TWI697775B

TWI697775B - 模組化監測裝置

Info

Publication number: TWI697775B
Application number: TW107143529A
Authority: TW
Inventors: 馮輝譯
Original assignee: 谷林運算股份有限公司
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-07-01
Also published as: TW202022612A

Abstract

本發明提出一種模組化監測裝置，包含：擴充介面、複數感測器模組、儲存媒體、處理器及通訊電路。儲存媒體儲存感測器模組的各類型碼及對應的資料轉換函式。感測器模組選擇性可插拔的耦接至擴充介面，經由擴充介面輸出此感測器模組的類型碼及感測訊號。處理器透過擴充介面取得插接至擴充介面的至少一個感測器模組的類型碼及感測訊號，並自儲存媒體中取得對應類型碼的資料轉換函式，以依據資料轉換函式將感測訊號轉換為一監測資訊。通訊電路通訊連接一伺服器，以將插接至擴充介面的至少一個感測器模組的監測資訊傳送至伺服器。

Description

模組化監測裝置

本發明是有關於一種監測裝置，特別是指一種模組化監測裝置。

由於物聯網的發展成熟，工業上愈來愈多相關應用。其中，用於工業設備的監測便是其中一種。然而，原本使用的工業設備並無與物聯網設備介接的介面，業者只能選擇更動工業設備，將工業設備拆開，改裝其內部電路，另一方面，還需要更改工業設備的韌體或軟體，方可使物聯網設備能與工業設備交互運作。再者，由於每一工業設備的廠牌、功能都不相同，對於不同的工業設備，均需專門設計與其配合的硬體與軟體。如此大幅的變動，需要耗費人力與研發時間及金錢，成為實務推廣上的障礙。

有鑑於此，本發明提出一種模組化監測裝置，包含：擴充介面、複數感測器模組、儲存媒體、處理器及通訊電路。處理器耦接擴充介面、儲存媒體及通訊電路。儲存媒體儲存此些感測器模組的各類型碼及對應的資料轉換函式。

感測器模組選擇性可插拔的耦接至擴充介面，各感測器模組包含感測器、記憶體及控制器。記憶體儲存類型碼。感測器依據感測結果產生感測訊號。控制器輸出類型碼及感測訊號。

處理器透過擴充介面取得插接至擴充介面的至少一個感測器模組的類型碼及感測訊號，並自儲存媒體中取得對應類型碼的資料轉換函式，以依據資料轉換函式將感測訊號轉換為一監測資訊。通訊電路通訊連接一伺服器，以將插接至擴充介面的至少一個感測器模組的監測資訊傳送至伺服器。

在一些實施例中，感測訊號為數位訊號或類比訊號。

在一些實施例中，模組化監測裝置更包括攝影機，供拍攝設備的人機介面，耦接於處理器，處理器透過影像辨識技術識別人機介面的顯示資訊。

在一些實施例中，模組化監測裝置更包含訊號輸出模組，可插拔的耦接至擴充介面，處理器經由擴充介面利用訊號輸出模組輸出資訊。

在一些實施例中，感測器為光學感測器，供設置於一設備的至少一指示燈前，以偵測指示燈的明滅狀態。

在一些實施例中，感測器為光遮斷感測器。

在一些實施例中，感測器為電流計。

在一些實施例中，感測器為溫度計。

在一些實施例中，感測器為濕度計。

綜上所述，本發明之模組化監測裝置可供監測一個或多個設備，並可供使用者隨時隨地監看。並且，透過模組化的設計，可彈性的依使用者需求裝設合適的感測器模組或/及訊號輸出模組。

參照圖1至圖4，係分別為本發明一實施例之模組化監測裝置之連接示意圖、方塊示意圖、架構示意圖及使用狀態示意圖（一）。模組化監測裝置100可供監測一台或多台設備200，以將取得的監測資訊經由網路300傳送至伺服器400儲存。所述設備200可以是加工設備、製程設備、物流移載設備（如機械手臂、輸送帶）、檢測設備等。使用者可操作行動裝置500，經由網路300連接至伺服器400，而取得監測資訊。行動裝置500可以報表、圖表等形式呈現監測資訊。藉此，使用者可隨時隨地得知設備200的運作狀況、產能、稼動率等。所述報表、圖表可以由伺服器400統整而產生，亦可以由行動裝置500產生。

模組化監測裝置100包含擴充介面110、複數感測器模組120、儲存媒體130、處理器140及通訊電路150。在本實施例中，擴充介面110是呈軌道形式，供多個感測器模組120插接於其上。所述軌道上佈設多條傳輸線，供傳遞訊號。主機160同樣插接於軌道上，並設有儲存媒體130、處理器140及通訊電路150。儲存媒體130可以是記憶體、記憶卡、硬碟等非暫存性記憶體。處理器140可以是可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller）或計算機數字控制（Computer numerical control，CNC）等。通訊電路150支援如乙太網路、無線保真（Wi-Fi）、行動通訊技術等，以連接網路300。

