作流程圖。當瓦斯閥控制器140連上網路後，處理單元144便以預設的時間間隔(例如10秒鐘)向瓦斯遮斷閥150詢問其目前的狀態(步驟S410)，並將該狀態透過網路傳送至網路伺服器120(步驟S420)。接下來，瓦斯閥控制器140的處理單元144判斷是否接收到控制命令(步驟S430)。如果步驟S430的判斷為否，則回到步驟S410；如果判斷為是，則處理單元144依據控制命令的訊號格式，來判斷控制命令是來自行動裝置110或偵測器160(步驟S435)。控制命令可能有兩個來源，第一是由行動裝置110所產生，處理單元144透過無線網路模組142接收；另一是由偵測器160所產生，處理單元144透過藍牙模組143或傳輸埠148接收。如果控制命令來自偵測器160(步驟S435判斷為否)，則直接依據控制命令的指令控制瓦斯遮斷閥(步驟S450)(例如火災警報或地震發生時，控制命令包含關閉瓦斯遮斷閥150之指令)；如果控制命令來自行動裝置110(步驟S435判斷為是)，則控制命令包含使用者的帳號與密碼，以及開啟或關閉瓦斯遮斷閥150之指令，處理單元144便進一步判斷控制指令中的 帳號密碼是否正確(步驟S440)。此帳號密碼作為防止不肖人士侵入系統而隨意開啟或關閉瓦斯遮斷閥150之用，並可透過行動裝置110作設定，設定完成後，瓦斯閥控制器140的儲存單元146即存有該帳號密碼，處理單元144於步驟S440中便是將控制命令中所攜帶的帳號密碼與儲存單元146中已設定的帳號密碼作比對。如果控制命令中的帳號密碼正確，則處理單元144依據控制命令發出瓦斯閥控制訊號至瓦斯遮斷閥150(步驟S450)，然後回到步驟S410；如果帳號密碼不正確，則處理單元144不理會該控制命令或是向行動裝置110發出訊息以提示使用者帳號及/或密碼錯誤，之後處理單元144回到步驟S410。

請參閱圖5，其係本發明行動裝置110的操作流程圖。行動裝置110包含用來顯示上述使用者界面的顯示單元(圖未示)、用來連網的網路連線模組(圖未示)以及耦接顯示單元與網路連線模組的處理單元(圖未示)。行動裝置110可以例如是智慧型手機或平板電腦等裝置。處理單元用來執行安裝於行動裝置110的應用程式(application)，以進行家中瓦斯之遮斷控制。當應用程式啟動時(例如應用程式從頭開始執行、由背景切換至前景或是行動裝置110從待機狀態喚醒)，其先檢查行動裝置110是否已連上無線網路基地台130(步驟S505)。如果已連上，則控制行動裝置110透過無線網路基地台130發出廣播訊號(步驟S510)，然後判斷是否收到來自瓦斯閥控制器140的回應訊息(步驟S520)。如果收到來自瓦斯閥控制器140的回應訊息，則代表行動裝置110與瓦斯閥控制器140在同一個區域網路下，此時行動裝置110的應用程式允許使用者開啟及關閉瓦斯閥(步驟S540)；相反的，如果行動裝置110沒有連上無線網路基地台130(步驟S505判斷為否)，或是行動裝 置110透過無線網路基地台130發出廣播訊號後，卻沒有收到來自瓦斯閥控制器140的回應訊息(步驟S520判斷為否)，則不允許使用者開啟瓦斯閥(步驟S530)。如此設計的用意在於，當使用者離家在外時(意即行動裝置110與瓦斯閥控制器140不在同一個區域網路下)，使用者用不到家中的瓦斯設備，故無需將瓦斯遮斷閥150由關閉的狀態切換至開啟的狀態，此時應用程式封鎖(disable)行動裝置110的使用者界面中關於開啟瓦斯遮斷閥150的相關操作，以免使用者誤將原本已呈關閉狀態的瓦斯閥開啟，如此一來便可更加確保使用者的住家安全；另一方面，當使用者回到家中且行動裝置110連上家中的無線網路基地台130時(意即行動裝置110與瓦斯閥控制器140在同一個區域網路下)，此時應用程式開啟(enable)行動裝置110的使用者界面中關於開啟瓦斯閥的相關操作，如此使用者可以直接透過行動裝置110來開啟瓦斯遮斷閥150，以增加使用的便利性。然而使用者在家中時亦可直接透過瓦斯閥控制器140上的實體按鈕來控制瓦斯遮斷閥150，如此設計亦可增加開關瓦斯遮斷閥150的便利性。於步驟S530之後(此時行動裝置110透過網路伺服器120與140連線)，行動裝置110的應用程式向網路伺服器120詢問瓦斯遮斷閥150的狀態，並顯示於使用者界面(步驟S535)；相對的，於步驟S540之後(此時行動裝置110透過無線網路基地台130或直接與瓦斯閥控制器140連線)，行動裝置110的應用程式向瓦斯閥控制器140詢問瓦斯遮斷閥150的狀態，並顯示於使用者界面(步驟S545)。當使用者界面確定後(即步驟S535或步驟S545完成)，應用程式即等待使用的操作，亦即偵測使用者界面是否有操作指令產生(步驟S550)。如果沒有，則持續偵測；如果偵測到操作指令，則將帳號、密碼及開啟或關閉瓦斯遮斷閥的指令傳送給瓦斯閥控制器140(步驟 S560)。

