TWI616648B - 具有智慧型溫溼度感測裝置的密閉槽體 - Google Patents

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Abstract

密閉槽體包含本體、開合裝置、電磁感應模組、磁力模組、環境感測器、處理器、收發器及電源模組。開合裝置設置於本體之通口。電磁感應模組設置於本體上，用以感應磁力，並據以產生感應電壓。磁力模組設置於開合裝置上，且於開合裝置於關閉時鄰近電磁感應模組，用以產生磁力。環境感測器，用以偵測溫度及/或濕度。處理器耦接於電磁感應模組及環境感測器，用以根據感應電壓產生開合裝置的開關次數。收發器用以傳送溫度及/或濕度與開合裝置的開關次數之資料。電源模組用以驅動電磁感應模組、環境感測器、處理器及收發器。

Description

具有智慧型溫溼度感測裝置的密閉槽體
本發明揭露一種密閉槽體，尤指一種具有智慧型溫溼度感測裝置的密閉槽體，且智慧型溫溼度感測裝置具有計算開合裝置的開關次數的功能。
利用密閉環境阻隔空氣流通而達到食物保鮮的功能、保證藥物不易受潮變質，或是防止電子元件被氧化已成為日常生活中常用的方法。因此，許多的防潮箱，冰箱，保鮮盒，冰櫃等等的裝置會附有溫溼度感測器，以讓使用者能監控並掌握密閉槽體內部的環境參數。
然而，以目前傳統的密閉槽體中之溫溼度感測器而言，僅會偵測槽體內部的溫溼度參數。例如，在置放各種藥物的儲藏室中，每一種藥物會被置放於不同的收納槽。儲藏室視為密閉槽體。而傳統的溫溼度感測器會設置於密閉槽體的內部，用以監控密閉槽體內的環境參數。然而，每一種藥物被使用者使用的頻率不同。換句話說，有些藥物的收納槽會被頻繁地開啟/關閉，而有些藥物的收納槽卻很少使用。因此，某些收納槽內部的溫溼度會隨著頻繁地開啟/關閉而劇烈變化，但某些收納槽內部的溫溼度因鮮少開啟/關閉而幾乎恆定。換句話說，收納槽也視為密閉槽體，而傳統的收納槽因缺乏使用溫溼度感測器，並配合開啟/關閉的次數做更精確的量測，導致監管人員無法智慧化地控管品質。
並且，在傳統的密閉槽體中，就算使用了溫溼度感測器，其溫溼度感測器也不會連線到雲端伺服器，以大數據的方式備份資料或是自動修正量化誤差。因此傳統的密閉槽體中的溫溼度感測器未必能保證有很高的可靠度。
本發明一實施例提出一種密閉槽體，包含本體、開合裝置、電磁感應模組、磁力模組、環境感測器、處理器、收發器及電源模組。開合裝置設置於本體之通口。電磁感應模組設置於本體上，用以感應磁力，並據以產生感應電壓。磁力模組設置於開合裝置上，且於開合裝置於關閉時鄰近電磁感應模組，用以產生磁力。環境感測器，用以偵測溫度及/或濕度。處理器耦接於電磁感應模組及環境感測器，用以根據感應電壓產生開合裝置的開關次數。收發器耦接於處理器，用以傳送溫度及/或濕度與開合裝置的開關次數之資料。電源模組用以驅動電磁感應模組、環境感測器、處理器及收發器。
第1圖係為本發明具有智慧型溫溼度感測裝置100的密閉槽體10之實施例的架構圖。本發明的密閉槽體10可為任何容置密閉空間的槽體，例如儲藏室、防潮箱，冰箱，保鮮盒，冰櫃等。任何具有密閉空間特徵的形體均屬於本發明之密閉槽體10的範疇。密閉槽體10具有本體11以及開合裝置12。本體11可為任何材質，例如塑膠、金屬、混凝土等任何具有包覆空間能力之材料製成。開合裝置12設置於本體11的通口。開合裝置12可為任何使本體11內之密閉空間的氣體與外界氣體對流的裝置。舉例而言，開合裝置12可為氣密門、排氣閥、抽屜等裝置。當開合裝置12關閉時，密閉槽體10內的空氣會與外界隔絕，因此密閉槽體10內的環境參數將保持恆定。本發明的密閉槽體10內也包含了智慧型溫溼度感測裝置100。智慧型溫溼度感測裝置100包含電磁感應模組13、磁力模組14、環境感測器15、處理器16、收發器17及電源模組18。電磁感應模組13設置於本體11上，用以感應磁力，並據以產生感應電壓。