TWI667855B - 主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統及其狀態感知器 - Google Patents

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傅泰龍
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Abstract

本發明係一種主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統及其狀態感知器；其中該智慧設備監控系統係包含有至少一狀態感知器及一監控設備，其中該狀態感知器係用以固定在對應的設備，例如家電上，但不需要與家電電連接即可感應家電運轉與否，並產生感應訊號，再將感應訊號傳送至該監控設備，由該監控設備依據感應訊號更新其所儲存各該家電的實際運轉狀態，解決整合有傳統家電之智慧家庭所出現的監控盲點。

Description

主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統及其狀態感知器
本發明係關於一種智慧家庭的智慧設備監控系統，尤指一種可主動回報家電之運轉狀態的智慧設備監控系統。
隨著智慧手機、平板電腦普及率高，在辦公室、住家、廠房等室內空間也大多建置有無線網路通訊環境，因此市面上推出更多依附在無線通訊環境及以智慧手機作為使用者介面的應用或產品，例如：防盜監控系統、居家安全、家庭醫療、智慧家電、智慧設備等等。
以智慧家電為例，智慧家電主要具有無線連網功能，讓消費者使用智慧手機並透過無線網路傳送控制指令予智慧家電，實現可遠端遥控室內智慧家電的功能，進而提升生活品質；另一方面，智慧家電也可主動地回傳資訊予智慧手機，供消費用確認智慧家電狀態。
另一種智慧家庭進一步被提出，係透過一智慧監控主機來整合控制室內的所有智慧家電，並提供消費者依照自身生活習慣設定室內所有智慧家電的使用狀態(如調整室內光線、溫度、控制影音設備等)，以更便利地控制家中的智慧家電。然而，目前市面上可見的智慧家電仍未涵蓋家中所有電器種類， 加上智慧家電尚未普及，因此目前智慧家電仍保有一般家電的紅外線遥控功能，搭配專屬紅外線(IR)遥控器或是射頻(RF)遙控器進行獨立操作。
目前室內有傳統家電及智慧家電並存，而傳統家電的紅外線遥控器或射頻遥控器只能單向傳送操作指令，傳統家電、紅外線遥控器或射頻遥控器均無回傳訊號的能力，故對於智慧家庭的智慧監控主機來說，確實無法將傳統電器有效整合在智慧設備監控系統中；縱使市面上推出傳統電器用的無線遥控器，如圖8所示，可由智慧監控主機60透過無線網路控制該無線遥控器61對傳統家電40發出紅外線操作訊號，但其仍僅具單向訊號傳送功能，無回傳訊號功能，雖然可將傳統家電40納入智慧設備監控系統中，但終究會出現監控盲點；例如，當智慧監控主機60透過無線遥控器61傳送一包含有開啟指令的紅外線訊號予冷氣機，惟實際上冷氣機並未順利接收該紅外線訊號而未啟動，但就智慧監控主機60來說則已記錄目前冷氣機為開啟狀態，導致冷氣機的下一次控制也會出錯，而無法全面實現真正的智慧監控。
因此，就目前整合傳統家電及智慧家電的智慧家庭來說，其監控技術仍有待進一步改良及提升。