感測器模組120主要包含感測器121、控制器122及記憶體123。在一些實施例中，感測器121可以例如是光學感測器、光遮斷感測器、遮斷計數器、電流計、溫度計、濕度計等，本發明實施例之感測器121不以上述為限。感測器121依據感測結果產生感測訊號。記憶體123為非暫存性記憶體，儲存代表感測器121的類型的類型碼。控制器122可以是嵌入式控制器。控制器122耦接感測器121及記憶體123，並輸出類型碼及感測訊號。在一些實施例中，控制器122及記憶體123可以由單一嵌入式控制器實現，亦即記憶體123為控制器122的內建記憶體。

處理器140耦接擴充介面110。因此，處理器140可透過擴充介面110接收到插接至擴充介面110的感測器模組120所輸出的類型碼及感測訊號。處理器140還耦接儲存媒體130及通訊電路150。儲存媒體130儲存感測器模組120的各類型碼及對應的資料轉換函式。處理器140可自儲存媒體130中取得對應插接至擴充介面110的感測器模組120的類型碼的資料轉換函式，以依據此資料轉換函式將接收到的感測訊號轉換為監測資訊。通訊電路150通訊連接伺服器400，以將插接至擴充介面110的感測器模組120的監測資訊傳送至伺服器400。

合併參照圖1及圖4，設備200包含多個指示燈210，其明滅狀態分別可以指示不同的狀態。在一些實施例中，指示燈210可以輸出不同顏色。感測器模組120a可以是用以偵測色燈明滅狀態，包含可感測光訊號的感測器121a。在此，感測器121a可偵測指示燈210的明滅狀態。處理器140接收到的感測訊號可以是光學感測器的感光量或與感光量相對應的電壓值或電流值。亦即，感測訊號可以是數位訊號，也可以是類比訊號，本發明實施例不限制其形式。透過感光量、電壓值或電流值的大小，可以區別出指示燈210是否發光。因此，透過資料轉換函式，可以將感測訊號轉換為設備200的一些運作狀態（如開機與否、正常、異常等）的監測資訊。

合併參照圖1、圖2及圖4，模組化監測裝置100還可包含攝影機170。攝影機170可架設於設備200的人機介面220前方，以拍攝人機介面220之影像。在此，人機介面220是顯示螢幕，但本發明實施例非限於此。在一些實施例中，人機介面220可以是儀表板、字幕顯示器、數字顯示器、發光二極體（LED）看板等。攝影機170可透過通用序列匯流排（USB）、乙太網路等介面耦接處理器140，但本發明實施例非限制為外接形式。處理器140取得人機介面220之影像後，可透過影像辨識技術識別人機介面220的顯示資訊。例如，識別顯示螢幕上的文字、數字等內容。處理器140再經由通訊電路150將顯示資訊傳送至伺服器400。伺服器400可將前述監測資訊與顯示資訊進行整合，再提供給使用者的行動裝置500。在一些實施例中，攝影機170拍攝的影像亦可傳送至伺服器400儲存，或轉送至使用者的行動裝置500。所述影像可以是一張或多張靜態影像，或是動態影像（即影片）。所述動態影像可以是即時串流影像或是影片檔。在一些實施例中，模組化監測裝置100可不對影像進行影像識別，而是由伺服器400來進行影像識別處理。

合併參照圖1及圖5，圖5為本發明一實施例之模組化監測裝置之使用狀態示意圖（二）。感測器模組120b可以用於計次，包含能偵測光遮斷的感測器121b，但本發明實施例非限於光學方式，例如可透過超音波、雷達等方式來偵測遮斷情形。在此，感測器121b可偵測輸送帶600上的物品610通過，因而造成其感測訊號的變化。處理器140可透過資料轉換函式並根據感測訊號的變化，計數輸送帶600上的物品610數量。在此，物品610可為成品或原料。

合併參照圖1及圖6，圖6為本發明一實施例之模組化監測裝置之使用狀態示意圖（三）。感測器模組120c可以用於偵測物品610狀態，包含能偵測光遮斷或距離的感測器121c、121d，例如透過光學、聲學、雷達等方式。感測器121c與感測器121d以不同高度分別設置在物品610一側。處理器140可透過資料轉換函式並根據兩個感測器121c、121d的感測訊號，知道物品610數量多寡。在此，物品以固體為例，然而其亦可以是液體。在此，物品610可為成品或原料。