磁力模組14設置於開合裝置12上，且於開合裝置12於關閉時鄰近電磁感應模組13，用以產生磁力。磁力模組14可為磁鐵或電磁鐵等任何具備磁場的物質。在智慧型溫溼度感測裝置100中，當電磁感應模組13與磁力模組14的距離小於一個預定值時，電磁感應模組13所感應的磁力會增強而觸發電磁感應模組13輸出第一電壓準位的感應電壓。反之，當電磁感應模組13與磁力模組14的距離大於一個預定值時，電磁感應模組13所感應的磁力會減弱而觸發電磁感應模組13輸出第二電壓準位的感應電壓。電磁感應模組13的操作模式將於後文詳述。環境感測器15設置於密閉槽體10內，用於感測溫度及/或濕度。處理器16耦接於電磁感應模組13及環境感測器15，用以根據感應電壓產生開合裝置12的開關次數。本發明的處理器16可為任何形式的處理元件，例如中央處理器、微處理器、控制單元、可程式化單晶片等等。收發器17耦接於處理器16，用以傳送溫度及/或濕度與開合裝置12的開關次數之資料至伺服器22。換句話說，處理器16會將開合裝置12的開關次數之資料轉為符合收發器17支援的無線通訊協定資料。處理器16也可將環境感測器15所感測的溫度及/或濕度之資料轉為符合收發器17支援的無線通訊協定資料。而收發器17可為支援任何無線通訊協定的收發器，例如支援紫蜂(ZigBee)無線網路協定的收發器、支援無線保真(Wi-Fi)網路協定的收發器、或支援藍芽(Bluetooth)網路協定的收發器。在收發器17傳送溫度及/或濕度與開合裝置12的開關次數之資料至伺服器22之後，伺服器22即據以更新資料庫DB。在本實施例中，伺服器22可為雲端伺服器，且其資料庫DB可為大數據資料庫。收發器17將資料傳送至伺服器22的方式不限於無線網路直連。亦即，收發器17透過網路閘道(Network Gateway)或是路由器(Router)等轉送功能，將資料傳送至伺服器22也屬於本發明所揭露的範疇。電源模組18耦接於電磁感應模組13、環境感測器15、處理器16及收發器17，用以驅動電磁感應模組13、環境感測器15、處理器16及收發器17。應當理解的是，電源模組18也可以耦接於處理器16，透過處理器16提供所有電路元件驅動電壓。電源模組18可包含水銀電池或任何的儲能裝置，以提供直流的驅動電壓。
在本發明的密閉槽體10中，智慧型溫溼度感測裝置100還可包含控制開關模組19、發光裝置20及輸入/輸出控制單元(I/O Control Unit)21。控制開關模組19耦接於處理器16，用以透過處理器16驅動收發器17執行連線配對操作及/或連線重置操作。如前述提及，收發器17可為支援紫蜂無線網路協定的收發器、支援無線保真網路協定的收發器、或支援藍芽網路協定的收發器。無論是何種形式的收發器，在建立無線網路前，需要執行網路配對以及組態設定初始化的操作。因此，控制開關模組19即可用來觸發處理器16以驅動收發器17執行建立連線前的前置操作。發光裝置20耦接於處理器16，用以顯示收發器17的連線狀態及/或電源模組18的供電狀態。舉例而言，發光裝置20可發出燈光以通知使用者目前的收發器17與伺服器22成功建立連結，發光裝置也可發出特殊頻率的閃爍燈光以通知使用者電源模組18內的電池電量將耗盡。輸入/輸出控制單元21耦接於處理器16，用以根據溫度及/或濕度與開合裝置12的開關次數之資料，執行預設操作。舉例而言，輸入/輸出控制單元21可為除濕機或是冷卻裝置的控制元件。當密閉槽體10中的溫度及/或濕度異常且開合裝置12的開關次數很頻繁時，輸入/輸出控制單元21將會控制除濕器或是冷卻裝置的運轉強度以使密閉槽體10中的環境參數保持穩定。為了描述更為完整，以下將揭露智慧型溫溼度感測裝置100之元件的電路架構以及其運作方式。
