TWI629909B - 具空氣品質監測功能的自行車 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種具空氣品質監測功能的自行車，其包括設在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊，以避免或減少於空氣品質不佳之天候環境下外出運動。
Description
本發明係有關一種具空氣品質監測功能的自行車，尤指一種可以避免或減少於空氣品質不佳之天候環境下外出運動的自行車監控技術。
按，PM2.5(particulate matter)是指大氣中直徑小於或等於2.5微米的懸浮微粒而言。一般來說，PM2.5懸浮微粒的來源主要是人為不當的排放污染所致。其中排放源多是來自於燃燒的過程(例如燃煤發電廠、車輛引擎等之燃燒過程)中所產生的；除此之外，在空氣中轉化成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發性有機物，另外還有各種灰塵、花粉等。
一般來說，粒徑在10微米左右的顆粒物，能夠被鼻腔內部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小。而粒徑在2.5微米以下的懸浮微粒(即PM2.5)，能夠直接進入至人體的肺泡並被巨噬細胞所吞噬，所以可以永遠停留在肺泡裏，不是單純對呼吸系統，對心血管、對神經系統等皆會有嚴重的影響，PM2.5懸浮微粒通過人體支氣管與肺泡而進入至血液中，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，由此可見，PM2.5懸浮微粒對人體健康的傷害確實是非常的嚴重。
再者，氣象局、氣象局網站；或是一些智慧型手機的氣象APP應用程式都會針對特定區域(舉台中市為例，如北區、北屯區、西區、西屯區等)發佈氣溫、空氣品質及紫外線指數等諸多的氣象數據，雖然使用者僅需透過新聞媒體、上網或是智慧型手機即可獲得所在區域的上述氣象數據；惟，上述特定區域只是一種平均值的概念而已，以致上述特定區域與實際所處位置的氣象數據絕對會產生誤差的情事，因而導致氣象數據的準確性大為降低的情事產生。
依據所知，直到目前為止，尚未有一種整合自行車、氣象數據及使用者健康狀態以判斷是否適合外出騎乘運動的專利或是論文被提出，而且基於相關產業的迫切需求下，本發明創作人等乃經不斷的努力研發之下，終於研發出一套有別於習知技術概念的本發明。
本發明第一目的，在於提供一種具空氣品質監測功能的自行車，主要是整合自行車、氣象數據及使用者健康狀態以做出是否適合外出騎乘運動建議或警告，讓使用者可以避免或減少於空氣品質不佳的天候環境下外出騎乘自行車。達成上述第一目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，在第一次執行該空氣狀態分析程式時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示一使用者健康狀態輸入界
面，該使用者健康狀態輸入界面顯示有選自一姓名輸入界面、一年齡輸入界面、性別輸入界面、心血管疾病勾選界面、呼吸道疾病勾選界面以及糖尿病勾選界面的其中至少三種；該使用者健康狀態輸入界面可供使用者設定而產生體質弱以及體質佳等至少二種健康等級；該空氣狀態數據包含空氣品質數據，該空氣品質數據包含佳、普通以及危險等至少三種空氣品質等級。
本發明第二目的，在於提供一種可以有效提升氣象數據準確性的具空氣品質監測功能的自行車。達成上述第二目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，該空氣狀態獲取單元包含一PM2.5感測模組及一訊號處理模組；該PM2.5感測模組用以感測空氣中的PM2.5微浮粒子濃度而產生微浮粒子濃度感測訊號，該訊號處理模組用以將該微浮粒子濃度感測訊號轉換處理為相應的微浮粒子濃度值，並透過該訊號傳輸模組將與微浮粒子濃度值相應的空氣品質等級傳輸至該可攜式電子裝置中。
本發明第三目的，在於提供一種可以透網路彙集即時氣象數據以降低設備建置成本的具空氣品質監測功能的自行車。達成上述第三目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行