有鑑於上述智慧設備監控系統或類似監控系統的監控盲點，本發明主要發明目的係提出一種主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統及其狀態感知器，以解決現今智慧設備監控系統的監控盲點。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統包含有：至少一狀態感知器，各該狀態感知器係儲存有一唯一識別碼，且具有一電池以提供各該狀態感知器工作電源，並各該狀態感知器用以固定但未電連接於 一設備上，以感應該設備運轉狀態後產生一感應訊號，再將該感應訊號連同其唯一識別碼對外傳送；以及一監控設備，係與各該狀態感知器連線，並接收各該狀態感知器傳送的感應訊號及其唯一識別碼，並依據所接收之感應訊號儲存及更新回傳之狀態感知器所對應的設備運轉狀態；其中該監控設備係儲存有各該狀態感知器的唯一識別碼以及各該設備的運轉狀態。
由上述說明可知，本發明智慧設備監控系統係主要提供狀態感知器，將狀態感知器固定在對應的設備上，例如家電外殼上，並不需要與設備電連接即可感應設備運轉與否，並產生感應訊號，再將感應訊號傳送至該監控設備，由該監控設備依據感應訊號更新其所儲存各該設備的實際運轉狀態，解決整合有傳統設備之智慧設備監控系統所出現的監控盲點。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該智慧設備監控系統之狀態感知器係用以固定但未電連接於一設備上，並包含有：一控制器；一網路模組，係電連接至該控制器；一第一狀態感知器，係用以感應該設備運轉狀態並產生一第一感應訊號，該第一狀態感知器係電連接至該控制器，將該第一感應訊號輸出至該控制器；以及一電源電路，係包含有一電池，以提供工作電源；上述控制器係將該第一感應訊號透過該網路模組對外傳送。
由上述說明可知，本發明狀態感知器係主要用於智慧設備監控系統中，可固定在對應的設備上，例如家電外殼上，但不與設備電連接即可感應設備運轉與否，並產生感應訊號，並將感應訊號對外傳送，供智慧設備監控系統獲得設備的實際運轉狀態，解決整合有傳統設備所出現的監控盲點。
10‧‧‧監控設備
20‧‧‧狀態感知器
21‧‧‧控制器
211‧‧‧電壓偵測單元
22‧‧‧網路模組
23‧‧‧第一狀態感知器
231‧‧‧震動感測單元
232‧‧‧第一訊號放大單元
24‧‧‧電源電路
241‧‧‧電池
242‧‧‧電源保護單元
243‧‧‧穩壓單元
25‧‧‧第二狀態感知器
251‧‧‧電磁波偵測單元
252‧‧‧第二訊號放大單元
253‧‧‧類比數位轉換單元
26‧‧‧燈號指示器
261‧‧‧發光二極體單元
262‧‧‧驅動單元
27‧‧‧顯示器
28‧‧‧開關
30‧‧‧無線遥控器
40‧‧‧家電
40’‧‧‧智慧家電
50‧‧‧使用者裝置
圖1：本發明主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統的第一較佳實施例的系統示意圖。
圖2：本發明主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統的第二較佳實施例的系統示意圖。
圖3：本發明無線警報主機及狀態感知器的功能方塊圖。
圖4：本發明無線警報主機的功能方塊圖。
圖5：本發明圖1的操作流程圖。
圖6：本發明圖2的操作流程圖。
圖7：本發明圖2於操作過程中監控設備的流程圖。
圖8：既有智慧設備監控系統的系統示意圖。
本發明係針對整合傳統設備及智慧設備的智慧設備監控系統進行改良，確保在監控的環境中不存在監控盲點；以下進一步以複數實施例並配合圖式詳加說明本發明的技術內容。