第2圖係為智慧型溫溼度感測裝置100內的環境感測器15的電路圖。環境感測器15包含第一電容C1、第一電阻R1、第二電阻R2及溫溼度感應晶片15a。第一電容C1包含耦接於接地端的第一端，以及用以接收高電壓VDD的第二端。第一電阻R1包含耦接於第一電容C1之第二端的第一端，以及耦接於處理器16的第二端。第二電阻R2包含用以接收高電壓VDD的第一端，以及耦接於處理器16的第二端。溫溼度感應晶片15a耦接於第一電容C1之第二端、第一電阻R1之第二端及第二電阻R2之第二端，用以輸出積體電路訊號(I 2C)至處理器16。在本實施例中，溫溼度感應晶片15a具有感測溫度及/濕度的功能，並可將溫度及/濕度的量化資料轉為電訊號。環境感測器15的運作方式可為，第一電容C1接收高電壓VDD，並將高電壓VDD穩壓以驅動溫溼度感應晶片15a。接著，驅動溫溼度感應晶片15a會連續地感測環境的溫度及/或濕度，並產生串列資料訊號SDA以及串列時脈訊號SCL。而第一電阻R1可客製化地設計，以升壓或降壓串列時脈訊號SCL，第二電阻R2也可客製化地設計，以升壓或降壓串列資料訊號SDA。處理器16經由讀取串列資料訊號SDA以及串列時脈訊號SCL，即可得到溫度及/或濕度變化的資料。換句話說，處理器16讀取包含串列資料訊號SDA及串列時脈訊號SCL之積體電路訊號(I 2C)，即可得到溫度及/或濕度變化的資料。
第3圖係為智慧型溫溼度感測裝置100內的電磁感應模組13的電路圖。電磁感應模組13包含第三電阻R3、第二電容C2、第四電阻R4、第三電容C3以及電磁感應晶片13a。第三電阻R3包含用以接收高電壓VDD的第一端，以及第二端。第二電容C2包含耦接於第三電阻R3之第二端的第一端，以及耦接於接地端的第二端。第四電阻R4包含用以接收高電壓VDD的第一端，以及耦接於處理器16的第二端。第三電容C3包含耦接於第四電阻R4之第二端的第一端，以及耦接於接地端的第二端。電磁感應晶片13a耦接於第三電阻R3之第二端及第四電阻R4之第二端，用以感應磁力模組14所產生之磁力，並據以產生感應電壓至處理器16。電磁感應模組13運作的方式如下。第三電阻R3以及第二電容C2接收高電壓VDD，並將高電壓VDD穩壓後驅動電磁感應晶片13a。電磁感應晶片13a會連續地感應磁力。當磁力模組14與電磁感應晶片13a的距離小於預定值，電磁感應晶片13a所感應的磁力會變大。此時，電磁感應晶片13a會產生具有第一電壓準位的感應電壓OUT。當磁力模組14與電磁感應晶片13a的距離大於預定值，電磁感應晶片13a所感應的磁力會變小。此時，電磁感應晶片13a會產生具有第二電壓準位的感應電壓OUT。本實施例的電磁感應模組13所定義的第一電壓準位可為高電壓，且第二電壓準位可為低電壓。然而，電磁感應模組13所定義的第一電壓準位也可為低電壓，且第二電壓準位可為高電壓。在本實施例中，只要滿足第一電壓準位及第二電壓準位互為反向都屬於本發明所揭露的範疇。並且，第三電容C3配合第四電阻R4可調整第一電壓準位及第二電壓準位的偏移量。在其他實施例中，第三電容C3以及第四電阻R4也可省略。
由於處理器16會接收感應電壓OUT，因此可以根據感應電壓OUT的變化計算開合裝置12開關的次數。例如，當開合裝置12由關閉狀態變為開啟狀態，對應的磁力模組14將會遠離電磁感應晶片13a，因此，電磁感應晶片13a會產生具有第二電壓準位的感應電壓OUT。當開合裝置12由開啟狀態變為關閉狀態，對應的磁力模組14將會接近電磁感應晶片13a，因此，電磁感應晶片13a會產生具有第一電壓準位的感應電壓OUT。換句話說，處理器16偵測感應電壓OUT的電位變化狀態，即可計算開合裝置12的開關次數。
第4圖係為智慧型溫溼度感測裝置100內的控制開關模組19的電路圖。控制開關模組19包含第五電阻R5以及開關SW1。第五電阻R5包含用以接收高電壓VDD的第一端，以及耦接於處理器16的第二端。開關SW1包含耦接於第五電阻R5之第二端的第一端，以及耦接於接地端的第二端。控制開關模組19的操作描述於下。當開關SW1為截止狀態時，高電壓VDD透過第五電阻R5，將電壓傳入處理器16。當開關SW1為導通狀態時，處理器16會接收到接地電壓。由於開關SW1的切換可使處理器16接收到不同電壓，因此處理器16可利用開關SW1的切換來觸發收發器17執行建立連線前的前置操作。如前述提及，處理器16可利用開關SW1觸發收發器17執行網路配對以及組態設定初始化的操作。