車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，該訊號傳輸模組係為網路通訊模組；該空氣狀態獲取單元包含一空氣品質雲端模組，該空氣品質雲端模組彙集有各個地區即時之微浮粒子濃度值及相應的空氣品質等級等之空氣品質數據，該空氣品質雲端模組係以該網路通訊模組與該可攜式電子裝置訊號連結，當該可攜式電子裝置發出傳輸該空氣品質數據之要求時，該可攜式電子裝置則將內建之一GPS模組產生之位置訊息透過該網路通訊模組傳輸至該空氣品質雲端模組中，經解讀後則透過該網路通訊模組將與該位置訊息相應的該空氣品質數據傳輸至該可攜式電子裝置中，經該可攜式電子裝置計算後則於該顯示幕顯示可否騎乘該自行車的該分析建議資訊。
本發明第四目的，在於提供一種可以查詢運動路徑之空氣品質數據的具空氣品質監測功能的自行車，主要是可以查詢所規劃之運動路徑的空氣品質數據為何？以做出運動路徑可否騎乘自行車的分析建議資訊。達成上述第四目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其更包含一空氣品質雲端模組，該可攜式電子裝置的數量為複數個，每一該可攜式電子裝置內建包括有一用以產生位置訊息的
GPS模組，每一該可攜式電子裝置透過一網路通訊模組與該空氣品質雲端模組訊號連結，以將每一該可攜式電子裝置所處區域的該空氣狀態數據及該位置訊息上傳至該空氣品質雲端模組中，當其中至少一個該可攜式電子裝置發出發出一運動路徑查詢空氣品質的要求指令時，該空氣品質雲端模組則依據多個該所在區域的該位置訊息而於一預設時間內擷取分佈在該運動路徑上多個該所在區域的該空氣狀態數據，並依據多個該所在區域的該空氣狀態數據狀態而做出該運動路徑修正；或是該運動路徑可否騎乘該自行車的該分析建議資訊，該空氣品質雲端模組再透過該網路通訊模組將該運動路徑修正；或是該運動路徑可否騎乘該自行車的該分析建議資訊傳輸至發出該要求指令的該可攜式電子裝置中。
本發明第五目的，在於提供一種具備行車記錄功能以作為日後採證及運動健身記錄所用的具空氣品質監測功能的具空氣品質監測功能的自行車。達成上述第四目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，該自行車設置包括有一運動感測模組及一訊號處理模組；該運作感測模組用以感測該自行車的運動狀態而產生運動感測訊號；該訊號處理模組用以將該運動感測訊號轉換處理為相應的運動數據，並透過該訊號傳輸模組將該運動數據傳輸至該可攜式電子裝置中。該可攜式電子裝置內建包括有一用以產生日期時間資訊的日期時間模組、
一用以擷取該自行車之行車影像的影像擷取模組、一用以產生位置訊息的GPS模組、一記憶元件及一行車記錄軟體；該行車記錄軟體沿著一時間軸依序將該日期時間資訊、該行車影像、該運動數據及該位置訊息記錄在該記憶元件內；該運動數據係選自踩踏頻率、車速以及心率的至少其中一種。該自行車設置包括有一運動感測模組及一訊號處理模組；該運作感測模組用以感測該自行車的運動狀態而產生運動感測訊號；該訊號處理模組用以將該運動感測訊號轉換處理為相應的運動數據，並透過該訊號傳輸模組將該運動數據傳輸至該可攜式電子裝置中。
本發明第六目的，在於提供一種可對各區域之空氣品質進行預測以方便使用者提早因應規劃未來運動行程的具空氣品質監測功能的自行車。達成上述第五目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，該空氣狀態獲取單元包含一空氣品質預測模組，該空氣品質預測模組可以依據所輸入之參數組進行運算，進而可對複數區域之未來預設時段輸送至少一種空氣品質預測資訊，該參數組係選自污染源位置參數、各該區域之風向參數、各該區域之風速參數以及各該區域之紫外線指數參數的其中至少二種。
本發明第七目的，在於提供一種可以有效提升行車安全的具空氣品質監測功能的具空氣品質監測功能的自行車，主要藉由警戒範圍與