首先請參閱圖1所示，本發明之主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統的第一實施例，其包含有一監控設備10、至少一狀態感知器20及至少一家電40；其中該監控設備10可為雲端監控設備或本地監控設備；在本實施例中，係採用本地監控設備10，並連線至其所設置之室內的無線網路(如：WIFI無線網路)，各該狀態感知器20可以有線或無線方式與該監控設備10連線以進行雙向通訊；在本實施例中，該監控設備10係以另一無線通訊協定與各該狀態感知器20 連線並雙向通訊，並於連線成功後分配不同的識別碼(如：IP位址)予以連線的各該狀態感知器20，即該監控設備10儲存有各該狀態感知器20的唯一識別碼，而各該狀態感知器20亦儲存有唯一識別碼，並且用以固定於對應的設備，如家電40上，而不與設備電連接；具體而言，各該狀態感知器20可固定在家電40的外殼上。於本實施例中，該監控設備10可選用如：Z-Wave、藍芽(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、電力線通訊(Power Line Communication；PLC)、Thread等無線通訊協定；惟該些無線通訊協定僅為本發明之例示，並不以此為限。以下謹以家電40作為本案設備之操作說明。
請配合參閱圖2所示，本發明之主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統的第二實施例，其相較圖1所示的第一實施例係進一步包含有至少一無線遥控器30，各該無線遥控器30係以該無線通訊協定與該監控設備10連線，並受該監控設備10的控制而發射對應控制指令的紅外線訊號或射頻訊號；其中各該無線遥控器30係設置在對應家電40可接收紅外線訊號或射頻訊號範圍中，以將紅外線訊號或射頻訊號發射至對應的家電40，使得該監控設備10可透過該些無線遥控器30遠端遥控家電40。
請參閱圖3所示，上述狀態感知器20係主要包含有一控制器21、一網路模組22、一第一狀態感知器23以及一電源電路24，亦可進一步包含有一第二狀態感知器25、一燈號指示器26、一顯示器27以及一開關28；其中該電源電路24提供該些電路單元工作電源；該網路模組22係電連接至該控制器21，於本實施例中，該網路模組22係為一無線模組，以與該監控設備10透過無線通訊協定進行雙向通訊；該第一狀態感知器23及該第二狀態感知器25係電連接至該控制器21，將感應其對應之家電40的運轉狀態後，傳送第一及/或第二感應訊號至該控制器21，再由該控制器21將該第一及/或第二感應訊號與唯一識別碼一併透過該網路模組22回傳至該監控設備10，該網路模組22再依該無線通訊協 定將該第一及/或第二感應訊號連同其唯一識別碼對外傳送；至於該燈號指示器26及顯示器27則同樣與該控制器21電連接，受該控制器21控制而改變指示燈號及顯示內容；又該開關28係電連接至該控制器21，以於該狀態感知器20首次使用時，藉由該開關28的控制與該監控設備10進行連線或解除連線。該開關28可為獨立元件，或與該顯示器27整合為一觸控式顯示器。
上述網路模組22係與監控設備10使用相匹配的無線通訊協定，如：Z-Wave、藍芽(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、電力線通訊(Power LineCommunication；PLC)、Thread等，同樣不以此為限。於本實施例中，該網路模組係採用Z-Wave無線模組，其包含有一射頻(RF)天線ANT；首次使用與監控設備10連線時，該監控設備10必須在一學習模式下，再按下該狀態感知器20的開關28數次(例如3次)，即可與監控設備10連線；同理，欲解除連線，一樣要監控設備10在一解連模式下，再按開關數次，即可解除連線。
