TWI758879B - 可長時間使用之定位裝置 - Google Patents

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Abstract

一種定位裝置，包括光電轉換模組、第一通訊模組、電池模組與處理模組。光電轉換模組接收光源，並將光源轉換成第一電力，以提供第一電力，其中該光源包括低照度光源。第一通訊模組用於發射無線訊號至外部裝置，以與外部裝置連線。電池模組耦接光電轉換模組，接收第一電力並進行充電，以提供工作電力。處理模組耦接第一通訊模組與電池模組。處理模組利用工作電力，控制第一通訊模組發射無線訊號。

Description

可長時間使用之定位裝置
本發明關於一種定位裝置，特別是關於一種可增加使用時間的定位裝置。
近年來，隨著科技與網路的進步，定位器已成為大多數使用者不可或缺的設備。為了避免寵物、兒童或老人等走失或是背包、公事包等配件遺失，使用者可以將定位器配置於寵物、兒童、老人、背包、公事包上，以便提供對應的定位資訊。
然而，由於定位器需要不停地傳送定位資訊，如此會增加定位器的耗電量並降低定位器的使用時間。因此，如何有效地增加定位器的使用時間是當前重要的課題。
本發明提供一種定位裝置，藉以增加定位裝置的使用時間，並增加使用上的便利性。
本發明提供一種定位裝置，包括光電轉換模組、第一通訊模組電池模組與處理模組。光電轉換模組接收光源，並將光源轉換成第一電力，以提供第一電力，其中光源包括低照度光源。第一通訊模組用於發射無線訊號至外部裝置，以與外部裝置連線。電池模組耦接光電轉換模組，接收第一電力並進行充電，以提供工作電力。處理模組耦接光電轉換模組與第一通訊模組。處理模組利用工作電力，控制第一通訊模組發射無線訊號。
本發明所揭露之定位裝置，透過光電轉換模組將低照度光源轉換成第一電力，而電池模組接收第一電力進行充電以提供工作電力，且處理模組利用電池模組所提供的工作電力，控制第一通訊模組發射無線訊號至外部裝置，以與外部裝置連線。如此一來，可以有效地增加定位裝置的使用時間，並增加使用上的便利性。
必須了解的是，使用於本說明書中的「包含」、「包括」等詞，是用以表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。
「第一」、「第二」等詞是用來修飾元件，並非用來表示之間優先順序或先行關係，而僅用來區別具有相同名字的元件。
在以下所列舉的各實施例中，將以相同的標號代表相同或相似的元件或組件。
第1圖為依據本發明之一實施例之定位裝置的示意圖。本實施例之定位裝置100可適用於物品(例如背包、公事包等)、物體(例如寵物、老人或兒童)等。也就是說，可以將定位裝置100配置於物品、物體上，以便於透過定位裝置100得知物品、物體所處的位置，且當物體走失或物品遺失時，可以透過定位裝置100所提供的資訊，以便快速找到物品、物體。
請參考第1圖，定位裝置100包括光電轉換模組110、第一通訊模組120、電池模組140與處理模組130。
光電轉換模組110可以接收光源，並將光源轉換成第一電力，並提供第一電力。此第一電力可以提供定位裝置100的基礎運作電力。在本實施例中，上述光源可以包括低照度光源，但本發明實施例不限於此。另外，上述低照度光源可以是環境光、電子裝置或元件所產生的光等，但本發明實施例不限於此。此外，上述低照度光源的照度可以為50Lux以上，例如50Lux至100Lux或以上，但本發明實施例不限於此。也就是說，當低照度光源的照度大於或等於50Lux時，光電轉換模組110即可提供對應照度的第一電力，亦即光電轉換模組110可以在低照度光源的環境進行發電。當然地，當光源的照度越高時，光電轉換模組110所提供之第一電力的電量也越高。再者，上述光源可以進一步包括其他照度光源，其中其他照度光源的照度例如為大於低照度光源的照度(即50Lux至100Lux)。也就是說，光電轉換模組110也可以將其他照度光源轉換成第一電力，亦即光電轉換模組110不是一定要在低照度光源的環境才能發電，以增加使用上的便利性。