影像定位等機能設置，藉此得以捕捉後方的行車動態，除了可以降低感測死角與盲點的出現而大幅降低遭到撞擊之交通事故的發生機率之外，並可有效降低人命傷亡與財產損失。達成上述第六目的採用之技術手段，係包括以固定手段固定在自行車上的可攜式電子裝置、訊號傳輸模組及空氣狀態獲取單元。空氣狀態獲取單元用以輸出自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，可攜式電子裝置內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置之顯示幕顯示可否騎乘自行車的分析建議資訊。其中，該可攜式電子裝置內建有一影像辨識軟體及一鏡頭朝向後方用以產生第二行車影像的第二影像擷取模組，該影像辨識軟體設定有一警戒範圍，該影像辨識軟體用以將該第二行車影像做影像處理，以從該行車影像定位出至少一物件影像，並計算出該物件影像與該自行車的距離，再依據該距離判斷該物件影像是否進入該警戒範圍；判斷結果為是，該可攜式電子裝置則透過內建之一音頻播放模組輸出語音或是音頻的警示訊號。
1‧‧‧自行車
10‧‧‧可攜式電子裝置
11‧‧‧顯示幕
110‧‧‧健康狀態輸入界面
111‧‧‧行車記錄播放界面
111a‧‧‧日期時間資訊
111b‧‧‧行車影像
111c‧‧‧運動數據
111d‧‧‧位置訊息
12‧‧‧中央處理單元
13‧‧‧日期時間模組
14‧‧‧影像擷取模組
15‧‧‧GPS模組
16‧‧‧記憶元件
17‧‧‧第二影像擷取模組
18‧‧‧音頻播放模組
19‧‧‧藍芽模組
20‧‧‧訊號傳輸模組
20a‧‧‧藍芽通訊模組
20b‧‧‧網路通訊模組
30‧‧‧空氣狀態獲取單元
31‧‧‧PM2.5感測模組
310‧‧‧風扇
32‧‧‧訊號處理模組
33‧‧‧溫濕度感測模組
34‧‧‧運動感測模組
340‧‧‧轉速計
341‧‧‧速度感測器
342‧‧‧心率計
35‧‧‧空氣品質雲端模組
36‧‧‧供電模組
360‧‧‧太陽能電池組
361‧‧‧充電電池
37‧‧‧空氣品質預測模組
40‧‧‧固定手段
60‧‧‧盒體
圖1係本發明第一實施例的功能方塊示意圖。
圖2係本發明第二實施例的功能方塊意圖。
圖3係本發明第三實施例的功能方塊示意圖。
圖4係本發明第五實施例的功能方塊示意圖。
圖5係本發明第六實施例的功能方塊示意圖。
圖6係本發明使用者健康狀態輸入界面的實施示意圖。
圖7係本發明空氣品質與健康等級的對照表示意圖。
圖8係本發明安裝於自行車的實施示意圖。
圖9係本發明行車記錄播放界面的畫面播放實施示意圖。
圖10係本發明第二行車影像之物件影像的動線示意圖。
圖11係本發明第四實施例的流程控制實施示意圖。
為讓 貴審查委員能進一步瞭解本發明整體的技術特徵與達成本發明目的之技術手段，玆以具體實施例並配合圖式加以詳細說明：請配合參看圖1、8所示，為達成本發明第一目的之第一實施例，係包括可攜式電子裝置10(如智慧型手機)、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如溫濕度、空氣品質及紫外線指數等氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20(如藍芽通訊模組20a)接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示出可否騎乘自行車1運動的分析建議資訊。
承上所述，如圖6所示，在第一次執行空氣狀態分析程式時，空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示一使用者健康狀態輸入界面110，此使用者健康狀態輸入界面110顯示有選自一姓名輸入界面、一年齡輸入界面、性別輸入界面、體重、身高、心血管疾病勾選界面、呼吸道疾病勾選界面以及糖尿病勾選界面的其中至少三種。使用者健康狀態輸入界面110可供使用者設定而產生體質弱以及體質佳等至少二種健康等級；此外，空氣狀態數據包含相應的BMI數據、空氣品質數據及溫濕度數據，此空氣品
質數據包含佳、普通以及危險等至少三種空氣品質等級。
