TWI772783B - 物聯網裝置、系統及其耗電計時方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種物聯網裝置、物聯網系統及其耗電計時方法。物聯網裝置包括計時器、處理器以及通訊單元。處理器電性連接計時器。處理器在物聯網裝置的特定耗電期間中操作計時器進行計時，以取得對應於特定耗電期間的計時值。通訊單元電性連接處理器。處理器透過通訊單元將計時值提供至遠端伺服器。遠端伺服器依據計時值進行耗電分析。當遠端伺服器依據耗電分析而對應產生控制指令時，處理器透過通訊單元接收控制指令並執行之。

Description

物聯網裝置、系統及其耗電計時方法

本發明是有關於一種設備以及計時方法，且特別是有關於一種物聯網裝置、物聯網系統及其耗電計時方法。

在物聯網的應用中，物聯網裝置通常由電池供電，經常採用無線通訊且為數眾多、分布在廣大的區域中。對此，由於電池的電量有限，因此如何有效掌握每一個物聯網裝置的電量消耗情形以確保能夠持續工作到期待的期限是本領域重要的課題之一。物聯網裝置的電量消耗係由個別的組成部件所貢獻，而個別部件的作動與否也經常是可以加以控制的，個別部件的耗電量也可以預先量測，因此，如果能夠掌握每一個部件的作動時間長短，也就掌握了該物聯網裝置的耗電。然而，有些部件的耗電可能隨時間或環境改變而變大，尤其需要加以及時掌握，適時加以調整。例如當無線通訊的訊號品質不佳時，物聯網裝置因為需重傳致使執行的通訊次數增加或通訊時間變長，而導致物聯網裝置的耗電增加。而無線通訊的訊號品質容易受到物聯網裝置周圍的環境影響而改變，例如新建物出現阻擋通訊路徑、環境溫度或濕度的改變等。換言之，物聯網裝置的耗電情形如果未能被即時且有效地掌握，則將無法有效改善物聯網裝置的耗電問題。從另一角度而言，物聯網系統的伺服器連線多個物聯網裝置，由於所述多個物聯網裝置可能分別受到不同因素影響，因此將導致每個物聯網裝置的耗電程度不一，如果伺服器能夠收集到個別物聯網裝置的耗電資訊，將可透過該伺服器針對個別物聯網裝置的耗電情況，進行工作效能優化或耗電資訊評估等爰提出本發明，物聯網裝置的組成部件因功能不同會有很多不同的變化，耗電資訊的收集也可以有很多不同的組合，收集的原則以會變動的部件為要，以下將以通訊部件輔以裝置作動時間為例提出幾個實施例的解決方案。

本發明提供一種物聯網裝置、物聯網系統及其耗電計時方法，可藉由分析特定耗電期間的計時值來有效估測物聯網裝置耗電的情形。

本發明的物聯網裝置包括計時器、處理器以及通訊單元。處理器電性連接計時器。處理器用以在物聯網裝置的特定耗電期間中操作計時器進行計時，以取得對應於特定耗電期間的計時值。通訊單元電性連接處理器。處理器透過通訊單元將計時值提供至遠端伺服器。遠端伺服器依據計時值進行耗電分析。當遠端伺服器發現耗電異常時，遠端伺服器可以通知管理者進行裝置本身的耗電改善或對應產生控制指令，以使處理器透過通訊單元接收控制指令並執行之。

在本發明的一實施例中，上述的特定耗電期間可為物聯網裝置的資料發送期間或電源開啟或喚醒期間。

在本發明的一實施例中，上述的通訊單元決定向遠端伺服器發送資料時，處理器操作計時器開始計時。當通訊單元向遠端伺服器發送資料結束時，處理器停止計時器計時，以取得計時值。

在本發明的一實施例中，上述的物聯網裝置更包括電源控制單元。電源控制單元電性連接處理器。當處理器控制電源控制單元啟動電源或喚醒裝置後，處理器操作計時器開始計時，並且在電源控制單元關閉電源或裝置重新進入休眠前，處理器停止計時器計時，以取得計時值。

在本發明的一實施例中，上述的物聯網裝置更包括感應控制單元。感應控制單元電性連接處理器以及電源控制單元。感應控制單元用以在物聯網裝置的電源開啟或喚醒期間中進行感測，以取得感測資料。當通訊單元向遠端伺服器發送感測資料時，處理器透過通訊單元將計時值附帶在感測資料中來發送或依據需求將計時值獨立傳送至遠端伺服器。

