TWI710752B - 水錶之智慧讀取裝置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種水錶之智慧讀取裝置及其控制方法。智慧讀取裝置包括一固定元件、一殼體、一影像擷取元件、一影像分析元件及一傳輸元件。固定元件用以固定於水錶。殼體設置於固定元件上。影像擷取元件設置於殼體內，用以對水錶之一數值顯示區進行拍攝，以獲得一水度影像。水度影像透過影像分析元件或中繼裝置分析出一水度數值。傳輸元件用以傳輸水度數值或水度影像至中繼裝置。

Description

水錶之智慧讀取裝置及其控制方法

本揭露是有關於一種讀取裝置及其控制方法，且特別是有關於一種水錶之智慧讀取裝置及其控制方法。

隨著科技的進步，各式智慧家電不斷推陳出新。其中智慧水錶可以自動讀取水度，以便進行水資源的控制與管理，有助於節能減碳的推行。

然而，消費者欲安裝智慧水錶時，必須將傳統水錶置換，甚至需要對管線進行施工。此一方式需花費相當高的成本，影響消費者安裝的意願。

此外，智慧水錶需要經過相關機關的認證，以確保其準確性。認證程序相當繁瑣，使得智慧水錶難以推展。

再者，水管所使用的口徑不一，智慧水錶可能無法適用於所有的家庭或場所。

因此，研究人員致力於開發一種智慧讀取裝置，以使傳統水錶能夠具備智慧水錶之功能，達成水資源控制與管理的目的。

本揭露係有關於一種水錶之智慧讀取裝置及其控制方法，其將智慧讀取裝置直接套接於傳統水錶上，使得消費者無須更換原本的水錶，也無須大費周章的施工，即可使傳統之水錶具備智慧水錶之功能。如此一來，智慧讀取裝置能夠普及於各個家庭與場所，有效進行水資源的控制與管理。

根據本揭露之一方面，提出一種水錶之智慧讀取裝置。智慧讀取裝置包括一固定元件、一殼體、一影像擷取元件、一影像分析元件及一傳輸元件。固定元件用以固定於水錶。殼體設置於固定元件上。影像擷取元件設置於殼體內，用以對水錶之一數值顯示區進行拍攝，以獲得一水度影像。水度影像係透過影像分析元件或一中繼裝置分析出一水度數值。傳輸元件用以傳輸水度數值或水度影像至中繼裝置。

根據本揭露之另一方面，提出一種水錶之智慧讀取裝置的控制方法。智慧讀取裝置設置於水錶上。智慧讀取裝置的控制方法包括以下步驟。判斷是否達到一預定時間。若達到預定時間，則對水錶之一數值顯示區進行拍攝，以獲得一水度影像。 以一影像分析元件或一中繼裝置分析水度影像，以獲得一水度數值。傳輸水度數值。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

100、100’:智慧讀取裝置

110、110’:固定元件

111:夾持結構

112:夾持結構

113:螺絲

120:影像擷取元件

130:影像分析元件

140:傳輸元件

150:計時元件

160:控制元件

170:儲存元件

180:發光元件

190、190’:殼體

191:底座

192:頂板

193:掀蓋

194:螺絲

600:中繼裝置

610:SIM卡

700:主伺服器

800:手持裝置

900:水錶

BT:電池

CR1:控制訊號

IM1:水度影像

LN:凸透鏡

NM1:水度數值

R1:數值顯示區

RB1:橡膠墊片

RB2:橡膠圈

S110、S120、S130、S140:步驟

TS1:時間訊號

第1圖繪示根據一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置與水錶之示意圖。

第2圖繪示第1圖之底座與水錶的俯視圖。

第3圖繪示第1圖之水錶與殼體的分解圖。

第4圖繪示第1圖之殼體的後視圖。

第5圖繪示第1圖之智慧讀取裝置的方塊圖。

第6圖繪示根據一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置之控制方法的流程圖。

第7圖繪示根據另一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置與水錶之示意圖。

第8圖繪示第7圖之智慧讀取裝置與水錶之剖面圖。

第9~12圖繪示第7圖之智慧讀取裝置的組裝示意圖。

請參照第1圖，其繪示根據一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置100與水錶900之示意圖。本實施例之智慧讀取裝 置100可以直接套接於傳統之水錶900上。消費者無須更換原本的水錶900，也無須大費周章的施工，即可使傳統之水錶900具備智慧水錶之功能。如此一來，智慧讀取裝置100能夠普及於各個家庭與場所，有效進行水資源的控制與管理。