具體來說，於一種運作的實施例中，當空氣品質等級為佳(PM2.5濃度為0~53μg/m3；即PM2.5濃度警示值)、溫濕度為一般正常範圍且使用者之健康等級為體質弱及體質佳時，空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示出：『可以外出運動』的分析建資訊；當空氣品質等級為普通(PM2.5濃度為54~64μg/m3；即PM2.5濃度警示值)、溫濕度為一般正常範圍且使用者健康等級為體質弱時，空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示出：『儘量減少外出運動』的分析建議資訊，當使用者之健康等級為體質佳時，空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示出：『可以外出運動』的分析建議資訊；當空氣品質等級為危險(PM2.5濃度為65μg/m3以上；即PM2.5濃度警示值)、溫濕度為一般正常範圍且使用者之健康等級為體質弱及體質佳時，空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示出：『避免外出運動』的分析建議資訊，可見，PM2.5濃度之警示值是依據使用者健康狀態而有所不同；亦即，健康狀態愈佳PM2.5濃度之警示值則愈高，反之，健康狀態愈差PM2.5濃度之警示值則愈低。此外，當溫濕度處於非正常範圍(如過冷、過熱或是過濕的天候)時，則無論品質等級以及使用者健康等級為何？空氣狀態分析程式則於顯示幕11顯示出：『避免外出運動』的分析建議資訊。
除此之外，本發明亦可預先於空氣狀態分析程式內建一如圖7所示的對照表，其中，A代表為『可以外出運動』的分析建資訊；B代表為『儘量減少外出運動』的分析建資訊；C代表為『避免外出運動』的分析建資訊。
請配合參看圖2、8所示，為達成本發明第二目的之第二實施例，係包括可攜式電子裝置10、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，本實施例訊號傳輸模組20係為一種可與可攜式電子裝置10內建之藍芽模組19做無線通訊的藍芽通訊模組20a；於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。本實施例的主要在於，空氣狀態獲取單元30包含一PM2.5感測模組31及一訊號處理模組32。此PM2.5感測模組31用以感測空氣中的PM2.5微浮粒子濃度而產生微浮粒子濃度感測訊號，訊號處理模組32用以將微浮粒子濃度感測訊號轉換處理為相應的微浮粒子濃度值，並透過訊號傳輸模組20將與微浮粒子濃度值相應的空氣品質等級傳輸至可攜式電子裝置10中。此外，如圖所示之空氣狀態獲取單元30更包含一用以感測空氣中之溫濕度的溫濕度感測模組33，以作為判斷可否騎乘自行車1的輔助分析建議依據。
請配合參看圖3、8所示，為達成本發明第三目的之第三實施例，係包括可攜式電子裝置10、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析
程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20接收空氣狀態數據，俾能於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。本實施例的主要在於，訊號傳輸模組20係為一種網路通訊模組20b(即行動通訊網路與行動通訊界面之組合；或是網際網路與網路數據機或無線路由器之組合)；空氣狀態獲取單元30包含一空氣品質雲端模組35(如網路伺服器)，空氣品質雲端模組35彙集有各個地區即時之微浮粒子濃度值及相應的空氣品質等級等之空氣品質數據(即氣象局或其他氣象網站所提供的氣象數據)，空氣品質雲端模組35係以網路通訊模組與可攜式電子裝置10訊號連結，當可攜式電子裝置10發出傳輸當地之空氣品質數據的要求時，可攜式電子裝置10則將內建之GPS模組15產生之位置訊息透過網路通訊模組傳輸至空氣品質雲端模組35中，經解讀後則透過網路通訊模組35將與位置訊息相應的空氣品質數據傳輸至可攜式電子裝置10中，經可攜式電子裝置10計算後，即可於顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。
請配合參看圖1、8及圖11所示，本實施例為可以實現本發明第四目的之第四實施例，係包括複數可攜式電子裝置10(如智慧型手機)、訊號傳輸模組20、空氣狀態獲取單元30及一空氣品質雲端模組(如網路伺服器)等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空