於本實施例中，該第一狀態感知器23係為一震動感測器，而該第二狀態感知器25係為一電磁波偵測器(或稱為電場偵測器)，均可作為偵測家電40是否運轉用；再如圖4所示，該震動感測器係包含有一震動感測單元231及一第一訊號放大單元232，該震動感測單元231係透過該第一訊號放大單元232電連接至該控制器21，以將該震動感測訊號予以放大後作為該第一感應訊號，並輸出至該控制器21；又該第二狀態感知器25則為一電磁波偵測器，其包含有一電磁波偵測單元251、一第二訊號放大單元252及一類比數位轉換單元253，該電磁波偵測單元251係透過該第二訊號放大單元252將偵測訊號予以放大後，再由該類比數位轉換單元253予以轉換為對應數位偵測數值，並作為該第二感應訊號，再將該數位偵測數值輸出至該控制器21。此外，本發明亦可使用其它檢測電器產品運轉與否的感測器，例如溫度感測器等。該些狀態感知器均未不必與家電電連接，即可感應其運轉與否。
於本實施例中，如圖4所示，該電源電路24係包含有一電池241、一電源保護單元242及一穩壓單元243；其中該穩壓單元243係透過電源保護單元242電連接至該電池241，將電池241的電壓穩壓後輸出至各該電路單元；又該控制器21係電連接至一電壓偵測單元211，透過該電壓偵測單元211電連接至該穩壓單元243，以偵測目前輸出電壓是否低於一預設電壓，若低於該預設電壓，則連同唯一識別碼透過網路模組22傳送低電量警訊予監控設備10，該監控設備10接收到低電量警訊，會透過室內的無線網路，將低電量警訊回報予使用者裝置50，如圖1所示，主動提醒使用者更換特定家電上的狀態感知器的電池241。
於本實施例中，如圖4所示，該燈號指示器26包含有一發光二極體單元261及一驅動單元262，該發光二極體單元261係透過該驅動單元262電連接至該控制器21，由該控制器21依據該第一狀態感知器23及/或第二狀態感知器25的第一感應訊號及/或第二感應訊號來控制該驅動單元262，進而驅動該發光二極體單元261顯示對應目前第一感應訊號及/或第二感應訊號的燈號；舉例來說，該發光二極體單元261包含有電器運轉快慢的不同燈號，故可依據震動強弱或電磁波強弱透過燈號顯示，提供使用者目視來瞭解該電器的運轉快慢狀態。
於本實施例中，該顯示器27電連接至該控制器21，當控制器21接收該第一感應訊號及/或第二感應訊號後，會進一步判斷目前家電的感應數值，例如電磁波數值、震動數值，故控制器21可控制該顯示器27予以顯示電磁波數值、震動數值；此外，該控制器21可進一步透過該電壓偵測單元211檢知目前電池241電量，該控制器21亦可控制該顯示器27顯示目前狀態感知器20的電量值。如此，使用者經由數值的判斷，可更清楚目前家電運轉狀態及電池電量。此外，為節省電量，該控制器可設定於接收到該開關28的特定按壓次數後，才將該些資訊輸出至該顯示器，或常按進入該狀態感知器的設定表單等。
綜上所述，假設一家中設置有複數狀態感知器20，則該些狀態感知器20均會主動回傳其感應訊號及低電量警訊予該監控設備10，故該監控設備10儲存並更新該些狀態感知器20的資訊，如下表所示：
以上為本發明智慧設備監控系統的系統架構說明，以下進一步說明本發明智慧設備監控系統的實際操作流程。
當使用者可使用智慧手機的APP或平板電腦等使用者裝置50開啟一智慧監控使用介面(可為APP形式)，並透過WIFI無線網路更新該監控設備10回傳家中之家電運40轉狀態後顯示於該智慧監控使用介面上；請配合參閱圖1、圖3及圖5所示，由於各該狀態感知器20固定在對應的家電40上，其控制器21於接收該第一狀態感知器23及/或第二狀態感知器25的第一感應訊號及/或第二感應訊號後，即主動回傳至監控設備10；於本實施例中，該監控設備10依據各該狀態感知器20回傳的第一感應訊號及/或第二感應訊號判斷其對應家電40的運轉狀態，並更新先前儲存的家電40運轉狀態；此外，各該狀態感知器20的控制器21亦可依據所接收之感應訊號來判斷其對應家電40的運轉狀態，再主動回傳目前家電40運轉狀態至監控設備10進行儲存及更新。