第5圖係為智慧型溫溼度感測裝置100內的發光裝置20的電路圖。發光裝置20包含第六電阻R6以及發光二極體L1。第六電阻R6包含用以接收高電壓VDD的第一端，以及第二端。發光二極體L1包含耦接於第六電阻R6之第二端的陽極，以及耦接於處理器16的陰極。當發光二極體L1耦接於處理器16的陰極處於低電壓的狀態時，發光二極體L1之陽極與陰極的電壓差夠大，因此發光二極體L1會發光。當發光二極體L1耦接於處理器16的陰極處於高電壓的狀態時，發光二極體L1之陽極與陰極的電壓差很小，因此發光二極體L1不會發光。並且，發光二極體L1陰極的電壓可由處理器16控制。因此，如前述提及，處理器16可以依據收發器17的連線狀態，產生對應的電壓至發光二極體L1的陰極，使發光二極體L1操作於發亮、閃爍或熄滅的狀態。因此，使用者可輕易地透過發光二極體L1的操作狀態而獲取收發器17之連線狀態的資訊。
第6圖係為智慧型溫溼度感測裝置100內的電源模組18的電路圖。電源模組18包含電池B以及電源供應埠18a。電池B可為單一的水銀電池或是多個水銀電池以並聯的形式組成。電池B包含用以提供高電壓VDD的第一端，以及耦接於接地端的第二端。電源供應埠18a可用並聯的方式耦接於電池B，用以接收直流供應電壓。並且，在電源模組18中，電源供應埠18a的功能可為接收外接的直流電源。因此，電源供應埠18a在本實施例中也可以省略，電源模組18可單純以電池B的能量提供高電壓VDD。
綜上所述，本發明描述了一種具有智慧型溫溼度感測裝置的密閉槽體。密閉槽體內的智慧型溫溼度感測裝置具有感測溫度及/或濕度的功能與計算開合裝置開關次數的功能。智慧型溫溼度感測裝置也會將資料同步上傳至雲端伺服器。因此，監管人員很容易地根據智慧型溫溼度感測裝置的感測資料，並結合雲端伺服器之大數據資料庫進行品質管控。例如監管人員觀察某些儲藏櫃的開關門次數較多而導致溫度及濕度上升，可以透過控制輸入/輸出單元，將空調加強或是增強除溼的功能。而本發明的智慧型溫溼度感測裝置也可以運用於安防機制。因為智慧型溫溼度感測裝置具有偵測開合裝置開啟或關閉的功能，故也適合應用於控管人員進出的系統。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧智慧型溫溼度感測裝置
10‧‧‧密閉槽體
11‧‧‧本體
12‧‧‧開合裝置
13‧‧‧電磁感應模組
14‧‧‧磁力模組
15‧‧‧環境感測器
16‧‧‧處理器
17‧‧‧收發器
18‧‧‧電源模組
19‧‧‧控制開關模組
20‧‧‧發光裝置
21‧‧‧輸入/輸出控制單元
22‧‧‧伺服器
VDD‧‧‧高電壓
SCL‧‧‧串列時脈訊號
SDA‧‧‧串列資料訊號
R1、R2、R3、R4、R5、R6‧‧‧電阻
C1、C2、C3‧‧‧電容
15a‧‧‧溫溼度感應晶片
13a‧‧‧電磁感應晶片
OUT‧‧‧輸出電壓
SW1‧‧‧開關
L1‧‧‧發光二極體
B‧‧‧電池
18a‧‧‧電源供應埠
DB‧‧‧資料庫
第1圖係為本發明具有智慧型溫溼度感測裝置的密閉槽體之實施例的架構圖。 第2圖係為第1圖之智慧型溫溼度感測裝置內的環境感測器的電路圖。 第3圖係為第1圖之智慧型溫溼度感測裝置內的電磁感應模組的電路圖。 第4圖係為第1圖之智慧型溫溼度感測裝置內的控制開關模組的電路圖。 第5圖係為第1圖之智慧型溫溼度感測裝置內的發光裝置的電路圖。 第6圖係為第1圖之智慧型溫溼度感測裝置內的電源模組的電路圖。
100‧‧‧智慧型溫溼度感測裝置
10‧‧‧密閉槽體
11‧‧‧本體
12‧‧‧開合裝置
13‧‧‧電磁感應模組
14‧‧‧磁力模組
15‧‧‧環境感測器