合併參照圖1、圖2及圖4，感測器模組120d可以用於偵測設備200的電流，包含為電流計171的感測器121。藉此，處理器140可透過資料轉換函式並根據感測訊號取得電流值，甚至計算消耗功率。感測器模組120e可以用於偵測環境溫度或/及濕度。

參照圖1及圖2，模組化監測裝置100還可包含訊號輸出模組180，可插拔的耦接至擴充介面110。處理器140經由擴充介面110利用訊號輸出模組180輸出資訊。舉例來說，訊號輸出模組180可以包含多個色燈，此些色燈可設置在設備200上，用來指示在場人員特定訊息。但本發明實施例非限於此，訊號輸出模組180也可以包含顯示螢幕、喇叭等輸出介面，以輸出資訊。

參照圖1，模組化監測裝置100還包含電源190，係可因應主機160、感測器模組120及訊號輸出模組180的工作需求提供不同電壓的用電。電源190可接收市電來轉換出所需電壓，或/及具備電池來提供電力。

參照圖7，係為本發明另一實施例之模組化監測裝置之連接示意圖。與圖1之差異在於，模組化監測裝置100可包含多個擴充介面110，每個擴充介面110包含連接器111。於此，以兩個擴充介面110為例，兩個連接器111彼此耦接，使得模組化監測裝置100可包含更多感測器模組120或/及訊號輸出模組180。在此，兩個連接器111的耦接方式可以是接觸連接、插接、卡接或是透過導線連接。

模組化監測裝置 100 擴充介面 110 連接器 111 感測器模組 120、120a、120b、120c、120d、120e 感測器 121、121a、121b、121c、121d 控制器 122 記憶體 123 儲存媒體 130 處理器 140 通訊電路 150 主機 160 攝影機 170 電流計 171 訊號輸出模組 180 電源 190 設備 200 指示燈 210 人機介面 220 網路 300 伺服器 400 行動裝置 500 輸送帶 600 物品 610

[圖1]為本發明一實施例之模組化監測裝置之連接示意圖。 [圖2]為本發明一實施例之模組化監測裝置之方塊示意圖。 [圖3]為本發明一實施例之模組化監測裝置之架構示意圖。 [圖4]為本發明一實施例之模組化監測裝置之使用狀態示意圖（一）。 [圖5]為本發明一實施例之模組化監測裝置之使用狀態示意圖（二）。 [圖6]為本發明一實施例之模組化監測裝置之使用狀態示意圖（三）。 [圖7]為本發明另一實施例之模組化監測裝置之連接示意圖。

模組化監測裝置 100 擴充介面 110 感測器模組 120 感測器 121 控制器 122 記憶體 123 儲存媒體 130 處理器 140 通訊電路 150 主機 160 攝影機 170 訊號輸出模組 180

Claims

一種模組化監測裝置，供監測一設備，該模組化監測裝置包含：一擴充介面，該擴充介面包含有一軌道、複數布設於該軌道上之傳輸線；複數感測器模組，選擇性可插拔的耦接至該擴充介面之該軌道上並與該傳輸線電性連結，各該感測器模組包含一感測器、一記憶體及一控制器，該記憶體儲存一類型碼，該感測器依據感測結果產生一感測訊號，該控制器輸出該類型碼及該感測訊號；一儲存媒體，儲存該些感測器模組的各該類型碼及對應的資料轉換函式；一處理器，耦接該擴充介面及該儲存媒體，以透過該擴充介面取得插接至該擴充介面的至少一個該感測器模組的該類型碼及該感測訊號，並自該儲存媒體中取得對應該類型碼的該資料轉換函式，以依據該資料轉換函式將該感測訊號轉換為一監測資訊，其中該監測資訊為該設備的運作狀態；及一通訊電路，耦接於該處理器，通訊連接一伺服器，以將插接至該擴充介面的至少一個該感測器模組的該監測資訊傳送至該伺服器。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測訊號為一數位訊號。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測訊號為一類比訊號。
如請求項1所述之模組化監測裝置，更包括一攝影機，供拍攝一設備的人機介面，耦接於該處理器，該處理器透過影像辨識技術識別該人機介面的顯示資訊。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測器為光學感測器，供設置於一設備的至少一指示燈前，以偵測該至少一指示燈的明滅狀態。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測器為一光遮斷感測器。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測器為一電流計。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測器為一溫度計。
如請求項1所述之模組化監測裝置，其中該感測器為一濕度計。
如請求項1所述之模組化監測裝置，更包含一訊號輸出模組，可插拔的耦接至該擴充介面，該處理器經由該擴充介面利用該訊號輸出模組輸出資訊。