請參閱圖6，其係本發明網路伺服器120的操作流程圖。啟動後，網路伺服器120檢查是否收到來自瓦斯閥控制器140(透過無線網路基地台130)的關於瓦斯遮斷閥150的目前狀態(步驟S610)，如果收到，則更新網路伺服器120上瓦斯遮斷閥150的狀態(步驟S620)，並且向瓦斯閥控制器140回覆確認訊號，表示確實收到該狀態更新訊號(步驟S630)；如果沒收到，則不更新網路伺服器120上瓦斯遮斷閥150的狀態。接下來檢查是否收到來自行動裝置110欲關閉瓦斯遮斷閥150的控制訊號(步驟S640)。如果步驟S640的判斷結果為是，則傳輸帳號、密碼及關閉瓦斯遮斷閥的指令至瓦斯閥控制器140(步驟S650)，並且向行動裝置110回覆確認訊號(步驟S660)。此確認訊號可以是已確實關閉瓦斯遮斷閥150的成功訊號，或是其他各種原因的失敗訊號(例如帳號密碼錯誤、網路連線異常、未在預設時間內關閉瓦斯遮斷閥150等)。行動裝置110的應用程式再將確認訊號對應的訊息內容顯示在使用者界面，以通知使用者。步驟S660完成後回到步驟S610。如果步驟S640的判斷結果為否，則略過步驟S650及步驟S660，直接回到步驟S610。

瓦斯閥控制器140可以藉由控制光源模組149所呈現的顏色、亮度、閃爍等變化來指示瓦斯閥控制器140的狀態及/或瓦斯遮斷閥150的狀態。圖7為本發明之瓦斯閥控制器140的部分結構圖。光源模組149位於瓦斯閥控制器140之機殼的內部，包含光源710-1~710-3(個數僅用於示意)，每個光源可以例如是發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源，各自發出不同顏色的光。瓦斯閥控制器140的機殼至少包含四層結構，由內至外分別是擴散板720、擋光塗層(或擋光板)730、保護板740以及高反光係數塗層750。擴散 板720的功用在於使光源模組149所發出的光能均勻分布，使原本點光源的光擴散成面光源的光。擋光塗層730目的在於阻擋部分光線，使僅有部分的光線通過。例如擋光塗層730上可以印有識別性的圖案(例如公司的商標)，只有該圖案的部分允許光線通過，則光源模組149的光線經過擴散板720及擋光塗層730後自然在保護板740上映照出該圖案。保護板740具有較堅硬的材質，其作用在於保護擋光塗層730及擴散板720，且其外部具有高反光係數的塗層750(或直接以物理的方式讓保護板740的表面具有高反光係數)，當光源模組149不發光時，保護板740的外觀可呈現黑色鏡面的效果，而當光源模組149發光時，保護板740的局部區域(對應擋光塗層730印有圖案的區域)顯示該圖案，而其他區域則仍維持黑色鏡面。在其他的實施例中，擋光塗層730亦可塗佈於保護板740之上，其上再塗佈高反光係數塗層750。瓦斯閥控制器140的處理單元144可以藉由控制光源模組149所發出的顏色、亮度及/或閃爍頻率來顯示瓦斯閥控制器140及/或瓦斯遮斷閥150的各種狀態，例如正常連線、無電源、連不上無線網路基地台130、連不上網路伺服器120、瓦斯遮斷閥150之開啟/關閉狀態等等，並以有識別性的圖案方式呈現以增加美觀。舉例來說，可以用藍色燈代表連線正常，而閃爍及不閃爍分別代表瓦斯遮斷閥150為開啟/關閉狀態。如此一來可以更方便使用者在家中時立即得知瓦斯閥控制器140及/或瓦斯遮斷閥150的狀態。

