TWI759847B - 智慧踏墊 - Google Patents

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TWI759847B
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蔡良泰
黃偉倫
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星陶科技股份有限公司
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Abstract

本發明係一種智慧踏墊，包含一電位踩踏生成單元、一運算模組及一傳輸模組而供感測一踩踏者之踩踏方向並控制一設備之作動。該電位踩踏生成單元設有一上踏墊、一隔離氣隙層、一下踏墊及至少一高電阻條。當該踩踏者立其上而壓迫該電位踩踏生成單元時，該電位踩踏生成單元之其中一部分由開路狀態受壓而形成通路後產生電位。該運算模組利用各電位之分佈位置及分佈各電位之時序運算獲知一電位踩踏進程分佈區，並解析獲得一踩踏方向而透過該傳輸模組控制該設備之作動，使本發明不僅美觀實用且可直接感測該踩踏者動向而便於智慧居家發展。

Description

智慧踏墊
本發明係與電位計應用系統有關，尤其是一種智慧踏墊，以結合薄膜式觸控型電位計之壓阻感測技術及物聯網之控制技術，而使地墊於感測行為人之踩踏方向後具有直接驅動對應之設備作動之能力，達創智慧美好生活之目的而舒適且便利居住環境。
在發展智慧居家生活的現今，電動門，可謂為極為普及應用的一項建築設備。常見的電動門一般係採用按壓開關或紅外線的感測方式觸發自動開關的作動，只是，採用按壓開關的感測方式若於行為人雙手搬貨物的情況下，則明顯需旁人幫忙按壓才能開門，而紅外線的感測方式則容易因感測範圍廣、感測結果不夠精準而造成觸發頻繁，使門經常為過路人開啟而浪費電力。為此，台灣專利M570448係提出一種具腳踏墊感測裝置之自動門系統，其係利用一壓力感測裝置感測一腳踏墊所承載之壓力而於一踩踏者踏至該腳踏墊上時驅動自動門開啟。上述系統雖可解決按壓開關與紅外線於自動門應用中感測方式的缺失，卻侷困於無法判斷該踩踏者進或出之踩踏方向而只能執行開門之作動，如此，無法具備於精準的時間點上驅動自動門開啟與關閉之系統，實非符合智能設備之服務訴求。
為解決此問題，曾有習知技術提出額外加裝一組紅外線，即利用兩組紅外線感測元件實現踩踏方向辨識的感測方法，只是，此種方法須長時間使用電源而大量耗費能源，不利於現時代的環保科技發展宗旨。有感於此，如何利用有位置感知器一稱之薄膜觸控型電位計感測該踩踏者之位置進而解析獲知其踩踏方向，使不僅能自動開啟自動門外，更能於精準的時間上自動驅動自動門關閉，藉以改善上述習知技術之缺失，實現智慧生活並創共美好居住環境之目的，即本發明所欲探究之課題。
有鑑於上述問題，本發明之目的旨在提供一種結合物聯網控制建築設備之踏墊，以透過舖設於地面上之踩踏墊直接感測行為人之動向而控制諸如門、電燈或空調機等建築設施之作動，使達優化生活環境而完善居家舒適度之效。
為達上述目的，本發明係揭露一種智慧踏墊，供感測一踩踏者之踩踏方向而控制一設備之作動，其特徵在於：該智慧踏墊設有一電位踩踏生成單元、一運算模組、一傳輸模組及一電池器，該運算模組電連接該電位踩踏生成單元、該傳輸模組及該電池器，該電位踩踏生成單元設有一上踏墊、一隔離氣隙層、一下踏墊及至少一高電阻條，該上踏墊由高分子材料製成且印有複數個導線組，該下踏墊由高分子材料製成且印有複數個導電膜，該高電阻條位於該上踏墊及該下踏墊之間，當該踩踏者立於該上踏墊之其中一位置上而壓迫該電位踩踏生成單元之其中一部分時，該電位踩踏生成單元之其中一部分由開路狀態受壓而使部分該導線組穿越該隔離氣隙層後碰觸該導電膜而導通；部分之 