氣狀態數據(如溫濕度、空氣品質及紫外線指數等氣象數據)。訊號傳輸模組20係為一種網路通訊模組(即行動通訊網路與行動通訊界面之組合；或是網際網路與網路數據機或無線路由器之組合)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20(如藍芽通訊模組20a)接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示出可否騎乘自行車1運動的分析建議資訊。本實施例主要部分在於，每一可攜式電子裝置10內建包括有一用以產生位置訊息的GPS模組15，每一可攜式電子裝置10透過網路通訊模組20b與空氣品質雲端模組訊號連結，以將每一可攜式電子裝置10所處區域的空氣狀態數據及位置訊息上傳至空氣品質雲端模組中，當其中至少一個可攜式電子裝置10發出發出一運動路徑查詢空氣品質的要求指令時，空氣品質雲端模組則依據多個所在區域的位置訊息而於一預設時間內(如1~3小時)擷取分佈在運動路徑上多個所在區域的空氣狀態數據，並依據多個所在區域的空氣狀態數據狀態而做出運動路徑修正；或是該運動路徑可否騎乘自行車的分析建議資訊，空氣品質雲端模組再透過網路通訊模組將運動路徑修正；或是運動路徑可否騎乘自行車1的分析建議資訊傳輸至發出要求指令的可攜式電子裝置10中。
請配合參看圖4及圖8、9所示，為達成本發明第五目的之第五實施例，係包括可攜式電子裝置10、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態
分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據本實施例訊號傳輸模組20係為一種可與可攜式電子裝置10內建之藍芽模組19做無線通訊的藍芽通訊模組20a；於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。本實施例的主要在於，自行車1設置包括有一運動感測模組34及一訊號處理模組32。運動感測模組34用以感測自行車1的運動狀態而產生運動感測訊號，如圖4所示，運動感測模組34包含一用以產生踩踏頻率的轉速計340、一用以產生車速的速度感測器341以及一用產生心率的心率計342。訊號處理模組32用以將運動感測訊號轉換處理為相應的運動數據，並透過訊號傳輸模組20將運動數據傳輸至可攜式電子裝置10中。除此之外，可攜式電子裝置10內建更包括有一中央處理單元12(即微控制器MCU)、一用以產生日期時間資訊的日期時間模組13、一用以擷取自行車1之行車影像的影像擷取模組14、一用以產生位置訊息的GPS模組15及一記憶元件16。中央處理單元12內建有一行車記錄軟體，此行車記錄軟體16係沿著一時間軸依序將日期時間資訊111a、行車影像111b、運動數據111c及位置訊息111d記錄在記憶元件16內。此外，行車記錄軟體可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示有一供使用者操作播放的行車記錄播放界面111，行車記錄播放界面111播放時，則可將記憶元件所記錄之日期時間資訊111a、行車影像111b、運動數據111c沿著時間予以重現，且位置訊息111d係以沿著時間軸的地圖標示方式來顯示，具體來說，可以整合或套用現有之地圖資料庫，如GOOGLE地圖之方式加以實現，如圖9所示。
請配合參看圖1、5及圖8所示，為達成本發明第六目的之第六實施例，係包括可攜式電子裝置10(如智慧型手機)、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如溫濕度、空氣品質及紫外線指數等氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20(如藍芽通訊模組20a)接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，於此，即可於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示出可否騎乘自行車1運動的分析建議資訊。本實施例主要在於，空氣狀態獲取單元10更包含一空氣品質預測模組37。此空氣品質預測模組37可以依據所輸入之參數組進行運算，進而可對多個區域之未來時段(如明天；或是未來1~4個小時)輸送至少一種空氣品質預測資訊(如空氣品質佳、空氣品質普通及空氣品質不佳)。具體的，如圖5所示，上述參數組可以是污染源位置參數、各區域之風向參數、各區域之風速參數以及各區域之紫外線指數參數。
