TWI696363B - 定位追蹤方法及多點通訊系統 - Google Patents

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Abstract

一種多點通訊系統，包含複數可移動的節點裝置，藉由無線的第一通訊路徑互相連接形成網狀網路，該節點裝置不須含有定位接收器；及複數行動的通訊裝置，藉由第二通訊路徑與相應的節點裝置連接。節點裝置包含第一通訊協定與相異的第二通訊協定。其中節點裝置互相傳送及接收資料，以達到資料的分享。

Description

定位追蹤方法及多點通訊系統
本發明係有關一種多點通訊系統，特別是關於一種定位追蹤方法。
網蜂(Zigbee，或稱紫蜂)為一種低功率、低頻寬、低資料速率的無線通訊協定，其係基於電機電子工程師學會(IEEE)802.15.4的無線網路規格。由於網蜂(Zigbee)通訊協定的有效傳送距離(transmission distance)僅有數百公尺，因此主要用以建構小區域範圍的個人區域網路(personal area network)，主要使用於家庭自動化(home automation)或物聯網(IoT)等小區域範圍的應用。
全球定位系統(GPS)為一種基於衛星(satellite-based)的無線電導航(radionavigation)系統，可藉由全球定位系統接收器(GPS receiver)接收信號以得知定位資料。然而，由於全球定位系統的信號非常微弱，容易受到障礙物(例如建築物)的阻礙而接收失敗。
目前的行動裝置(例如行動電話)大都裝設有全球定位系統接收器，讓使用者可以即時得知所在位置。當使用全球定位系統於定位追蹤的應用時，通常於待追蹤物件(例如汽車、人或動物)設置全球定位系統接收器，當接收到定位資料後，須藉由無線網路(例如寬頻行動網路(broadband mobile network))傳送該定位資料，才能使得遠處的追蹤者得知待追蹤者的位置。然而，寬頻行動網路的費用較高，且未提供於偏遠地區。
因此亟需提出一種新穎的定位追蹤機制，以改善傳統定位追蹤系統的缺失。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種多點通訊系統，其可以較低成本執行即時的定位追蹤，且不會受到環境條件的阻礙。
根據本發明實施例，多點通訊系統包含複數可移動的節點裝置及複數行動的通訊裝置。可移動的節點裝置藉由無線的第一通訊路徑互相連接形成網狀網路，該節點裝置不須含有定位接收器。行動的通訊裝置藉由第二通訊路徑與相應的節點裝置連接。其中節點裝置包含第一通訊協定與第二通訊協定，第二通訊協定異於第一通訊協定，且第一通訊路徑使用第一通訊協定進行通訊，第二通訊路徑使用第二通訊協定進行通訊。其中節點裝置互相傳送及接收資料，以達到資料的分享。
根據本發明另一實施例，定位追蹤方法包含以下步驟：提供複數可移動的節點裝置與複數行動的通訊裝置；其中一節點裝置從相應的通訊裝置得到待追蹤者的定位資料；將定位資料傳送至其他的節點裝置；及追蹤者的通訊裝置從相應的節點裝置得到待追蹤者的定位資料。
第一圖顯示本發明實施例之多點(multi-point)通訊系統100的系統方塊圖。多點通訊系統100主要包含複數可移動的節點裝置11，藉由無線的第一通訊路徑111互相連接形成網狀(mesh)網路或多點網路。其中，每一個節點裝置11可與一個或多個節點裝置11連接。在一實施例中，節點裝置11可包含網蜂(Zigbee)裝置，例如網蜂晶片或模組。然而，在其他實施例中，節點裝置11也可使用(當前或將來)類似於網蜂(Zigbee)的通訊協定，例如Z波(Z-wave)。
多點通訊系統100可包含複數行動的(mobile)通訊裝置12(例如行動電話、電腦、平板等)，藉由有線或無線的第二通訊路徑121與相應的節點裝置11連接。在本實施例中，相應一詞係指通訊裝置12位於節點裝置11的有效傳送距離(transmission distance)之內，因而可以對節點裝置11進行資料的存取。如第一圖所示，通訊裝置12還可藉由第三通訊路徑122連接至網際網路(Internet)13，且可進一步藉由網際網路13存取雲端資料庫14。
根據本實施例的特徵之一，節點裝置11可包含複數不同的通訊協定(protocol)，藉以和其他的節點裝置11及各種通訊裝置12進行通訊。第二圖例示第一圖之節點裝置11與通訊裝置12的細部方塊圖，其中節點裝置11包含第一通訊協定11_1(例如網蜂(Zigbee)通訊協定)及第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、無線網路(Wi-Fi)或/且通用序列匯流排(USB)通訊協定)。其中，第二通訊協定11_2異於第一通訊協定11_1。在一實施例中，節點裝置11不須含有定位接收器，然而通訊裝置12可包含定位接收器12_1，例如全球定位系統(GPS)接收器，用以接收定位資料。
在本實施例中，節點裝置11之間的第一通訊路徑111使用第一通訊協定11_1(例如網蜂(Zigbee))進行通訊，且節點裝置11與通訊裝置12之間的第二通訊路徑121則使用第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi或通用序列匯流排(USB))進行通訊。