該導線組及部分之該導電膜電性接觸於該高電阻條之其中一長度，以因電性接觸長度越長之該高電阻條獲電阻越大電位越小，而產生一轉態訊號及一電位訊號，該轉態訊號用以喚醒該運算模組，且該運算模組將各電位之分佈位置及分佈各電位之時間序運算獲知一電位踩踏進程分佈區，並據之解析獲得一踩踏方向而透過該傳輸模組發送一運算結果至對應之該設備；其中，該運算模組係解析該電位踩踏進程分佈區而獲知具少數量電位係判別為至少一小面積家畜踩踏、具中等數量電位係判別為至少一中面積幼兒踩踏、具多數量電位係判別為至少一大面積成人踩踏及具最多數量電位係判別為至少一最大面積嬰兒躺臥；該電位踩踏進程分佈區呈現有單一數量電位分佈之面積踩踏或躺臥、多種數量電位分佈中具該大面積成人踩踏之面積踩踏或躺臥、該中面積幼兒踩踏與該小面積家畜踩踏相互靠近之面積踩踏、或該小面積家畜踩踏圍繞該中面積幼兒踩踏之型態，且該運算模組判斷該小面積家畜踩踏圍繞該中面積幼兒踩踏或靠近最大面積嬰兒躺臥時發送一間歇警示，同時，判斷得知該小面積家畜踩踏圍繞該最大面積嬰兒躺臥或該小面積家畜踩踏之少數量電位分佈時序呈密集圍繞該中面積幼兒踩踏時發送一危險警示；判斷得知該小面積家畜踩踏之少數量電位分佈時序呈密集圍繞該最大面積嬰兒踩踏時發送極度之該危險警示。
其中，智慧踏墊更設有一物聯網模組，該物聯網模組設有一開關器並電訊連接該傳輸模組，且該開關器裝設於該裝備上，以供接收該運算結果而驅動該設備進行開啟或關閉之作動行為。該物聯網模組設有一閘道器，該閘道器無線訊號連接該傳輸模組及該開關器，當該傳輸模組傳送該運算結果予該閘道器時，該閘道器透過該開關器控制該設備之作動行為。智慧踏墊更包含一行動裝置，該行動裝置無線訊號連接該傳輸模組、該開關器及該閘道器之其中 至少一者。該傳輸模組透過低功耗之藍芽、Thread、紫蜂或Z波之通訊技術與該開關器、該閘道器及該行動裝置之其中至少一者無線訊號連接。該行動裝置透過無線相容認證(Wireless Fidelity,WiFi)之通訊技術無線訊號連接該開關器、該閘道器及該設備之其中至少一者，當該傳輸模組傳送該運算結果予該行動裝置時，該行動裝置透過無線相容認證之通訊技術控制該開關器、該閘道器或該設備。該開關器、該閘道器及該行動裝置之其中至少一者電訊連接一外部伺服器，以上傳該踩踏方向及該運算結果至該外部伺服器儲存並供據之分析獲知該踩踏者之進出時間及統計該踩踏者之人數。
並且，該上踏墊及該下踏墊分別由矽膠、橡膠、泡棉或塑膠之高分子材料所製成；及或，該上踏墊上覆蓋有由毛料、布料或吸水材料所製成之一墊材；及或，該下踏墊下舖設有由防水料或防滑料所製成之一底材。該上踏墊及該下踏墊分別置於該隔離氣隙層之兩側並膠合成一體。該高電阻條為複數設置型態並印製於該上踏墊或該下踏墊上。該高電阻條為單一設置型態並印製於該上踏墊上。
綜上所述，該智慧踏墊因可直接用作生活中常見之踩踏墊使用而方便智能系統之感測佈設，亦即，無需耗費額外的人力與成本安裝對應該設備之感測元件於周圍環境中即可智能控制該設備，使可避免安裝感測元件可能造成的裝潢破壞或安全疑慮等問題，以達促進智慧系統推廣普及之效。再者，該電位踩踏生成單元具高薄度、軟性可彎曲、無須推桿、未碰觸時電阻無窮大及碰觸時產生電阻且電阻隨碰觸位置改變等特點，該智慧踏墊不僅體積可符合實用需求且可實際感測出該踩踏者連續改變之移動位置，使允許該運算模組計算獲知該踩踏者之動向而達智能系統之服務訴求。更甚者，於全球爆發新冠病毒 疫情的現時點而言，能避免手按開關而降低接觸感
Figure 109130440-A0305-02-0007-17
的同時，可控制該設備開啟與關閉的時間點而確保人與人間社交距離並控制室內人數之本發明，著實對整體社會國家立益良善。
1:智慧踏墊
10:電位踩踏生成單元
100:上踏墊
1000:導線組
1000A:第一指叉導線
1000B:第二指叉導線
101:隔離氣隙層
102:高電阻條
103:下踏墊
1030:導電膜
11:運算模組
12:傳輸模組
13:電池器
130:電源導線
14:物聯網模組
140:開關器
141:閘道器
15:行動裝置
2:踩踏者
3:設備
30:智能設備
31:非智能設備
4:外部伺服器
第1圖，為本發明一較佳實施例之架構圖。
第2圖，為本發明一較佳實施例之踩踏方向示意圖。
第3圖，為本發明二較佳實施例之架構圖。
第4圖，為本發明二較佳實施例之架構示意圖。