16‧‧‧處理器
17‧‧‧收發器
18‧‧‧電源模組
19‧‧‧控制開關模組
20‧‧‧發光裝置
21‧‧‧輸入/輸出控制單元
22‧‧‧伺服器
DB‧‧‧資料庫

Claims (10)

  1. 一種密閉槽體，包含：一本體；一開合裝置，設置於該本體之一通口；一電磁感應模組，設置於該本體上，用以感應一磁力，並據以產生一感應電壓；一磁力模組，設置於該開合裝置上，且於該開合裝置於關閉時鄰近該電磁感應模組，用以產生該磁力；一環境感測器，用以偵測一溫度及/或一濕度；一處理器，耦接於該電磁感應模組及該環境感測器，用以根據該感應電壓產生該開合裝置的一開關次數；一收發器，耦接於該處理器，用以傳送該溫度及/或該濕度與該開合裝置的該開關次數之資料；及一電源模組，耦接於該電磁感應模組、該環境感測器、該處理器及該收發器，用以驅動該電磁感應模組、該環境感測器、該處理器及該收發器；一控制開關模組，耦接於該處理器，用以透過該處理器驅動該收發器執行一連線配對操作及/或一連線重置操作；一輸入/輸出控制單元(I/O Control Unit)，耦接於該處理器，用以根據該溫度及/或該濕度與該門的該開關次數之該資料，執行一預設操作；及一伺服器，用以接收由該收發器傳送的該溫度及/或該濕度與該開合裝置的該開關次數之該資料，並據以更新一資料庫。
  2. 如請求項1所述之密閉槽體，其中當該磁力模組與該電磁感應模組之一距離小於一預定值，該感應電壓具有一第一電壓準位。
  3. 如請求項1所述之密閉槽體，其中當該磁力模組與該電磁感應模組之一距離大於一預定值，該感應電壓具有一第二電壓準位。
  4. 如請求項1所述之密閉槽體，其中該環境感測器包含：一第一電容，包含：一第一端，耦接於一接地端；及一第二端，用以接收一高電壓；一第一電阻，包含：一第一端，耦接於該第一電容之該第二端；及一第二端，耦接於該處理器；一第二電阻，包含：一第一端，用以接收該高電壓；及一第二端，耦接於該處理器；及一溫溼度感應晶片，耦接於該第一電容之該第二端、該第一電阻之該第二端及該第二電阻之該第二端，用以輸出一積體電路訊號(I2C)至該處理器；其中該積體電路訊號包含一串列資料(SDA)訊號及一串列時脈(SCL)訊號。
  5. 如請求項1所述之密閉槽體，其中該電磁感應模組包含：一第三電阻，包含：一第一端，用以接收一高電壓；及一第二端；一第二電容，包含：一第一端，耦接於該第三電阻之該第二端；及一第二端，耦接於一接地端； 一第四電阻，包含：一第一端，用以接收該高電壓；及一第二端，耦接於該處理器；一第三電容，包含：一第一端，耦接於該第四電阻之該第二端；及一第二端，耦接於該接地端；一電磁感應晶片，耦接於該第三電阻之該第二端及該第四電阻之該第二端，用以感應該磁力模組所產生之該磁力，並據以產生該感應電壓至該處理器。
  6. 如請求項1所述之密閉槽體，其中該控制開關模組包含：一第五電阻，包含：一第一端，用以接收一高電壓；及一第二端，耦接於該處理器；及一開關，包含：一第一端，耦接於該第五電阻之該第二端；及一第二端，耦接於一接地端。
  7. 如請求項1所述之密閉槽體，另包含：一發光裝置，耦接於該處理器，用以顯示該收發器的一連線狀態及/或該電源模組的一供電狀態。
  8. 如請求項7所述之密閉槽體，其中該發光裝置包含：一第六電阻，包含：一第一端，用以接收一高電壓；及 一第二端；及一發光二極體，包含；一陽極，耦接於該第六電阻之該第二端；及一陰極，耦接於該處理器。
  9. 如請求項1所述之密閉槽體，其中該電源模組包含：一電池，包含：一第一端，用以提供一高電壓；及一第二端，耦接於一接地端；及一電源供應埠，以並聯方式耦接於該電池，用以接收一直流供應電壓。
  10. 如請求項1所述之密閉槽體，其中該收發器係為支援一紫蜂(ZigBee)無線網路協定。
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