進一步來說，光電轉換模組110例如包括染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized Solar Cell, DSC)111與能量採集(energy harvesting)模組112。染料敏化太陽能電池111將低照度光源轉換第一電力。能量採集模組112耦接染料敏化太陽能電池112與電池模組140，對第一電力進行處理，以提供第一電力至電池模組140。
第一通訊模組120用於發射無線訊號至外部裝置200(如第2圖所示)，以偵測外部裝置200的無線訊號。也就是說，當第一通訊模組120接收到外部裝置200的無線訊號時，表示定位裝置100鄰近於外部裝置200，且定位裝置100在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內(如第2圖所示之“≦R”)。
如此一來，監控端的使用者可以透過外部裝置200上所顯示之外部裝置200與定位裝置100的連線資訊，以得知定位裝置100是在外部裝置200的附近。在本實施例中，第一通訊模組120的通訊協定例如為藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy, BLE)，但本發明實施例不限於此。另外，外部裝置200例如為智慧型手機、無線USB橋接器(Wireless USB dongle)等，但本發明實施例不限於此。
電池模組140耦接光電轉換模組110，接收第一電力並進行充電，以提供工作電力。在本實施例中，電池模組140可以是充電電池，例如為鋰電池或其他類似功能的儲能裝置，但本發明實施例不限於此。處理模組130耦接第一通訊模組120與電池模組140。處理模組130利用電池模組140所提供的工作電力(例如光電轉換模組110所提供的第一電力)，控制第一通訊模組120利用工作電力進行運作並發射無線訊號至外部裝置200，以便與外部裝置200連線。在本實施例中，處理模組130可以是微處理器(Micro Processor)或微控制器(Micro Controller Unit, MCU)，但本發明實施例不限於此。
進一步來說，本實施例之定位裝置100更包括第二通訊模組150。在本實施例中，第二通訊模組150的耗電量及通訊距離例如高於第一通訊模組120的耗電量及通訊距離。
第二通訊模組150耦接處理模組130，用於提供定位訊號至雲端300(如第3圖所示)。在本實施例中，定位訊號可以包括有定位裝置100的定位資訊。接著，監控端的使用者可以透過電子裝置(圖未示，例如智慧型手機、筆記型電腦等)與雲端300連線，以從雲端300取得定位裝置100的定位資訊，並可依據定位裝置100之定位資訊對應的所在位置，找到配置有定位裝置100的物體或物品，進而增加使用上的便利性。另外，第二通訊模組150的通訊協定例如為無線保真(Wireless Fidelity, WiFi)、窄頻物聯網技術(NB-IoT)、sigfox、長程演進技術(Long Term Evolution, LTE)等，但本發明實施例不限於此。
在定位裝置100的操作上，處理模組130可以依據第一通訊模組120與外部裝置200的連線狀態，處理模組130利用電池模組140所提供的工作電力，控制第一通訊模組120運作並發射無線訊號至外部裝置，以與外部裝置連線(如第2圖所示)，或是處理模組130切換控制第二通訊模組150運作並提供定位訊號至雲端300(如第3圖所示)。也就是說，處理模組130可以偵測第一通訊模組120與外部裝置200的連線狀態，選擇控制第一通訊模組120或是第二通訊模組150來提供定位資訊。
進一步來說，當處理模組130偵測到上述連線狀態為第一通訊模組120與外部裝置200連線時，表示定位裝置100鄰近於外部裝置200且定位裝置100在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R(如第2圖所示之“≦R”)內，如第2圖所示。此時，處理模組130可以利用電池模組140所提供的工作電力，控制第一通訊模組120運作並發射無線訊號至外部裝置200。如此一來，由於第一通訊模組130的耗電量低於第二通訊模組150的耗電量，且此時第二通訊模組150不會運作，可以有效地減少電池模組140的耗電量，並增加定位裝置100的使用時間。