第5圖，為本發明二較佳實施例之智慧踏墊示意圖。
第6圖，為本發明二較佳實施例之電位踩踏生成單元分解示意圖。
第7圖，為本發明三較佳實施例之踩踏墊示意圖。
第8圖，為本發明三較佳實施例之電位踩踏生成單元分解示意圖。
第9圖，為本發明四較佳實施例之架構示意圖。
第10圖，為本發明四較佳實施例之踩踏墊示意圖。
第11圖，為本發明四較佳實施例之電位踩踏生成單元分解示意圖。
第12圖，為本發明五較佳實施例之踩踏實驗示意圖。
第13圖，為本發明五較佳實施例之踩踏實驗中阻值數據圖。
第14圖，為本發明五較佳實施例之踩踏實驗中電位電壓值數據圖。
第15圖，為本發明六較佳實施例之踩踏示意圖。
為使本領域具有通常知識者能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
請參閱第1、2圖，其係分別為本發明一較佳實施例之架構圖及踩踏方向示意圖。如圖所示，該智慧踏墊1設有一電位踩踏生成單元10、一運算模組11、一傳輸模組12及一電池器13，供感測一踩踏者2之踩踏方向而控制建築室內外一設備之作動。該運算模組11電連接該電位踩踏生成單元10、該傳輸模組12及該電池器13。該電位踩踏生成單元10設有一上踏墊100、一隔離氣隙層101、至少一高電阻條102及一下踏墊103，該上踏墊100由高分子材料製成且印有複數個導線組1000，而該下踏墊103由高分子材料製成且印有複數個導電膜1030，該高電阻條102位於該上踏墊100及該下踏墊103之間。
當該踩踏者2立於該上踏墊100之其中一位置上而壓迫該電位踩踏生成單元10之其中一部分時，該電位踩踏生成單元10之其中一部分由開路狀態受壓而使部分該導線組1000穿越該隔離氣隙層101後導通部分之該導電膜1030。當部分之該導線組1000及部分之該導電膜1030電性接觸於該高電阻條102之其中一長度時，將因電性接觸長度越長之該高電阻條102獲電阻越大電位越小，而產生一轉態訊號及一電位訊號。而，因一般人走路姿勢係由腳跟先著地再全腳踩踏後，腳跟抬起而僅剩腳掌前端，故踩踏位置是連續改變而使該電位之分佈位置及電位大小呈一系列時序之連續改變。因此，當該轉態訊號用以喚醒該運算模組11後，該運算模組11將各電位之分佈位置及分佈各電位之時間序運算獲知一電位踩踏進程分佈區，並據之解析獲得一踩踏方向而透過該傳輸模組12發送一運算結果至對應之該設備。
請參閱第3~6圖，其係分別為本發明二較佳實施例之架構圖及各示意圖。如圖所示，該智慧踏墊1包含有一電位踩踏生成單元10、一運算模組11、一傳輸模組12、一電池器13及一物聯網模組14，以供感測一踩踏者之踩踏方向而控制一設備3之作動，例如建築內外門、電燈或空氣清淨機等設施之一智能設備30或一非智能設備31之開與關。該電位踩踏生成單元10可為薄膜式觸控型電位計而設有一上踏墊100、一隔離氣隙層101、複數個高電阻條102及一下踏墊103，該上踏墊100可由諸如矽膠、橡膠、泡棉或塑膠之高分子材料製成且印有複數個導線組1000及該等高電阻條102，而該下踏墊103亦由高分子材料製成且印有複數個導電膜1030，該上踏墊100及該下踏墊103分別於印刷烘乾後置於該隔離氣隙層101之兩側而堆疊膠合成一體。並且，該上踏墊100上可覆蓋有由毛料、布料或吸水材料所製成之一墊材，同樣地，該下踏墊103下可舖設有由防水料或防滑料所製成之一底材，以美觀該智慧踏墊1的同時提升舒適度及客製化設計。該電位踩踏生成單元10電連接該運算模組11，該運算模組11電連接該傳輸模組12及該電池器13，該傳輸模組12電連接該電池器13及該物聯網模組14，且該物聯網模組14設有可為智慧開關之一開關器140及一閘道器141，而該開關器141裝設於該非智能裝備31上。該傳輸模組12可透過低功耗之藍芽、Thread、ZigBee或Z-Wave之通訊技術無線訊號連接該開關器140及該閘道器141，且該閘道器141亦可透過低功耗之藍芽、Thread、ZigBee或Z-Wave無線訊號連接該開關器140及該智能設備30。