請配合參看圖4及圖8~10所示，為達成本發明第七目的之第七實施例，係包括可攜式電子裝置10、訊號傳輸模組20及空氣狀態獲取單元30等技術特徵。可攜式電子裝置10是以一種固定手段40(如固定架)固定在自行車1上。空氣狀態獲取單元30用以輸出自行車1所處位置的空氣狀態數據(如氣象數據)。其中，可攜式電子裝置10內建有空氣狀態分析程式，此空氣狀態分析程式執行時，則透過訊號傳輸模組20(如藍芽通訊模組)接收來自空氣狀態獲取單元30所傳輸的空氣狀態數據，於此，即可
於可攜式電子裝置10之顯示幕11顯示可否騎乘自行車1的分析建議資訊。本實施例的主要在於，中央處理單元12內建有一影像辨識軟體及一鏡頭朝向自行車1後方用以產生第二行車影像的第二影像擷取模組17，影像辨識軟體設定有一警戒範圍(如自行車後方約5~20公尺的區域範圍)，影像辨識軟體用以將第二行車影像做影像處理，以從第二行車影像定位出至少一物件影像(如圖9所示為a,b,c等三個影像物件)，並計算出物件影像與自行車1的距離，再依據距離判斷物件影像是否進入警戒範圍；判斷結果為是，可攜式電子裝置10則透過內建之音頻播放模組18輸出語音或是音頻的警示訊號。
具體的，上述影像辨識軟體計算出物件影像的速度，再依據距離及速度判斷物件影像a,b,c是否進入警戒範圍。一般的情況下，第二影像擷取模組17連續擷取至少二張第二行車影像，影像辨識軟體建立一與影像對應的座標參數資料庫及執行一影像定位法，執行影像定位法時，則將每一第二行車影像由RGB格式轉換至YIQ平面，再由YIQ平面取得物件影像，再使用YIQ平面的I值，取閥值除去大部份影像，保留物件影像，再經小面積雜訊過濾除去小面積非該物件影像，以取得物件影像a,b,c之重心位置，再與座標參數資料庫之座標資料進行比對，並逐一計算出物件影像所處座標位置(如圖10所示物件影像a的座標為(11,3)；b的座標為(5,6)；c的座標為(8,8)，再於下一個預計時間(約0.5~2秒)重覆上述影像定位法之步驟，即可得到物件影像各的軌跡路徑資訊，以作為物件影像是否進入警戒範圍的判斷依據。更具體的，上述警戒範圍係由後方四條虛擬警戒線所依序圍繞組成，以圍成自自行車後方約5~20公尺的警戒範圍。
除此之外，如圖8所示之空氣狀態獲取單元30係裝設在一盒體60內，此盒體60固定在自行車1的後車架上，其中，PM2.5感測模組31必須依靠風扇310將外界的空氣輸送至PM2.5感測模組31的感測通道中，於此方能感測出PM2.5濃度值。另一方面，本發明更包括用以供應所需電源的供電模組36，供電模組36包含一設於盒體60上的太陽能電池組360及設於盒體60內的充電電池361，太陽能電池組360可將太陽能轉換為電能，並對充電電池361充電，充電電池361則可對空氣狀態獲取單元30進行供電。
經由上述具體實施例說明，本發明所提出的一種具空氣品質監測功能的自行車設計確實具有下列所述的特點：
(1)本發明空氣狀態獲取單元主要是利用Arduino(uno)平台，外加9V電池(或行動電源)，搭配外部感測器如PM2.5感測器、溫度/濕度感測器及藍芽通訊模組等元件所組成。
(2)使用前，使得必須先登入可攜式電子裝置(如智慧型手機)之空氣狀態分析程式輸入年紀、身高、體重資訊以及健康狀態資料，本發明即可自動計算使用者BMI值與文字提醒(過重、適中、過輕)。
(3)本發明先偵測環境PM2.5濃度(ug/m3)、溫度、濕度三項感測數據，以作為是否可以外出騎乘自行車的依據，並綜合判斷及輸出「空氣品質適合外出運動」、「空氣品質不佳」呈現建議文字等建議資訊。
(4)本發明兼具腳踏車防竊功能，若自行車系統電力不足或腳踏車被移動超過約10公尺時，此時自行車與可攜式電子裝置內建之藍芽通訊模組聯線會中斷，於此即可觸發可攜式電子裝置發出警報聲，以提醒使
用者自行車遭竊或被移動。
(5)本發明可以依據年幼/長者或中/壯年不同需求，可讓使用者訂出不同的PM2.5濃度示警值，以照顧不同需求的使用者(年幼/長者體質弱，需更早示警)，當超過警限值連續10秒，則可攜式電子裝置10會有警報聲示警10秒。若使用者未按確認鍵，否則以後每10鐘再示警10秒。