在本發明的一實施例中，上述的物聯網裝置更包括儲存單元。儲存單元電性連接處理器。儲存單元用以儲存計時值。計時值可以是單次也可以是由逐次計時操作所累加而產生。

在本發明的一實施例中，上述的物聯網裝置為智慧儀表或安裝在儀表上的感測裝置。

本發明的物聯網系統包括遠端伺服器以及物聯網裝置。物聯網裝置如前述段落[0004]。

本發明的物聯網裝置的耗電計時方法包括以下步驟：在物聯網裝置的特定耗電期間中藉由物聯網裝置的計時器進行計時，以取得對應於特定耗電期間的計時值；透過通訊單元將計時值提供至遠端伺服器，以使遠端伺服器依據計時值進行耗電分析；發現耗電異常時，遠端伺服器可以通知管理者進行裝置本身的耗電改善或對應產生控制指令，以使物聯網裝置透過通訊單元接收控制指令並執行之。

基於上述，本發明的物聯網裝置、物聯網系統及其耗電計時方法，可有效取得特定耗電期間的計時值，並且經由通訊單元發送計時值傳送至遠端伺服器，以使遠端伺服器可進行物聯網裝置的耗電估測。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖1是依照本發明的一實施例的物聯網裝置及物聯網系統的方塊示意圖。參考圖1，物聯網系統100包括物聯網裝置110以及遠端伺服器120。物聯網裝置110包括處理器111、計時器112以及通訊單元113。處理器111電性連接計時器112以及通訊單元113。在本實施例中，物聯網裝置110可藉由通訊單元113以有線或無線的通訊方式與遠端伺服器120進行通訊。對此，有線的通訊方式可例如是指通訊單元113與遠端伺服器120分別具有乙太網路介面，並且物聯網裝置110以及遠端伺服器120之間透互聯網相連。無線的通訊方式可例如是指通訊單元113與遠端伺服器120之間透過窄頻物聯網(NB-IOT)、蜂窩物聯網(Cat-M)或低功耗廣域網路(LoRa、Sigfox)等物聯網通訊協定的方式來進行互連。然而，本發明並不限於上述範例。在本發明的其他實施例中，物聯網裝置110亦可透過例如藍芽(Bluetooth)、WiSUN或WiFi等無線通訊方式先連接到中繼站後再連上互聯網進而連上遠端伺服器120。遠端伺服器120亦可同時與多個物聯網裝置110進行通訊。

在本實施例中，處理器111可先在物聯網裝置110的特定耗電期間中操作計時器112進行計時，以取得對應於特定耗電期間的計時值。值得注意的是，本實施例所述的特定耗電期間可例如指的是物聯網裝置110的資料發送期間或電源開啟或喚醒期間，但本發明並不限於此。在本發明的其他實施例中，計時器112還可例如對於重要的耗電單元進行計時，例如處理器111、通訊單元113、其他功能電路或特定控制器等。接著，物聯網裝置110的處理器111透過通訊單元113向遠端伺服器120發送所述特定耗電期間的計時值。並且，若遠端伺服器120依據耗電分析發現耗電異常時，可以通知管理者進行裝置本身110的耗電改善或對應產生控制指令，則處理器111可透過通訊單元113接收控制指令並執行相應之設定或操作。此外，本實施例所述的計時值可例如是透過一個專屬的變數來記錄之，或例如透過幾個位元(bit)的數據來記錄之，因此無需要過多的硬體資源，即可實現對特定耗電期間的計時手段。

在本實施例中，遠端伺服器120可例如是電腦系統、雲端(Cloud)伺服器等具有通訊及運算功能的主機設備，而本發明並不加以限制。遠端伺服器120可接收由物聯網裝置110發送的所述特定耗電期間的計時值，並且可藉由統計或分析所述計時值，以獲得關於物聯網裝置110的相關耗電資訊，並且可自動地對物聯網裝置110進行相應的節電操作、工作模式切換或通訊時間調整等，以降低物聯網裝置110的耗電程度。或者，遠端伺服器120可依據所述計時值的統計或分析結果來通知相關人員，以使相關人員可即時地掌控物聯網裝置110的耗電情形。此外，在本發明的一些實施例中，遠端伺服器120亦可以透過發送指令至物聯網裝置110，以使物聯網裝置110更進一步回報當下的通訊品質，以作為遠端伺服器120所進行的相關耗電評估的參考。