如第1圖所示，智慧讀取裝置100至少包括一固定元件110、一殼體190、一影像擷取元件120、一發光元件180、一影像分析元件130及一傳輸元件140。固定元件110用以固定於水錶900。殼體190設置於固定元件110上。影像擷取元件120設置於殼體190內。影像擷取元件120用以對水錶900之一數值顯示區R1(繪示於第2圖)進行拍攝，以獲得一水度影像IM1。水度影像IM1可以透過影像分析元件130(或一中繼裝置600)分析出一水度數值NM1。傳輸元件140用以傳輸水度數值NM1(或水度影像IM1)至中繼裝置600。中繼裝置600再傳送水度數值NM1至一主伺服器700。

在一實施例中，多個智慧讀取裝置100可以集中設置在大廈頂樓水塔附近，數量例如是超過30個。多個智慧讀取裝置100透過藍芽技術傳輸資料至附近的中繼裝置600(例如是IDAM,Industrial Data Acquisition Module)，中繼裝置600再將該些資料整合，例如是整合成一個封包，並透過4G-LTE/NB-IOT模組傳送該些資料至主伺服器700。如此一來，只需在中繼裝置600插入SIM卡610，而無須讓所有智慧讀取裝置100均配置SIM卡610並個別地與主伺服器700進行通訊。藉此， 可改善智慧讀取裝置100彼此間通訊互相干擾的問題，舉例來說，在LORA通訊標準協定中，裝置在傳送信號前並不會去偵測是否有其他裝置正在進行通訊，則當頂樓水塔配置數量愈多則彼此之間的傳輸訊號彼此干擾機率愈高；此外，也可改善訊號傳送失數的問題，例如是於LORA通訊標準協定中，訊號一經傳送即不會進行重傳即使傳送失敗，但藉由中繼裝置600的設計，中繼裝置600可檢視訊號是否成功傳送，若經傳送失敗可再進行重傳；再者，中繼裝置600除了可降低通訊成本，例如於每個智慧讀取裝置100設置SIM卡610的成本，也可降低通訊頻寬需求。

此外，如第1圖所示，殼體190包括一底座191、一頂板192及一掀蓋193。頂板192連接於底座191。頂板192具有一凸透鏡LN。掀蓋193連接於頂板192。當掀蓋193開啟時，發光元件180啟動，以供使用者觀看數值顯示區R1(繪示於第2圖)。

影像擷取元件120之影像擷取過程類似暗房拍照，發光元件180提供閃光(flash)，影像擷取元件120之鏡頭於一實施例中可不具自動對焦功能，而是固定焦距，此可減少影像擷取元件120之成本。因為影像擷取元件120與水錶900之距離係固定，故對於自動對焦功能之需求相當低。

請參照第2圖，其繪示第1圖之底座191與水錶900的俯視圖。智慧讀取裝置100更包括一電池BT。電池BT例如是鋰電池。使用者將頂板192打開後，即可更換電池BT，此種設計對 於電池BT之更換將更於容易，而可減少電池BT更換之成本。於一實施例中，電池BT使用壽命約為七、八年。

此外，智慧讀取裝置100可包括一鉛封。鉛封係將鉛塊以鋼繩連接，避免被有心人士調整或更改設定，而具有防偷設計。於一實施例中，智慧讀取裝置100更可具有主動式偵測功能，例如是以重力感應計(G-sensor)偵測是否被移動，或以連接埠偵測是否被拿起而斷開連接，智慧讀取裝置100可立即主動傳送異常訊息予主伺服器700。