另外，當處理模組130偵測到連線狀態為第一通訊模組120與外部裝置200未連線時，表示定位裝置100遠離於外部裝置200且定位裝置100不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線範圍內。此時，處理模組130仍利用電池模組140所提供的工作電力，且切換控制第二通訊模組150運作並提供定位訊號至雲端300。接著，監控端的使用者可以透過電子裝置(圖未示)與雲端300連線，以從雲端300取得定位裝置100的定位資訊，並可依據定位裝置100之定位資訊對應的所在位置，找到配置有定位裝置100的物體或物品。
進一步來說，在一些實施例中，當連線狀態為第一通訊模組120與外部裝置200未連線時，表示定位裝置100已經完全不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內或是定位裝置100暫時不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內，處理模組130不會馬上切換控制第二通訊模組150運作。而於一預設時間內，處理模組130會持續偵測連線狀態是否為第一通訊模組120與外部裝置200未連線，以確認定位裝置100已經完全不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內或是定位裝置100暫時不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內。
當在預設時間內且處理模組130偵測到連線狀態為第一通訊模組120與外部裝置200連線時，表示定位裝置100暫時不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內，接著定位裝置100又回到第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內。此時，處理模組130可以仍控制第一通訊模組120繼續運作並發射無線訊號至外部裝置200。如此，監控端的使用者可以透過外部裝置200所顯示之連線資訊，以得知定位裝置100仍在外部裝置200的附近，且配置有定位裝置100的物體沒有走失或物品沒有遺失。
另外，當超過預設時間且處理模組130偵測到連線狀態仍為第一通訊模組120與外部裝置200未連線時，表示定位裝置100已經完全不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內。此時，處理模組130可以切換控制第二通訊模組150運作並提供定位訊號至雲端300。接著，監控端的使用者可以透過電子裝置(圖未示)與雲端300連線，以從雲端300取得定位裝置100的定位資訊，並可依據定位裝置100之定位資訊對應的所在位置，找到配置有定位裝置100的物體或物品。
也就是說，當定位裝置100在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內時，定位裝置100使用電池模組140所提供的工作電力並控制耗電量低的第一通訊模組120來提供對應的定位資訊，而定位裝置100已經不在第一通訊模組120與外部裝置200的連線距離R內時，定位裝置100才會切換控制耗電量高的第二通訊模組150來提供對應的定位資訊。如此一來，可以有效地增加定位裝置100的使用時間，並增加使用上的便利性。
在本實施例中，上述預設時間可依使用者視其需求自行調整，例如30秒、1分鐘、3分鐘等，但本發明實施例不限於此。