(6)本發明具備太陽能電力補充功能：善用戶外太陽能，補充所需電力，監測續航力提升。
(7)本發明外加一影像擷取模組之建置，若將此影像擷取模組置放於監測盒後面，若系統正常運作時，可將腳踏車後面影像往前傳送於手機螢幕上顯示，提醒使用者後面之車流狀況，以方便使用者觀察及掌握後面情況，有利於轉彎應用。
以上所述，僅為本發明之可行實施例，並非用以限定本發明之專利範圍，凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施，皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵，未見於同類物品，且具實用性與進步性，已符合發明專利要件，爰依法具文提出申請，謹請 鈞局依法核予專利，以維護本申請人合法之權益。
Claims (9)
- 一種具空氣品質監測功能的自行車，其包括以一固定手段固定在自行車上的至少一可攜式電子裝置、至少一空氣狀態獲取單元；該空氣狀態獲取單元用以輸出該自行車所處位置的空氣狀態數據；其中，該可攜式電子裝置內建有一空氣狀態分析程式，該空氣狀態分析程式執行時，則透過該訊號傳輸模組接收該空氣狀態數據，並於該可攜式電子裝置之一顯示幕顯示一可否騎乘該自行車的分析建議資訊；其特徵在於，該可攜式電子裝置內建有一影像辨識軟體及一鏡頭朝向後方用以產生第二行車影像的第二影像擷取模組，該影像辨識軟體設定有一警戒範圍，該影像辨識軟體用以將該第二行車影像做影像處理，以從該第二行車影像定位出至少一物件影像，並計算出該物件影像與該自行車的距離，再依據該距離判斷該物件影像是否進入該警戒範圍；判斷結果為是，該可攜式電子裝置則透過內建之一音頻播放模組輸出語音或是音頻的警示訊號；該影像辨識軟體計算出該物件影像的速度，再依據該距離及該速度判斷該物件影像是否進入該警戒範圍；該第二影像擷取模組則連續擷取至少二張該第二行車影像，該影像辨識軟體建立一與該影像對應的座標參數資料庫及執行一影像定位法，執行該影像定位法時，則將每一該第二行車影像由RGB格式轉換至YIQ平面，再由該YIQ平面取得該物件影像，再使用該YIQ平面的I值，取閥值除去大部份影像，保留該物件影像，再經小面積雜訊過濾除去小面積非該物件影像，以取得該物件影像之重心位置，再與該座標參數資料庫之座標資料進行比對，並逐一計算出該物件影像所處座標位置，進而得到該物件影像的軌跡路徑資訊，以作為該物件影像是否進入該警戒範圍的判斷依據；該警戒範圍係由位於該自行車後方的四條虛擬警戒線所依序圍繞組成。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，在第一次執行該空氣狀態分析程式時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示一使用者健康狀態輸入界面，該使用者健康狀態輸入界面顯示有選自一姓名輸入界面、一年齡輸入界面、性別輸入界面、體重、身高、心血管疾病勾選界面、呼吸道疾病勾選界面以及糖尿病勾選界面的其中至少三種；該使用者健康狀態輸入界面可供使用者設定而產生相應的BMI數據、體質弱以及體質佳等至少二種健康等級；該空氣狀態數據包含空氣品質數據，該空氣品質數據包含佳、普通以及危險等至少三種空氣品質等級。
- 如請求項2所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，當該空氣品質等級為佳且該使用者之健康等級為體質弱及體質佳時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示可以外出運動的分析建議資訊；當該空氣品質等級為普通且該使用者之健康等級為體質弱時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示儘量減少外出運動的分析建議資訊，當該使用者之健康等級為體質佳時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示可以外出運動的分析建議資訊；當該空氣品質等級為危險且該使用者之健康等級為體質弱及體質佳時，該空氣狀態分析程式則於該顯示幕顯示避免外出運動的分析建議資訊。