在一實施例中，殼體190之高度為20公分以下，以使智慧讀取裝置100能夠安裝於水錶900之規範範圍內。舉例來說，若複數水錶900是垂直配置，則當殼體190超過20公分時，可能導致頂板192無法開啟，例如是會頂到另一水錶下側。藉由將殼體190之高度做一個合理限制，可同時兼顧成本以及使用便利性。

再者，在進行智慧讀取裝置100安裝時，若安裝過程不順利，現場負責安裝人員可以透過應用程式(app)來啟動藍芽，並以手持裝置顯示慧讀取裝置100的設定值，以利於安裝作業。並且，安裝人員可以藉由資訊設定埠(Debug Port)來調整設定值，以進行設定值取或覆寫。於一實施例中，當現場安裝人員持電子裝置接近該智慧讀取裝置100時，智慧讀取裝置100可自動連結至電子裝置上的應用程式並顯示設定值，例如是經由藍芽連結。

請參照第3~4圖，第3圖繪示第1圖之水錶900與殼體190的分解圖，第4圖繪示第1圖之殼體190的後視圖。水錶900與殼體190之間可以設置一橡膠墊片RB1，並且在殼體190之下方可設置一橡膠圈RB2。如此一來，智慧讀取裝置100具有防水功能，可包覆連接處，以避免水氣覆蓋數值顯示區R1產生誤判的情況。

請參照第5圖，其繪示第1圖之智慧讀取裝置100的方塊圖。智慧讀取裝置100包括固定元件110、影像擷取元件120、影像分析元件130、傳輸元件140、計時元件150、控制元件160及儲存元件170。各項元件之主要功能說明如下。

固定元件110用以固定於水錶900上，例如是(但不局限於)一夾持元件、一磁吸元件、一鎖附元件、一彈性套接元件或具備固定功能的各種元件與結構。

影像擷取元件120用以拍攝影像，例如是(但不局限於)一相機、一鏡頭、一數位感光元件或具備影像擷取功能之各項元件。

影像分析元件130用以進行影像分析程序，例如是(但不局限於)一晶片、一電路板、一電路、一韌體、或儲存數組程式碼之儲存裝置。

傳輸元件140用以傳輸元件，例如是(但不局限於)一藍芽傳輸模組、一LoRa射頻模組、一Wifi模組、或一傳輸線。

計時元件150用以計算時間，例如是(但不局限於)一晶片、一電路板、一電路、一韌體、或儲存數組程式碼之儲存裝置。

控制元件160用以控制影像擷取元件120及傳輸元件140之操作，例如是(但不局限於)一晶片、一電路板、一電路、一韌體、或儲存數組程式碼之儲存裝置。

儲存元件170用以儲存各種資料，例如是(但不局限於)一記憶體。以下更搭配流程圖詳細說明智慧讀取裝置100之各項元件的運作方式。

請參照第6圖，其繪示根據一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置100之控制方法的流程圖。以下搭配第5圖之方塊圖說明流程圖之各步驟之運作。首先，在步驟S110中，控制元件160判斷是否達到一預定時間，預定時間例如是一個月、一周或一天。如第6圖所示，若已達到預定時間，則進入步驟S120；若未達預定時間，則回至步驟S110。如第6圖所示，計時元件150提供一時間訊號TS1至控制元件160，控制元件160根據時間訊號TS1得知是否達到預定時間。時間訊號TS1例如是(但不局限於)時間累計資訊(如累計502分鐘、累計678分鐘等)、或標準時間資訊(如1：00、3月5日等)。

接著，在步驟S120中，控制元件160輸出一控制訊號CR1至影像擷取元件120，使影像擷取元件120對水錶900之一數值顯示區R1(繪示於第2圖)進行拍攝，以獲得一水度影像IM1。水度影像IM1例如是(但不局限於)單色影像、彩色影像、或單色灰階影像。