根據本實施例的另一特徵，該些節點裝置11可互相傳送及接收資料(例如全球定位系統(GPS)的定位、溫度、高度、濕度等)，以達到資料的分享。藉此，該些節點裝置11可作為該些通訊裝置12之間的溝通介面，使得該些通訊裝置12得以傳送或接收所需的資料。
此外，通訊裝置12可藉由第三通訊路徑122將資料上傳至網際網路13，且可儲存於雲端資料庫14。其他的通訊裝置12也可藉由第三通訊路徑122從網際網路13取得所需資料。藉此，可進一步輔助多點通訊系統100進行資料的分享。
第三圖顯示本發明實施例之定位追蹤(localization and tracking)系統300A的系統方塊圖。第四圖顯示本發明實施例之定位追蹤方法400A的流程圖。本實施例之定位追蹤系統300A的架構同於第一圖之多點通訊系統100，因此沿用相同的元件名稱與符號。定位追蹤系統300A主要包含複數可移動的節點裝置(例如圖示的節點裝置11A、11B、11C及11D)及複數行動的通訊裝置12(步驟41)。其中，節點裝置11A為待追蹤者的節點裝置，通訊裝置12D為追蹤者的通訊裝置。其中，待追蹤者的節點裝置11A可設於待追蹤物件，例如汽車、人或動物。
如第三圖所例示，於步驟42，鄰近待追蹤者(亦即節點裝置11A)的節點裝置11B藉由第二通訊路徑121並使用第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi或通用序列匯流排(USB))，從相應的通訊裝置12B而得到定位資料，例如全球定位系統(GPS)的定位資料。由於待追蹤者的節點裝置11A鄰近節點裝置11B(與通訊裝置12B)，因此待追蹤者的節點裝置11A的位置大約相同於鄰近的節點裝置11B(與通訊裝置12B)的位置
接著，於步驟43，根據前述資料分享機制，該定位資料會藉由第一通訊路徑111並使用第一通訊協定11_1(例如網蜂(Zigbee)通訊協定)，而直接或間接傳送至其他的節點裝置，例如追蹤者相應的節點裝置11D。
於步驟44，當追蹤者的通訊裝置12D位於節點裝置11D的有效傳送距離之內時，通訊裝置12D藉由第二通訊路徑121並使用第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi或通用序列匯流排(USB))，從相應的節點裝置11D得到待追蹤者的定位資料，即可根據所得到的定位資料而得知待追蹤者的位置。
第五圖顯示本發明實施例之定位追蹤系統300B的另一系統方塊圖。第六圖顯示本發明實施例之定位追蹤方法400B的另一流程圖。第五圖的定位追蹤系統300B類似於第三圖的定位追蹤系統300A，不同的地方在於待追蹤者的節點裝置11A未鄰近節點裝置11B。於步驟42B，當通訊裝置12A落入待追蹤者的節點裝置11A的有效傳送距離之內時，通訊裝置12A藉由第二通訊路徑121並使用第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi或通用序列匯流排(USB))，傳送定位資料(例如全球定位系統(GPS)的定位資料)至相應的節點裝置11A。
接著，於步驟43，根據前述資料分享機制，該定位資料會藉由第一通訊路徑111並使用第一通訊協定11_1(例如網蜂(Zigbee)通訊協定)，而直接或間接傳送至其他的節點裝置，例如追蹤者的節點裝置11D。
於步驟44，當追蹤者的通訊裝置12D位於節點裝置11D的有效傳送距離之內時，通訊裝置12D藉由第二通訊路徑121並使用第二通訊協定11_2(例如藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi或通用序列匯流排(USB))，從相應的節點裝置11D得到待追蹤者的定位資料，即可根據所得到的定位資料而得知待追蹤者的位置。
在另一實施例中，第五圖所例示情形可藉由三角定位(triangulation)方法或/且信號強度測距方法等傳統方法，以得知位於節點裝置11A的待追蹤者的位置。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100:多點通訊系統
11:節點裝置
11_1:第一通訊協定
11_2:第二通訊協定
111:第一通訊路徑
12:通訊裝置
12_1:定位接收器
121:第二通訊路徑
122:第三通訊路徑
13:網際網路
14:雲端資料庫
300A:定位追蹤系統
300B:定位追蹤系統
11A:節點裝置
11B:節點裝置
11C:節點裝置
11D:節點裝置
12A:通訊裝置
12B:通訊裝置
12D:通訊裝置
400A:定位追蹤方法
400B:定位追蹤方法
41:提供節點裝置及通訊裝置
42:鄰近待追蹤者的節點裝置從相應的通訊裝置得到定位資料
42B:待追蹤者的節點裝置從相應的通訊裝置得到定位資料
43:根據資料分享機制將定位資料傳送至其他的節點裝置
44:追蹤者的通訊裝置從相應節點裝置得到待追蹤者的定位資料
第一圖顯示本發明實施例之多點通訊系統的系統方塊圖。 第二圖例示第一圖之節點裝置與通訊裝置的細部方塊圖。 第三圖顯示本發明實施例之定位追蹤系統的系統方塊圖。 第四圖顯示本發明實施例之定位追蹤方法的流程圖。 第五圖顯示本發明實施例之定位追蹤系統的另一系統方塊圖。 第六圖顯示本發明實施例之定位追蹤方法的另一流程圖。
100:多點通訊系統
11:節點裝置
111:第一通訊路徑
12:通訊裝置
121:第二通訊路徑
122:第三通訊路徑
13:網際網路
14:雲端資料庫