因此，如圖1所示，當使用者手持傳統家電的紅外線遥控器51控制其停止運轉或開始運轉，該傳統家電40上的狀態感知器20會主動回傳感應訊號至該監控設備10，由該監控設備10進一步判斷並更新目前該家電40的運轉狀態；如此，當另一名使用者在遠端以智慧手機的APP或平板電腦等使用者裝置50 開啟智慧監控使用介面後，即可顯示該監控設備10上傳最新的家電運轉狀態，從而得知家中的家電40實際運轉情形。
舉例來說，當使用者出門前使用冷氣機的紅外線遥控器關閉冷氣機，但因未對準或紅外線遥控器的電池沒電而無法順利關閉冷氣，加上使用者未確認就離開，事後使用者可透過智慧手機的APP開啟智慧監控使用介面並確認家中家電的運轉狀態；由於冷氣機運轉時其馬達會產生震動及電磁波，固定在該冷氣機上的狀態感知器會感應並主動回傳感應訊號，當該監控設備接收到該感應訊號即可判斷目前的冷氣機仍在運轉中，待使用者開啟智慧監控使用介面觀看即可獲知冷氣機未順利關閉。
再請參閱圖2、圖6及圖7所示，當使用者使用智慧手機的APP或平板電腦等使用者裝置50開啟智慧監控使用介面，除了透過智慧監控使用介面顯示目前家電運轉狀態外，可再進一步透過智慧監控使用介面點選家電控制項目，並傳送對應家電40的操作指令回該監控設備10；當該監控設備10接收該操作指令S1，會依據操作指令傳送對應控制指以控制對應的智慧家電，或透過無線遥控器30控制對應傳統家電40開始運轉或停止運轉S2。例如，當使用者回家前啟用該智慧監控使用介面的回家模式的控制項目，該回家模式包含冷氣機開機、電視機、智慧空氣清淨機開機、智慧電燈開啟等操作指令，當該監控設備10接收回家模式的操作指令，即分別透過無線遥控器30發射包含有開機指令的紅外線訊號予冷氣機及電視(傳統家電40)，以及直接傳送開機指令予智慧空氣清淨機及智慧電燈(智慧家電40’)；接著，該監控設備10會等待冷氣機及電視上的狀態感知器20回傳其感應訊號S3，待接收第一及/或第二收感應訊號後S4，即進一步依據第一及/或第二收感應訊號判斷冷氣機及電視是否均已順利開機完成，即判斷其運轉狀態S5，倘若冷氣機尚未開始運轉，而電視判斷已運轉，則該監控設備10會再傳送開機指令予該冷氣機的無線遥控器30(S2)，再重新發射包 含開機指令的紅外線訊號，直到判斷該冷氣機啟動運轉。此外，該監控設備10會儲存並更新該些家電40的最新運轉狀態S7，以避免因為所儲存的運轉狀態記錄錯誤，而於下次控制家電40時出現監控盲點。
如圖1及圖3所示，由於大部分紅外線遥控器51的開機指令和關機指令的控制碼都相同，倘若監控設備10記錄冷氣器為開啟運轉中，但實際上冷氣機已關機未運轉，而來到下次控制需要對冷氣機發出關機指令，並控制無線遥控器30對冷氣機發出紅外線訊號，此時冷氣器接收到紅外線訊號後即開機運轉，出現控制與結果完全相反的監控盲點；是以，本發明藉由冷氣機上設置無線狀態感知器20，即可立即回傳對冷氣機有無運轉的感應訊號，該監控設備10即可依據感應訊號，而確切得知冷氣機實際運轉狀態，並及時更新運轉記錄，以成功解決智慧家庭對於傳統家電的監控盲點。
由上述說明可知，本發明智慧設備監控系統係主要提供狀態感知器，將狀態感知器固定在對應的設備上，並不需要與設備電連接即可感應設備運轉與否，並產生感應訊號，再將感應訊號傳送至該監控設備，由該監控設備依據感應訊號更新其所儲存各該設備的實際運轉狀態，解決整合有傳統設備及智慧設備所出現的監控盲點。
以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

Claims (10)

  1. 一種主動回報運轉狀態之智慧設備監控系統，包括：至少一狀態感知器，各該狀態感知器係儲存有一唯一識別碼，且具有一電池以提供各該狀態感知器工作電源，並各該狀態感知器用以固定但未電連接於一設備上，以感應該設備運轉狀態後產生一感應訊號，再將該感應訊號連同其唯一識別碼對外傳送；以及一監控設備，係與各該狀態感知器連線，並接收各該狀態感知器傳送的感應訊號及其唯一識別碼，並依據所接收之感應訊號儲存及更新回傳之狀態感知器所對應的設備運轉狀態；其中該監控設備係儲存有各該狀態感知器的唯一識別碼以及各該設備的運轉狀態。