本技術領域具有通常知識者可藉由圖1及圖2之裝置發明的揭露內容來瞭解圖3至圖6之方法發明的實施細節與變化。請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸、比例以及步驟之順序等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。雖然本發明之實施例如上所 述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧瓦斯遮斷控制系統

110‧‧‧行動裝置

120‧‧‧網路伺服器

130‧‧‧無線網路基地台

140‧‧‧瓦斯閥控制器

150‧‧‧瓦斯遮斷閥

160‧‧‧偵測器

Claims (5)

1. 一種基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統，包含：一瓦斯遮斷閥，用來依據一瓦斯閥控制訊號呈一開啟或關閉狀態，以控制一家用瓦斯管路導通或不導通；一無線網路基地台；一瓦斯閥控制器，電連接該瓦斯遮斷閥，以無線的方式透過該無線網路基地台接收一控制命令，並依據該控制命令產生該瓦斯閥控制訊號；以及一行動裝置，透過一連網功能與該無線網路基地台連線，用以產生該控制命令；其中該瓦斯閥控制器包含：一處理單元；一無線網路模組，耦接該處理單元；一傳輸埠，耦接該處理單元，該瓦斯閥控制器係透過該傳輸埠電連接該瓦斯遮斷閥；以及一儲存單元，用來儲存一無線網路識別名稱；其中該處理單元係控制該無線網路模組依據該無線網路識別名稱搜尋該無線網路基地台並與其建立連線，並且該儲存單元儲存一已設定之使用者帳號及密碼，該控制命令包含一使用者帳號及密碼，該處理單元產生該瓦斯閥控制訊號前比對該使用者帳號及密碼與該已設定之使用者帳號及密碼。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統，該瓦斯閥控制器更包含：一光源模組，耦接該處理單元，包含複數個發光元件；其中該處理單元依據該瓦斯遮斷閥之該開啟或關閉狀態控制該些發光元件之發光狀態及閃爍狀態，並呈現識別性的圖案。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基於無線網路之瓦斯遮斷控制系統，其中該瓦斯閥控制器更包含一藍牙模組，該瓦斯遮斷控制系統更包含：一偵測器，透過藍牙技術與該瓦斯閥控制器連線，用來偵測一環境變化以產生一另一控制命令；其中該瓦斯閥控制器依據該另一控制命令產生該瓦斯閥控制訊號。
4. 一種瓦斯遮斷控制方法，由一行動裝置之處理單元執行，用來使該行動裝置產生一控制命令，該控制命令與一瓦斯遮斷閥之開啟或關閉有關，該方法包含：發送一廣播訊號；依據是否收到對應該廣播訊號之一回應訊號決定該行動裝置之一使用者界面之控制選項；回應一操作指令以產生該控制命令；以及發送該控制命令以控制該瓦斯遮斷閥；其中，如果無法收到該回應訊號，則封鎖該使用者界面關於開啟該瓦斯遮斷閥之控制選項，則該瓦斯遮斷閥依據該控制命令關閉。
5. 如申請專利範圍第4項所述之瓦斯遮斷控制方法，其中一瓦斯閥控制器係依據該控制命令控制該瓦斯遮斷閥，該方法更包含：向一網路伺服器或該瓦斯閥控制器詢問該瓦斯遮斷閥之該開啟或關閉狀態；以及於該使用者界面顯示該開啟或關閉狀態。