圖2是依照本發明的另一實施例的物聯網裝置及物聯網系統的方塊示意圖。參考圖2，物聯網系統200包括物聯網裝置210以及遠端伺服器220。物聯網裝置210包括處理器211、計時器212、通訊單元213、電源控制單元214、感應控制單元215以及儲存單元216。處理器211電性連接計時器212、通訊單元213、電源控制單元214、感應控制單元215以及儲存單元216。電源控制單元214還電性連接感應控制單元215以及通訊單元213。物聯網裝置210可藉由通訊單元213以有線或無線的通訊方式與遠端伺服器220進行通訊。在本實施例中，處理器211可操作計時器212來取得特定耗電期間的計時值，並且可將所述計時值儲存在儲存單元216中，其中儲存單元216可為記憶體(memory)。並且，處理器211可透過通訊單元213向遠端伺服器220發送計時值提供至遠端伺服器220。值得注意的是，處理器211、計時器212以及通訊單元213的相關實施方式可參照上述圖1實施例的內容，而可獲致足夠的教示、建議以及實施說明，因此在此不再贅述。

在本實施例中，物聯網裝置210可透過電源控制單元214進行電源開啟，並且致能通訊單元213以及感應控制單元215，以使通訊單元213可發送資料至遠端伺服器220，並且感應控制單元215可進行感測操作或控制操作。值得注意的是，在本發明的其他實施例中，物聯網裝置210可預先操作在睡眠或休眠模式，並且可透過電源控制單元214進行電源開啟或物聯網裝置210直接喚醒某一部件，以進行相關感應操作、控制操作或發送資料的工作。在本實施例中，感應控制單元215可連接感應或作動。舉例而言，物聯網裝置210可為一種智慧儀表或安裝在儀表上的感測裝置，例如智慧電表、智慧瓦斯表或智慧水表等，或是用於安裝在電表、瓦斯表或水表上的感測裝置，以用於讀取電表、瓦斯表或水表的表值，亦可以用於控制電表的斷電與復電或控制瓦斯表斷氣與復氣等。或者，物聯網裝置210可例如是環境感測設備，因此感應控制單元215可例如用於感測溫度、濕度、各種氣體濃度、土壤、土質或水質等參數的感測器。又或者，物聯網裝置210可例如是控制器，因此感應控制單元215可例如用於操作馬達或燈光等，以控制自動施肥、自動投藥、自動灌溉或自動餵食等工作。

另外，在本實施例中，物聯網裝置210可透過通訊單元213接收遠端伺服器220發送的控制指令，以使物聯網裝置210可依據控制指令執行對應動作後進入休眠或睡眠模式，或使通訊單元213以及電源控制單元214強制進入省電模式，以主動地控制物聯網裝置210進行相關節電操作。換言之，物聯網裝置210可週期性地操作在休眠及喚醒模式之間或由遠端伺服器220來遙控之，並且通訊單元213以及電源控制單元214亦可自動地進行節電操作。或者，物聯網裝置210亦可依據控制指令進行其他設定，例如通訊單元213的通訊期間的長短或週期，以對通訊單元213進行節電。

圖3是依照本發明的一實施例的耗電計時的流程圖。同時參考圖2以及圖3，圖3的耗電計時流程可適用於圖2實施例的物聯網裝置210以及物聯網系統200。在步驟S301，物聯網裝置210透過電源控制單元214進行電源開啟或210直接喚醒某一部件(從休眠或睡眠模式喚醒)。在步驟S302，處理器211操作計時器212開始第一計時值的計時。在步驟S303，處理器211可以操作感應控制單元215進行感測一般功能操作。在步驟S304，處理器211判斷通訊單元213是否向遠端伺服器220發送資料。若否，則處理器211執行步驟S308，以進行其他功能操作。若是，則處理器211執行步驟S305，以操作計時器212開始第二計時值的計時。值得注意的是，上述步驟S303的一般功能操作以及步驟S308的其他功能操作屬於選擇性執行。換言之，在一些實施例中，處理器211在步驟S302結束後可直接執行步驟S304，或當處理器211判斷通訊單元213未向遠端伺服器220發送資料時，處理器211可直接執行步驟S309。