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，該空氣狀態獲取單元包含一PM2.5感測模組及一訊號處理模組；該PM2.5感測模組用以感測空氣中的PM2.5微浮粒子濃度而產生微浮粒子濃度感測訊號，該訊號處理模組用以將該微浮粒子濃度感測訊號轉換處理為相應的微浮粒子濃度值，並透過該訊號傳輸模組將與微浮粒子濃度值相應的空氣品質等級傳輸至該可攜式電子裝置中。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，該訊號傳輸模組係為網路通訊模組；該空氣狀態獲取單元包含一空氣品質雲端模組，該空氣品質雲端模組彙集有各個地區即時之微浮粒子濃度值及相應的空氣品質等級等之空氣品質數據，該空氣品質雲端模組係以該網路通訊模組與該可攜式電子裝置訊號連結，當該可攜式電子裝置發出傳輸該空氣品質數據之要求時，該可攜式電子裝置則將內建之一GPS模組產生之位置訊息透過該網路通訊模組傳輸至該空氣品質雲端模組中，經解讀後則透過該網路通訊模組將與該位置訊息相應的該空氣品質數據傳輸至該可攜式電子裝置中，經該可攜式電子裝置計算後則於該顯示幕顯示可否騎乘該自行車的該分析建議資訊。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其更包含一空氣品質雲端模組，該可攜式電子裝置的數量為複數個，每一該可攜式電子裝置內建包括有一用以產生位置訊息的GPS模組，每一該可攜式電子裝置透過一網路通訊模組與該空氣品質雲端模組訊號連結，以將每一該可攜式電子裝置所處區域的該空氣狀態數據及該位置訊息上傳至該空氣品質雲端模組中，當其中至少一個該可攜式電子裝置發出發出一運動路徑查詢空氣品質的要求指令時，該空氣品質雲端模組則依據多個該所在區域的該位置訊息而於一預設時間內擷取分佈在該運動路徑上多個該所在區域的該空氣狀態數據，並依據多個該所在區域的該空氣狀態數據狀態而做出該運動路徑修正；或是該運動路徑可否騎乘該自行車的該分析建議資訊，該空氣品質雲端模組再透過該網路通訊模組將該運動路徑修正；或是該運動路徑可否騎乘該自行車的該分析建議資訊傳輸至發出該要求指令的該可攜式電子裝置中。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，該空氣狀態獲取單元包含一空氣品質預測模組，該空氣品質預測模組可以依據所輸入之參數組進行運算，進而可對複數區域之未來時段輸送至少一種空氣品質預測資訊，該參數組係選自污染源位置參數、各該區域之風向參數、各該區域之風速參數以及各該區域之紫外線指數參數的其中至少二種。
- 如請求項1所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，該自行車設置包括有一運動感測模組及一訊號處理模組；該運作感測模組用以感測該自行車的運動狀態而產生運動感測訊號；該訊號處理模組用以將該運動感測訊號轉換處理為相應的運動數據，並透過該訊號傳輸模組將該運動數據傳輸至該可攜式電子裝置中。
- 如請求項8所述之具空氣品質監測功能的自行車，其中，該可攜式電子裝置內建包括有一用以產生日期時間資訊的日期時間模組、一用以擷取該自行車之行車影像的影像擷取模組、一用以產生位置訊息的GPS模組、一記憶元件及一行車記錄軟體；該行車記錄軟體沿著一時間軸依序將該日期時間資訊、該行車影像、該運動數據及該位置訊息記錄在該記憶元件內；該運動數據係選自踩踏頻率、車速以及心率的至少其中一種；該行車記錄軟體係於該可攜式電子裝置之顯示幕顯示有一供使用者操作播放的行車記錄播放界面，用以將該記憶元件所記錄之該日期時間資訊、該行車影像、該運動數據沿著該時間軸重現，且該位置訊息係以沿著該時間軸的地圖標示方式來顯示。
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Citations (4)
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2017
- 2017-06-23 TW TW106121112A patent/TWI629909B/zh not_active IP Right Cessation
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