由於，該電位踩踏生成單元10中，各該導線組1000之第一指叉導線1000A之一端連接對應之該高電阻條102，另一端則與各該導線組1000之第二指叉導線1000B間隔錯開，且該等指叉導線1000A、1000B透過該隔離氣隙層101 懸空置於對應之該導電膜1030上。因此，當該踩踏者立於其上之其中一位置而壓迫該電位踩踏生成單元10之其中一部分時，該電位踩踏生成單元10之其中一部分由開路狀態受壓而使部分該導線組1000穿越該隔離氣隙層101後碰觸該導電膜1030而導通。換言之，各該第一指叉導線1000A及各該第二指叉導線1000B下彎並透過該隔離氣隙層101碰觸該導電膜1030而導通。此時，電流經由一電源導線130流經該高電阻條102、該第一指叉導線1100A、該導電膜1030及該第二指叉導線1000B而流通至該運算模組11並形成電位。部分之該導線組1000及部分之該導電膜1030電性接觸於該等高電阻條102之其中一長度，且因電性接觸長度越長之該高電阻條120獲電阻越大電位越小，據而產生一轉態訊號及一電位訊號。該轉態訊號用以喚醒該運算模組11，且該運算模組11將各電位之分佈位置及分佈各電位之時間序運算獲知一電位踩踏進程分佈區，並據之解析獲得一踩踏方向而透過該傳輸模組12發送一運算結果至對應之該設備3。順帶一提的是，該電位踩踏生成單元10亦可為而如圖7、8所示，該等高電阻條102係網版印刷於該下踏墊103上。
接著，該傳輸模組12傳送該運算結果予該開關器140，以使該開關器140驅動該非智能設備31進行開啟或關閉之作動行為；或者，該傳輸模組12傳送該運算結果予該閘道器141，而使該閘道器141驅動該智能設備30或透過該開關器140驅動該非智能設備31作動。
於另一實施態樣中，請再參閱第9~11圖。如圖所示，該高電阻條102可為單一設置型態並印製於該上踏墊100上，且該智慧踏墊1更可包含有一行動裝置15。該行動裝置15可為智慧型手機、平板或筆記型電腦等，並透過藍芽、Thread、ZigBee或Z-Wave無線訊號連接該傳輸模組12，及利用WiFi透過雲 端網路通訊技術無線訊號連接該開關器140、該閘道器141及該智能設備30之其中至少一者。如此，當該傳輸模組12直接傳送該運算結果予該行動裝置15或透過該閘道器141傳送該運算結果予該行動裝置15時，該行動裝置15可雲端驅動該開關器140、該閘道器141或該設備3而控制該設備3作動。
並且，該智慧踏墊1可透過雲端網路連結一外部伺服器4，例如雲端硬碟，亦即，該開關器140、該閘道器141、該行動裝置15及該智能設備30之其中至少一者可電訊連接該外部伺服器4，以將接收之該踩踏方向及該運算結果等數據上傳至該外部伺服器4儲存並供分析獲知該踩踏者之進出時間及統計該踩踏者之人數，使實現提供更美善智慧生活服務之益。值得注意的是，該運算模組11係可運算該電位踩踏生成單元10一系列地時序性電阻變化，而於如圖12所示踩踏實驗中解析獲知至少X方向與Y方向之該等踩踏方向。為此，本發明人以5V(伏特)電源並串接一100KΩ(歐姆)之下拉電阻而進行實驗，將該電位踩踏生成單元10中第一條電位計區分為15個區塊而略作舉例演示：當該電位踩踏生成單元10之每一0.5cm^2(平方公分)的圓形接觸點上接收約1Kg(公斤)的壓力時，所測得之阻值及電位電壓值即如圖13、14所示。據此，本發明之檢測功能係不侷限於單一之該踩踏方向而可完善實用需求，使確實符合多元化的智能生活設置。
換言之，該運算模組11理當可解析該電位踩踏進程分佈區中多點踩踏或重複踩踏等電位訊息而獲知具少數量電位係判別為至少一小面積家畜踩踏、具中等數量電位係判別為至少一中面積幼兒踩踏、具多數量電位係判別為至少一大面積成人踩踏及具最多數量電位係判別為至少一最大面積嬰兒躺臥。並且，該運算模組11利用電位數量之分佈型態判斷該電位踩踏進程分佈區中是 呈現單一面積之踩踏-躺臥或呈現多種面積之踩踏-躺臥，以決定是否發送一間歇警示或一危險警示。