然後，在步驟S130中，分析水度影像IM1，以獲得水度數值NM1。在此步驟中，例如是(但不局限於)係透過一光學文字辨識技術(Optical Character Recognition)辨識出水 度數值NM1。或者，在一實施例中，例如是(但不局限於)利用一深度學習模型辨識出水度數值NM1。在此步驟中，可以透過影像分析元件130來執行此步驟，亦可透過中繼裝置600來執行此步驟。

在一實施例中，影像分析元件130分析取得的水度數值NM1與前次之水度數值NM1之差值超過一預設值時，代表分析有錯誤，需重新執行步驟S120，以取得水度影像IM1再次進行分析。若分析取得的水度數值NM1小於前次水度數值NM1，同樣有錯，也需再重新執行步驟S120。預設值可在遠端進行設定。

若步驟S120重新執行了五次(例如是一分鐘拍了五張)，分析取得的水度數值NM1都超出範圍，則仍上傳水度數值NM1。

接著，在步驟S140中，中繼裝置600傳輸水度數值NM1至主伺服器700或手持裝置800。在一實施例中，智慧讀取裝置100可不進行分析取得水度數值NM1的步驟，而直接藉由傳輸元件140將水度影像IM1傳送至主伺服器700或手持裝置800，此種做法較耗電但智慧取裝置100可不需配置影像分析元件130。相較於傳送水度影像IM1的做法，分析取得並傳送水度數值NM1的做法較省電。

在一實施例中(但不局限於)，傳輸元件140可以透過藍芽技術傳遞水度數值NM1(或水度影像IM1)至中繼裝置600。或者，在另一實施例中(但不局限於)，傳輸元件140可以透過LoRa技術傳遞水度數值NM1(或水度影像IM1)至中繼 裝置600。在一實施例中，在傳遞水度數值NM1時，若無法在第一時間順利傳遞成功，中繼裝置600可以重複發送預定次數，直到傳遞成功。

在另一實施例中，水度數值NM1可以儲存於智慧讀取裝置100之儲存元件170或中繼裝置600中，使用者亦可主動從儲存元件170或中繼裝置600取得完整的水度數值NM1。

請參照第7~8圖，第7圖繪示根據另一實施例(但不局限於)之智慧讀取裝置100’與水錶900之示意圖，第8圖繪示根據第7圖之智慧讀取裝置100’與水錶900的剖面圖。本實施例之智慧讀取裝置100’亦可直接套接於傳統之水錶900上。消費者無須更換原本的水錶900，也無須大費周章的施工，即可使傳統之水錶900具備智慧水錶之功能。如此一來，智慧讀取裝置100能夠普及於各個家庭與場所，有效進行水資源的控制與管理。

請參照第9~12圖，其繪示第7圖之智慧讀取裝置100’的組裝示意圖。首先，如第9~10圖所示，在一實施例中，固定元件110’可以是(但不局限於)由兩個半圓形之夾持結構111、112所組成。夾持結構111與夾持結構112從水錶900之兩側夾持水錶900。透過螺絲113鎖合夾持結構111與夾持結構112，以緊密地套接水錶900上。

在另一實施例中(但不局限於)，夾持結構111、112可以具有磁性，而直接吸附於水錶900之外側壁。

或者，在另一實施例中(但不局限於)，夾持結構111、112可以具有伸縮性，以匹配各種不同尺寸之水錶。

接著，如第11~12圖所示，智慧讀取裝置100’之殼體190’由上方透過螺絲194鎖合於固定元件110上。

透過上述組裝方式，水錶900無須進行結構上的更動，使用者可以輕易地將智慧讀取裝置100’組裝於水錶900上。

透過上述說明，上述實施例之智慧讀取裝置100、100’可以直接套接於傳統之水錶900上。使用者無須更換原本的水錶900，也無須大費周章的施工，即可使傳統之水錶900具備智慧水錶之功能。如此一來，智慧讀取裝置100、100’能夠普及於各個家庭與場所，有效進行水資源的控制與管理。

綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:智慧讀取裝置

110:固定元件

120:影像擷取元件

130:影像分析元件

140:傳輸元件

180:發光元件

190:殼體

191:底座

192:頂板

193:掀蓋

900:水錶

600:中繼裝置

610:SIM卡

700:主伺服器

IM1:水度影像

LN:凸透鏡

NM1:水度數值

Claims (17)

1. 一種水錶之智慧讀取裝置，包括：一固定元件，用以固定於該水錶；一發光元件，用以對一數值顯示區提供一光源；一殼體，設置於該固定元件上，其中該殼體包括：一底座；一頂板，連接於該底座，該頂板具有一凸透鏡；以及一掀蓋，連接於該頂板，當該掀蓋開啟時，該發光元件啟動，以供一使用者觀看該數值顯示區；一影像擷取元件，設置於該殼體內，該影像擷取元件用以對該水錶之該數值顯示區進行拍攝，以獲得一水度影像；一影像分析元件，該水度影像係透過該影像分析元件或一中繼裝置分析出一水度數值；以及一傳輸元件，用以傳輸該水度數值或該水度影像至該中繼裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，更包括：一計時元件，用以提供一時間訊號；以及一控制元件，係依據該時間訊號控制該影像擷取元件進行拍攝。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該固定元件係為一夾持元件、一磁吸元件、一鎖附元件或一彈性套接元件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該傳輸元件係為一藍芽傳輸模組、一LoRa射頻模組、一NB-IoT模組、一4G-LTE模組、或一Wifi模組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該影像分析元件係透過一深度學習模型或一光學文字辨識技術(Optical Character Recognition)辨識出該水度數值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中若該水度影像有一角度偏差時，則該影像分析元件或該中繼裝置依據該水度影像取得一旋轉角度，並依據該旋轉角度對該水度影像進行旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該中繼裝置傳送該水度數值至一主伺服器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該水錶係為一電磁水錶(Electromagnetic water meter)、一沃爾特曼水錶(Woltmann water meter)、或一多重噴嘴式水錶(Multi-Jet water meter)。
9. 如申請專利範圍第1項所述之水錶之智慧讀取裝置，其中該固定元件係依據該水錶的尺寸、種類而調整，以固定於各種尺寸、種類的該水錶上。
10. 一種水錶之智慧讀取裝置的控制方法，該智慧讀取裝置設置於該水錶上，該控制方法包括：判斷是否達到一預定時間；若達到該預定時間，則對該水錶之一數值顯示區進行拍攝，以獲得一水度影像；以一影像分析元件或一中繼裝置分析該水度影像，以獲得一水度數值；傳輸該水度數值；以及在對該水錶之該數值顯示區進行拍攝之步驟中，更以一發光元件提供一光源，且該智慧讀取裝置包含一殼體，當該殼體中連接於一頂板的一掀蓋開啟時，該發光元件啟動以供一使用者觀看該數值顯示區。
11. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中在傳輸該水度數值之步驟中，係以一藍芽傳輸模組、一LoRa射頻模組、一NB-IoT模組、一4G-LTE模組、或一Wifi模組傳輸該水度數值。
12. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中在分析該水度影像之步驟中，係透過一深度學習模型或一光學文字辨識技術(Optical Character Recognition)辨識出該水度數值。
13. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中在分析該水度影像的步驟中，若該水度影像有一角度偏差時，則依據該水度影像取得一旋轉角度，並依據該旋轉角度對該水度影像進行旋轉。
14. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中該水度數值係傳輸至一主伺服器。
15. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中該水錶係為一電磁水錶(Electromagnetic water meter)、一沃爾特曼水錶(Woltmann water meter)、或一多重噴嘴式水錶(Multi-Jet water meter)。
16. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中該智慧讀取裝置係透過一固定元件固定於該水錶，該固定元件係為套接於水錶之周圍的一鎖附結構。
17. 如申請專利範圍第10項所述之水錶之智慧讀取裝置之控制方法，其中該固定元件係依據該水錶的尺寸、種類而調整，以固定於各種尺寸、種類的該水錶上。

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