另外，定位裝置100還可以包括運動狀態偵測模組160。運動狀態偵測模組160耦接處理模組130，偵測定位裝置100的運動狀態，例如偵測定位裝置100運動的方向、力量及角度，以產生偵測訊號給處理模組130。舉例來說，當運動狀態偵測模組160偵測到定位裝置100的運動狀態為移動時，運動狀態偵測模組160可以產生包括運動的方向、力量及角度的偵測訊號給處理模組130。當運動狀態偵測模組160偵測到定位裝置100的運動狀態為未移動時，運動狀態偵測模組160不會產生偵測訊號給處理模組130。在本實施例中，運動狀態偵測模組160可以包括重力感測器(g-sensor)或其他類似功能的感測裝置，但本發明實施例不限於此。
接著，處理模組130還可以接收偵測訊號，並當連線狀態為第一通訊模組120與外部裝置200未連線(亦即第一通訊模組120無法偵測到外部裝置200的無線訊號且表示物體在失聯狀態下)時，處理模組130更可以依據偵測訊號，控制第二通訊模組150提供定位訊號至雲端300。
舉例來說，當處理模組130接收到偵測訊號時，表示配置有定位裝置100的物體正在移動，處理模組130可以持續控制第二通訊模組150提供定位訊號至雲端300。當處理模組130未接收到偵測訊號時，表示配置有定位裝置100的物體未移動且表示失聯的物體可能有突發狀況，此時處理模組130可以暫時控制第二通訊模組150不提供定位訊號至雲端300。接著，處理模組130可以在一偵測時間內，判斷是否接收到偵測訊號。
當在偵測時間內且處理模組130判斷有接收到偵測訊號時，表示配置有定位裝置100的物體又開始移動且表示失聯的物體剛剛可能在睡覺或休息，此時處理模組130可以再次控制第二通訊模組150提供定位訊號至雲端300。當超過偵測時間且處理模組130仍判斷未接收到偵測信號時，表示配置有定位裝置100的物體仍持續未移動且表示失聯的物體可能受傷或死亡，此時處理模組130可以再次控制第二通訊模組150提供定位訊號至雲端300。如此一來，監控端的使用者可以透過電子裝置(圖未示)與雲端300連線，以從雲端300取得定位裝置100的定位資訊，並可依據定位裝置100之定位資訊對應的所在位置，找到配置有定位裝置100的物體。
在本實施例中，上述偵測時間可依使用者視其需求自行調整，例如5小時、8小時、12小時、1天、2天等，但本發明實施例不限於此。
此外，定位裝置100還可以更包括示警訊號產生模組170與連接模組190。
示警訊號產生模組170耦接處理模組130，用於提供示警訊號。舉例來說，示警訊號產生模組170可以是一實體按鍵或是觸碰式按鍵，且配置有定位裝置100的使用者(例如老人或兒童)例如於緊急狀況時，可以透過按壓或觸碰示警訊號產生模組170，以產生示警訊號。
接著，當處理模組130接收示警訊號時，處理模組130可以將示警訊號透過第二通訊模組150傳送至雲端300。接著，使用者可以透過電子裝置(圖未示)與雲端300連線，以從雲端300取得定位裝置100的定位資訊，並可依據定位裝置100之定位資訊對應的所在位置，找到配置有定位裝置100的物體或物品，進而增加使用上的便利性。
連接模組190耦接電池模組140，用於與外部供電裝置(圖未示)連接，以利用外部供電裝置所提供的第二電力對電池模組140進行充電，使電池模組140可以提供工作電力。也就是說，當定位裝置100之電池模組140的電量過低時，使用者可以透過連接線將連接模組190與外部供電裝置連接，以便外部供電裝置所提供的第二電力可以對電池模組140進行充電，進而增加電池模組140的電量。在本實施例中，連接模組190可以是通用序列匯流排(Universal Series Bus, USB)C型(type C)連接埠或是其他具有類似功能的連接埠，但本發明實施例不限於此。另外，外部供電裝置例如為行動電源、市電等。
綜上所述，本發明所揭露之定位裝置，透過光電轉換模組將低照度光源轉換成第一電力，而電池模組接收第一電力進行充電以提供工作電力，且處理模組利用電池模組所提供的工作電力，控制第一通訊模組發射無線訊號至外部裝置，以與外部裝置連線。另外，本發明實施例的定位裝置更包括第二通訊模組，且處理裝置可以進一步依據第一通訊模組與外部裝置的連線狀態(即確定定位裝置是否在第一通訊模組與外部裝置的連線距離內)，決定控制第一通訊模組(耗電量較低且通訊距離較近)運作並發射無線訊號，以與外部裝置連線並提供對應的定位資訊，或是切換控制第二通訊模組(耗電量較高且通訊距離較遠)運作並提供定位資訊給雲端，以提供對應的定位資訊。此外，本發明實施例更可包括示警訊號產生模組與連接模組，可以分別提供示警訊號及利用外部裝置提供的第二電力對電池模組進行充電，使電池模組的電量增加以提供工作電力。如此一來，可以有效地增加定位裝置100的使用時間，並增加使用上的便利性。