如表1及圖15所示中，當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有單一數量電位分佈之面積踩踏或躺臥，諸如單一之該最大面積嬰兒躺臥、該大面積成人踩踏、該中面積幼兒踩踏或該小面積家畜踩踏可能表示為單獨存在而無危險性時，該運算模組11不發送警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現具有該大面積成人踩踏之多種數量電位分佈之面積踩踏或躺臥，諸如具有該大面積成人踩踏的同時，出現有該最大面積嬰兒躺臥、該中面積幼兒踩踏及該小面積家畜踩踏之其中至少一者而可能表示有一成人在場而無危險性時，該運算模組11不發送警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有該中面積幼兒踩踏及該小面積家畜踩踏，且兩者相互靠近而可能表示一幼兒暫無立即危險時，該運算模組11不發送警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有該中面積幼兒踩踏及該小面積家畜踩踏，且該小面積家畜踩踏圍繞於該中面積幼兒踩踏而可能表示該幼兒有危險之虞時，該運算模組11發送一間歇警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有該中面積幼兒踩踏及該小面積家畜踩踏，且該小面積家畜踩踏密集呈現並圍繞於該中面積幼兒踩踏週圍而可能表示該幼兒正面臨危險時，該運算模組11發送間頻繁聲響之一危險警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有該最大面積嬰兒躺臥及該小面積家畜踩踏，且兩者相互靠近而可能表示一嬰兒有危險之虞時，該運算模組11發送該間歇警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程分佈區呈現有該最大面積嬰兒躺臥及該小面積家畜踩踏，且該小面積家畜踩踏圍繞於該最大面積嬰兒躺臥而可能表示該嬰兒正面臨危險時，該運算模組11發送間頻繁聲響之該危險警示；當該運算模組11判斷該電位踩踏進程 分佈區呈現有該最大面積嬰兒躺臥及該小面積家畜踩踏，且該小面積家畜踩踏密集呈現並圍繞於該最大面積嬰兒躺臥週圍而可能表示該嬰兒正遭受極端危險時，該運算模組11發送連續而不間斷聲響之該危險警示，以警示極度的危險訊息。
Figure 109130440-A0305-02-0013-1
惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。
1:智慧踏墊
10:電位踩踏生成單元
100:上踏墊
1000:導線組
101:隔離氣隙層
102:高電阻條
103:下踏墊
1030:導電膜
11:運算模組
12:傳輸模組
13:電池器

Claims (11)

  1. 一種智慧踏墊，係供感測一踩踏者之踩踏方向而控制一設備之作動，其特徵在於：該智慧踏墊係設有一電位踩踏生成單元、一運算模組、一傳輸模組及一電池器，該運算模組電連接該電位踩踏生成單元、該傳輸模組及該電池器，該電位踩踏生成單元設有一上踏墊、一隔離氣隙層、一下踏墊及至少一高電阻條，該上踏墊由高分子材料製成且印有複數個導線組，該下踏墊由高分子材料製成且印有複數個導電膜，該高電阻條位於該上踏墊及該下踏墊之間，當該踩踏者立於該上踏墊之其中一位置上而壓迫該電位踩踏生成單元之其中一部分時，該電位踩踏生成單元之其中一部分由開路狀態受壓而使部分該導線組穿越該隔離氣隙層後碰觸該導電膜而導通；部分之該導線組及部分之該導電膜電性接觸於該高電阻條之其中一長度，以因電性接觸長度越長之該高電阻條獲電阻越大電位越小，而產生一轉態訊號及一電位訊號，該轉態訊號用以喚醒該運算模組，且該運算模組將各電位之分佈位置及分佈各電位之時間序運算獲知一電位踩踏進程分佈區，並據之解析獲得一踩踏方向而透過該傳輸模組發送一運算結果至對應之該設備；其中，該運算模組係解析該電位踩踏進程分佈區而獲知具少數量電位係判別為至少一小面積家畜踩踏、具中等數量電位係判別為至少一中面積幼兒踩踏、具多數量電位係判別為至少一大面積成人踩踏及具最多數量電位係判別為至少一最大面積嬰兒躺臥；該電位踩踏進程分佈區呈現有單一數量電位分佈之面積踩踏或躺臥、多種數量電位分佈中具該大面積成人踩踏之面積踩踏或躺臥、該中面積幼兒踩踏與該小面積家畜踩踏相互靠近之面積踩踏、或該小面積 家畜踩踏圍繞該中面積幼兒踩踏之型態，且該運算模組判斷該小面積家畜踩踏圍繞該中面積幼兒踩踏或靠近最大面積嬰兒躺臥時發送一間歇警示，同時，判斷得知該小面積家畜踩踏圍繞該最大面積嬰兒躺臥或該小面積家畜踩踏之少數量電位分佈時序呈密集圍繞該中面積幼兒踩踏時發送一危險警示；判斷得知該小面積家畜踩踏之少數量電位分佈時序呈密集圍繞該最大面積嬰兒踩踏時發送極度之該危險警示。