在步驟S306，處理器211透過通訊單元213發送資料，例如感應控制單元215在步驟S303中所進行的一般功能操作而取得的資料以及計時資料。接著，在步驟S307，處理器211停止計時器212的第二計時值的計時、累加第二計時值，並且儲存第二計時值在儲存單元216。在步驟S308，處理器211進行其他功能操作。在步驟S309，處理器211停止計時器212的第一計時值的計時、累加第一計時值，並且儲存第一計時值在儲存單元216。值得注意的是，前述的第一計時值及第二計時值的停止、累加及儲存操作可為同時、依序或選擇性地進行，並且不限制執行順序。在步驟S310，物聯網裝置210透過電源控制單元214進行電源關閉或令裝置進入休眠。

也就是說，本實施例的物聯網裝置210的計時器212可在電源開啟後即開始第一計時值的計時。並且，本實施例的處理器211可判斷通訊單元213是否向遠端伺服器220發送資料。若物聯網裝置210僅執行一般功能操作以及其他功能操作，例如感測操作或其他控制操作，而未向遠端伺服器220發送資料或進行通訊，則處理器211可儲存並累加本次的第一計時值的計時值至儲存單元216，直到下次物聯網裝置210透過電源控制單元214進行電源開啟或直接喚醒某一部件(從休眠或睡眠模式喚醒)後，當通訊單元213向與遠端伺服器220發送感測資料時，處理器211可將儲存的第一計時值附帶在發送資料中或獨立發送至遠端伺服器220。換言之，第一計時值可是由單次計時操作或由逐次計時操作所累加而產生。反之，若物聯網裝置210的通訊單元213向遠端伺服器220發送資料或進行通訊，則處理器211可將當次、前次或累計的第一計時值合併至通訊單元213向遠端伺服器220所發送的資料當中。並且，處理器211還對於通訊單元213的發送資料期間進行計時，以取得第二計時值，並且可同樣將第二計時值附帶在發送資料中或獨立發送至遠端伺服器220。

在本實施例中，所述第一計時值可用於代表處理器211的實際工作期間，而所述第二計時值可用於代表通訊單元213的實際通訊期間。因此，遠端伺服器220可透過分析或統計所述第一計時值或第二計時值，以有效地評估物聯網裝置210的處理器211進行處理運作或通訊單元213進行通訊所造成的耗電情況。然而，本發明並不限於上述兩種情況的計時操作以及耗電分析。在一實施例中，計時器212亦可依使用需求而進行一個或多個計時值的計時操作，而使遠端伺服器220亦可針對其他耗電情況進行分析並調控物聯網裝置210。

值得注意的是，物聯網裝置210可自動地週期性循環執行步驟S301~S310，或由遠端伺服器220遙控而執行之。另外，關於本實施例的物聯網裝置210及遠端伺服器220的相關技術說明可參照上述圖1至圖2實施例的內容，而可獲致足夠的教示、建議以及實施說明，因此在此不再贅述。

圖4是依照本發明的一實施例的耗電計時方法的流程圖。圖4的耗電計時方法可至少適用於圖1及圖2，並且以下以圖1的物聯網裝置110以及物聯網系統100為例。同時參考圖1以及圖4，物聯網裝置110以及物聯網系統100可執行以下步驟S410~S430。在步驟S410，處理器111在物聯網裝置110的特定耗電期間中藉由物聯網裝置110的計時器112進行計時，以取得對應於特定耗電期間的計時值。在步驟S420，處理器111依據通訊單元113是否向遠端伺服器120發送資料，以同時透過通訊單元113將計時值提供至遠端伺服器120，以使遠端伺服器120可依據計時值進行耗電分析。在步驟S430，當遠端伺服器120依據耗電分析而對應產生控制指令時，物聯網裝置110可透過通訊單元113接收控制指令並執行之。換言之，本實施例的物聯網裝置110可依據需求而對特定耗電期間進行單一計時值的計時，並且傳送計時值至遠端伺服器120，以使遠端伺服器120可有效進行物聯網裝置110的耗電估測。值得注意的是，前述的特定耗電期間可指的處理器111的實際工作期間，或是通訊單元113的實際通訊期間。換言之，本實施例的計時值可例如是上述圖3實施例所述的第一計時值或第二計時值。