本發明雖以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:定位裝置 110:光電轉換模組 111:染料敏化太陽能電池 112:能量採集模組 120:第一通訊模組 130:處理模組 140:電池模組 150:第二通訊模組 160:運動狀態偵測模組 170:示警訊號產生模組 190:連接模組 200:外部裝置 300:雲端 R:連線距離
第1圖為依據本發明之一實施例之定位裝置的示意圖。 第2圖為依據本發明之一實施例之定位裝置與外部裝置的對應關係及操作情境圖。 第3圖為依據本發明之一實施例之定位裝置、外部裝置與雲端的對應關係及操作情境圖。
100:定位裝置
110:光電轉換模組
111:染料敏化太陽能電池
112:能量採集模組
120:第一通訊模組
130:處理模組
140:電池模組
150:第二通訊模組
160:運動狀態偵測模組
170:示警訊號產生模組
190:連接模組

Claims (7)

  1. 一種定位裝置，包括：一光電轉換模組，接收一光源，並將該光源轉換成一第一電力，以提供該第一電力，其中該光源包括一低照度光源；一第一通訊模組，用於發射一無線訊號至一外部裝置，以與該外部裝置連線；一電池模組，耦接該光電轉換模組，接收該第一電力並進行充電，以提供一工作電力；一處理模組，耦接該第一通訊模組與該電池模組，該處理模組利用該工作電力，控制該第一通訊模組發射該無線訊號；一第二通訊模組，耦接該處理模組，用於提供一定位訊號至一雲端；以及一運動狀態偵測模組，耦接該處理模組，偵測該定位裝置的一運動狀態，以提供一偵測訊號；其中，該處理模組依據該第一通訊模組與該外部裝置的一連線狀態，該處理模組利用該工作電力，控制該第一通訊模組發射該無線訊號至該外部裝置，或是切換控制該第二通訊模組提供該定位訊號至該雲端；其中，該處理模組接收該偵測訊號，並當該連線狀態為該第一通訊模組與該外部裝置未連線時，該處理模組更依據該偵測訊號，控制該第二通訊模組提供該定位訊號至該雲端。
  2. 如請求項1之定位裝置，其中該低照度光源的照度為50Lux以上。
  3. 如請求項1之定位裝置，其中該光電轉換模組包括：一染料敏化太陽能電池，將該低照度光源轉換該第一電力；以及一能量採集模組，耦接該染料敏化太陽能電池與該電池模組，對該第一電力進行處理，以提供該第一電力。
  4. 如請求項1之定位裝置，其中當該連線狀態為該第一通訊模組與該外部裝置連線時，該處理模組控制該第一通訊模組發射該無線訊號至該外部裝置。
  5. 如請求項4之定位裝置，其中當該連線狀態為該第一通訊模組與該外部裝置未連線時，於一預設時間內，該處理模組持續偵測該連線狀態是否為該第一通訊模組與該外部裝置未連線，當在該預設時間內且該處理模組偵測到該連線狀態為該第一通訊模組與該外部裝置連線時，該處理模組控制該第一通訊模組發射該無線訊號至該外部裝置，當超過該預設時間且該處理模組偵測到該連線狀態仍為該第一通訊模組與該外部裝置未連線時，該處理模組切換控制該第二通訊模組提供該定位訊號至該雲端。
  6. 如請求項1之定位裝置，更包括：一示警訊號產生模組，耦接該處理模組，用於提供一示警訊號；其中，該處理模組接收該示警訊號，並將該示警訊號透過第二通訊模組傳送至該雲端。
  7. 如請求項1之定位裝置，更包括：一連接模組，耦接該電池模組，用於與一外部供電裝置連接，以利用該外部供電裝置所提供的一第二電力對該電池模組進行充電，使該電池模組提供該工作電力。
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