Claims (15)

  1. 一種多點通訊系統，包含：複數可移動的節點裝置，藉由無線的第一通訊路徑互相連接形成網狀網路，該節點裝置不須含有定位接收器；及複數行動的通訊裝置，藉由第二通訊路徑與相應的節點裝置連接；其中該節點裝置包含第一通訊協定與第二通訊協定，該第二通訊協定異於該第一通訊協定，且該第一通訊路徑使用該第一通訊協定進行通訊，該第二通訊路徑使用該第二通訊協定進行通訊；其中該複數節點裝置作為該複數通訊裝置之間的溝通介面，使得該複數通訊裝置互相傳送及接收資料，以達到資料的分享。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的多點通訊系統，其中該節點裝置包含網蜂裝置。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的多點通訊系統，其中該通訊裝置包含行動電話、電腦或平板。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的多點通訊系統，更包含網際網路，該通訊裝置藉由第三通訊路徑連接至該網際網路。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的多點通訊系統，其中該第一通訊協定包含網蜂通訊協定，該第二通訊協定包含藍牙、無線網路或/且通用序列匯流排通訊協定。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的多點通訊系統，其中該分享的資料包含全球定位系統的定位、溫度、高度或濕度。
  7. 一種定位追蹤方法，包含以下步驟：(a)提供複數可移動的節點裝置與複數行動的通訊裝置；(b)其中一節點裝置從相應的通訊裝置得到待追蹤者的定位資料；(c)將該定位資料傳送至其他的節點裝置；及(d)追蹤者的通訊裝置從相應的節點裝置得到該待追蹤者的定位資料；其中該複數節點裝置作為該複數通訊裝置之間的溝通介面，使得該複數通訊裝置互相傳送及接收資料，以達到資料的分享。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該步驟(b)包含：鄰近該待追蹤者的節點裝置從相應的通訊裝置得到該定位資料。
  9. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該步驟(b)包含：當一通訊裝置落入該待追蹤者的節點裝置的有效傳送距離之內時，該通訊裝置傳送該定位資料至相應的該待追蹤者的節點裝置。
  10. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該節點裝置包含網蜂裝置。
  11. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該通訊裝置包含行動電話、電腦或平板。
  12. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該定位資料包含全球定位系統的定位。
  13. 根據申請專利範圍第7項所述的定位追蹤方法，其中該複數節點裝置藉由無線的第一通訊路徑互相連接形成網狀網路，且該複數通訊裝置藉由第二通訊路徑與相應的節點裝置連接。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的定位追蹤方法，其中該節點裝置包含第一通訊協定與第二通訊協定，該第二通訊協定異於該第一通訊協定，且該第一通訊路徑使用該第一通訊協定進行通訊，該第二通訊路徑使用該第二通訊協定進行通訊。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的定位追蹤方法，其中該第一通訊協定包含網蜂通訊協定，該第二通訊協定包含藍牙、無線網路或/且通用序列匯流排通訊協定。
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