另外，關於本實施例的物聯網裝置110及遠端伺服器120的相關技術說明可參照上述圖1至圖3實施例的內容，而可獲致足夠的教示、建議以及實施說明，因此在此不再贅述。

綜上所述，本發明的物聯網裝置、物聯網系統及其耗電計時方法，可有效取得特定耗電期間的計時值，並且透過通訊單元向遠端伺服器發送計時值傳送至遠端伺服器。並且，本發明的遠端伺服器可依據所述特定耗電期間的計時值來進行物聯網裝置的相關耗電估測、耗電改善，而可有效地掌握物聯網裝置的耗電情況。或者，本發明的遠端伺服器可依據耗電估測評估結果來產生並反饋相關控制指令至物聯網裝置，以控制物聯網裝置進行相關的節電動作。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200:物聯網系統 110、210:物聯網裝置 111、211:處理器 112、212:計時器 113、213:通訊單元 120、220:遠端伺服器 214:電源控制單元 215:感應控制單元 216:儲存單元 S301~S310、S410~S430:步驟

圖1是依照本發明的一實施例的物聯網裝置及物聯網系統的方塊示意圖。 圖2是依照本發明的另一實施例的物聯網裝置及物聯網系統的方塊示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的耗電計時的流程圖。 圖4是依照本發明的一實施例的耗電計時方法的流程圖。

100:物聯網系統

110:物聯網裝置

111:處理器

112:計時器

113:通訊單元

120:遠端伺服器

Claims (9)

1. 一種物聯網裝置，包括：一計時器；一處理器，電性連接該計時器，並且用以在該物聯網裝置的一特定耗電期間中操作該計時器進行計時，以取得對應於該特定耗電期間的一計時值；以及一通訊單元，電性連接該處理器，其中該處理器透過該通訊單元將該計時值提供至該遠端伺服器，其中該遠端伺服器依據該計時值進行一耗電分析，其中該特定耗電期間為該物聯網裝置的一資料發送期間或一電源開啟或喚醒期間。
2. 如請求項1所述的物聯網裝置，其中當該遠端伺服器依據該耗電分析而對應產生一控制指令時，該處理器透過該通訊單元接收該控制指令並執行之。
3. 如請求項2所述的物聯網裝置，其中當該通訊單元決定向該遠端伺服器發送資料時，該處理器操作該計時器開始計時，並且當該通訊單元向該遠端伺服器發送資料結束時，該處理器停止該計時器計時，以取得該計時值。
4. 如請求項2所述的物聯網裝置，更包括：一電源控制單元，電性連接該處理器，並且當該處理器控制該電源控制單元啟動電源或該處理器喚醒該物聯網裝置後，該處理器操作該計時器開始計時，並且在該電源控制單元關閉電源或 該物聯網裝置進入休眠前，該處理器停止該計時器計時，以取得該計時值。
5. 如請求項1所述的物聯網裝置，更包括：一感應控制單元，電性連接該處理器以及該電源控制單元，並且用以在該物聯網裝置的該電源開啟或喚醒期間中進行感測，以取得一感測資料，其中當該通訊單元向該遠端伺服器發送該感測資料時，該處理器透過該通訊單元將該計時值附帶在該感測資料中來發送或將該計時值獨立傳送至該遠端伺服器。
6. 如請求項1所述的物聯網裝置，更包括：一儲存單元，電性連接該處理器，並且用以儲存該計時值，其中該計時值是由單次計時操作或由逐次計時操作所累加而產生。
7. 如請求項1所述的物聯網裝置，其中該物聯網裝置為一智慧儀表或安裝在一儀表上的一感測裝置。
8. 一種物聯網系統，包括：一遠端伺服器；以及一物聯網裝置，包括：一計時器；一處理器，電性連接該計時器，並且用以在該物聯網裝置的一特定耗電期間中操作該計時器進行計時，以取得對應於該特定耗電期間的一計時值；以及一通訊單元，電性連接該處理器，其中該處理器透過該 通訊單元將該計時值提供至該遠端伺服器，其中該遠端伺服器依據該計時值進行一耗電分析，其中該特定耗電期間為該物聯網裝置的一資料發送期間或一電源開啟或喚醒期間。
9. 一種物聯網裝置的耗電計時方法，包括：在該物聯網裝置的一特定耗電期間中藉由該物聯網裝置的一計時器進行計時，以取得對應於該特定耗電期間的一計時值；透過該通訊單元將該計時值提供至該遠端伺服器，以使該遠端伺服器依據該計時值進行一耗電分析，其中該特定耗電期間為該物聯網裝置的一資料發送期間或一電源開啟或喚醒期間。

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