  2. 如請求項1所述之智慧踏墊，係更設有一物聯網模組，該物聯網模組設有一開關器並電訊連接該傳輸模組，且該開關器裝設於該裝備上，以供接收該運算結果而驅動該設備進行開啟或關閉之作動行為。
  3. 如請求項2所述之智慧踏墊，其中該物聯網模組係設有一閘道器，該閘道器無線訊號連接該傳輸模組及該開關器，當該傳輸模組傳送該運算結果予該閘道器時，該閘道器透過該開關器控制該設備之作動行為。
  4. 如請求項3所述之智慧踏墊，係更包含一行動裝置，該行動裝置無線訊號連接該傳輸模組、該開關器及該閘道器之其中至少一者。
  5. 如請求項4所述之智慧踏墊，其中該傳輸模組係透過低功耗之藍芽、Thread、紫蜂或Z波之通訊技術與該開關器、該閘道器及該行動裝置之其中至少一者無線訊號連接。
  6. 如請求項5所述之智慧踏墊，其中該行動裝置係透過無線相容認證之通訊技術無線訊號連接該開關器、該閘道器及該設備之其中至少一者，當該傳輸模組傳送該運算結果予該行動裝置時，該行動裝置透過無線相容認證之通訊技術控制該開關器、該閘道器或該設備。
  7. 如請求項6所述之智慧踏墊，其中該開關器、該閘道器及該行動裝置之其中至少一者係電訊連接一外部伺服器，以上傳該踩踏方向及該運算結果至該外部伺服器儲存並供據之分析獲知該踩踏者之進出時間及統計該踩踏者之人數。
  8. 如請求項1所述之智慧踏墊，其中該上踏墊及該下踏墊係分別由矽膠、橡膠、泡棉或塑膠之高分子材料所製成；及或，該上踏墊上覆蓋有由毛料、布料或吸水材料所製成之一墊材；及或，該下踏墊下舖設有由防水料或防滑料所製成之一底材。
  9. 如請求項8所述之智慧踏墊，其中該上踏墊及該下踏墊係分別置於該隔離氣隙層之兩側並膠合成一體。
  10. 如請求項9所述之智慧踏墊，其中該高電阻條係為複數設置型態並印製於該上踏墊或該下踏墊上。
  11. 如請求項9所述之智慧踏墊，其中該高電阻條係為單一設置型態並印製於該上踏墊上。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653836B1 (en) * 2003-08-01 2009-10-07 GG Bailey LLC Intelligent floor mat
CN101727070A (zh) * 2008-10-16 2010-06-09 萧柏森 一种马桶自动掀放盖装置的控制装置
TWM388605U (en) * 2010-04-15 2010-09-11 Yuan-Hung Lien Ground-guidance lights controlled by touch-sensing electronic rugs
WO2018147481A1 (ko) * 2017-02-08 2018-08-16 주식회사 담담사무소 Nfc 장치, nfc 장치의 nfc 통신 방법 및 nfc 장치를 포함하는 스마트 매트
EP3133818B1 (en) * 2015-08-20 2018-10-17 Xiaomi Inc. Method and apparatus for controlling device, and smart mat
TWM570448U (zh) * 2018-06-22 2018-11-21 萬能學校財團法人萬能科技大學 Automatic door system with foot pad sensing device