  2. 如請求項1所述之智慧設備監控系統，係進一步包括至少一無線遥控器，各該無線遥控器係與該監控設備連線，並受該監控設備之控制而發射對應控制指令的紅外線訊號或射頻訊號。
  3. 如請求項1或2所述之智慧設備監控系統，各該狀態感知器係包含有：一控制器；一網路模組，係電連接至該控制器，以與該監控設備進行雙向通訊；一第一狀態感知器，係電連接至該控制器，將產生的一第一感應訊號輸出至該控制器；以及一電源電路，其中包含有該電池，以提供工作電源；上述控制器係將該第一狀態感知器的第一感應訊號及唯一識別碼一併透過該網路模組回傳至該監控設備。
  4. 如請求項3所述之智慧設備監控系統，各該狀態感知器係進一步包含有： 一第二狀態感知器，係電連接至該控制器，將產生的一第二感應訊號輸出至該控制器；一燈號指示器，係電連接至該控制器，受該控制器驅動而調整顯示燈號；一顯示器，係電連接至該控制器，受該控制器控制而改變顯示內容；以及一開關，係電連接至該控制器；上述控制器係將該第一及第二感應訊號及唯一識別碼一併透過該網路模組回傳至該監控設備。
  5. 如請求項4所述之智慧設備監控系統，該第一狀態感知器為一震動感應器，該第二狀態感知器為一電磁波偵測器或電場偵測器。
  6. 如請求項5所述之智慧設備監控系統，其中：該震動感應器係包含有：一震動感測單元，以產生一震動感測訊號；以及一第一訊號放大單元，係電連接至該震動感測單元及該控制器，將該震動感測訊號予以放大後作為該第一感應訊號，並輸出至該控制器；該電磁波偵測器係包含有：一電磁波偵測單元，以產生一電磁波偵測訊號；一第二訊號放大單元，係電連接該電磁波偵測單元，以放大該電磁波偵測訊號；以及一類比數位轉換單元，係電連接該第二訊號放大單元及該控制器，將放大後的電磁波偵測訊號轉換為對應的數位偵測數值，並作為該第二感應訊號，再將該數位偵測數值輸出至該控制器。
  7. 如請求項6所述之智慧設備監控系統，其中： 該電源電路係進一步包含有一電源保護單元及一穩壓單元；其中該穩壓單元係透過電源保護單元電連接至該電池，將電池的電壓穩壓後輸出至各該電路單元；該控制器係電連接至一電壓偵測單元，透過該電壓偵測單元電連接至該穩壓單元，以偵測目前輸出電壓是否低於一預設電壓，若低於該預設電壓，則連同唯一識別碼透過網路模組傳送低電量警訊予監控設備。
  8. 如請求項3所述之智慧設備監控系統，該網路模組係為一無線模組，並與該監控設備透過該無線通訊協定進行雙向通訊，即依據該無線通協定將該感應訊號及唯一識別碼傳送至該監控設備。
  9. 一種智慧設備監控系統之狀態感知器，係用以固定但未電連接於一設備上，其包括：一控制器；一網路模組，係電連接至該控制器；一第一狀態感知器，係用以感應設備運轉狀態並產生一第一感應訊號，該第一狀態感知器係電連接至該控制器，將該第一感應訊號輸出至該控制器；以及一電源電路，係包含有一電池，以提供工作電源；上述控制器係將該第一感應訊號透過該網路模組對外傳送。
  10. 如請求項9所述之狀態感知器，係進一步包含有：一第二狀態感知器，係用以感應該設備運轉狀態並產生一第二感應訊號，該第二狀態感知器係電連接至該控制器，將該第二感應訊號輸出至該控制器；一燈號指示器，係電連接至該控制器，受該控制器驅動而調整顯示燈號；一顯示器，係電連接至該控制器，受該控制器控制而改變顯示內容；以及一開關，係電連接至該控制器； 上述控制器係將該第一及第二感應訊號透過該網路模組對外傳送。
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