WO2019020851A1 (es) * 2017-07-24 2019-01-31 Idvia 2020 Horizonte 2020, S.L. Dispositivo y procedimiento para la monitorización de socavación
TW201919016A (zh) * 2017-11-01 2019-05-16 光寶科技股份有限公司 智慧型地墊、定位系統與定位方法
WO2019134032A1 (en) * 2018-01-06 2019-07-11 Myant Inc. Health monitoring mat
TWM586814U (zh) * 2018-10-25 2019-11-21 智佳電子股份有限公司 智能顯示踏墊
WO2020034548A1 (zh) * 2018-08-15 2020-02-20 北京小米移动软件有限公司 用于智能门垫的信息提醒方法及装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2955780A1 (fr) * 2010-02-01 2011-08-05 Paul Chavand Chaussures ou sous-semelles roulantes permettant une marche rapide
US8749344B2 (en) * 2011-01-06 2014-06-10 Sam F Brunetti Exit lane monitoring system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653836B1 (en) * 2003-08-01 2009-10-07 GG Bailey LLC Intelligent floor mat
CN101727070A (zh) * 2008-10-16 2010-06-09 萧柏森 一种马桶自动掀放盖装置的控制装置
TWM388605U (en) * 2010-04-15 2010-09-11 Yuan-Hung Lien Ground-guidance lights controlled by touch-sensing electronic rugs
EP3133818B1 (en) * 2015-08-20 2018-10-17 Xiaomi Inc. Method and apparatus for controlling device, and smart mat
WO2018147481A1 (ko) * 2017-02-08 2018-08-16 주식회사 담담사무소 Nfc 장치, nfc 장치의 nfc 통신 방법 및 nfc 장치를 포함하는 스마트 매트
WO2019020851A1 (es) * 2017-07-24 2019-01-31 Idvia 2020 Horizonte 2020, S.L. Dispositivo y procedimiento para la monitorización de socavación
TW201919016A (zh) * 2017-11-01 2019-05-16 光寶科技股份有限公司 智慧型地墊、定位系統與定位方法
WO2019134032A1 (en) * 2018-01-06 2019-07-11 Myant Inc. Health monitoring mat
TWM570448U (zh) * 2018-06-22 2018-11-21 萬能學校財團法人萬能科技大學 Automatic door system with foot pad sensing device
WO2020034548A1 (zh) * 2018-08-15 2020-02-20 北京小米移动软件有限公司 用于智能门垫的信息提醒方法及装置
TWM586814U (zh) * 2018-10-25 2019-11-21 智佳電子股份有限公司 智能顯示踏墊

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