TWI781668B - 寵物居家監控系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種寵物居家監控系統及方法，該寵物居家監控系統包括一感測單元、一處理單元及一負載控制單元，其中該感測單元耦接該處理單元，該處理單元耦接該負載控制單元；該寵物居家監控系統監測寵物之活動空間的多個環境參數，並控制相應的負載設備，使得該活動空間適於該寵物生活，並利用該寵物居家監控系統執行的方法，獲得該活動空間的最佳環境參數組合，作為設定控制各該環境參數的依據。
Description
本發明係涉及一種寵物飼養領域；特別是指一種基於物聯網建構的寵物居家監控系統及方法之創新技術揭示者。
隨著生活型態及社會結構的改變，飼養寵物的情形日益盛行，許多人將寵物視為家庭成員的一份子，飼主對於寵物的健康也趨於重視，以狗為例，環境溫度、濕度對於狗的舒適性及某些疾病有著重要的關聯性，飼主也樂於積極地為寵物營造舒適的生活空間。
然而，多數人基於工作、生活甚至就醫的目的，經常需要持續數小時甚至數日外出，且多數情況下，寵物必需留置家中，此時，飼主無法基於家中環境的變化，適時地調節控制冷暖氣機、除濕機等各種可調節環境狀態的設備，使得寵物可能在較長的時間段內，處在不舒適的環境，影響寵物的健康。
本發明之主要目的，係在提供一種寵物居家監控系統及方法，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式寵物居家監控系統為目標加以思索創新突破。
基於前述目的，本發明解決問題之技術特點，主要在於該寵物居家監控系統，包括一感測單元、一處理單元及一負載控制單元，其中該感測單元耦接該處理單元，該處理單元耦接該負載控制單元；
該感測單元包括一溫濕度感測器、一光照度感測器、一氣味感測器及一被動式紅外線感測器，其中該溫濕度感測器、該光照度感測器、該氣味感測器及該被動式紅外線感測器分別設於寵物的活動空間，該溫濕度感測器用於感測該活動空間的溫度及濕度，並將感測所得轉換為第一訊號對該處理單元傳送，該光照度感測器用於感測該活動空間的照度，並將感測所得轉換為第二訊號對該處理單元傳送，該氣味感測器用於感測空氣中的電阻值，並將感測所得轉換為第三訊號對該處理單元傳送，該被動式紅外線感測器用於感測該活動空間是否存在移動式熱源，並將感測所得轉換為第四訊號對該處理單元傳送；
該負載控制單元包括數個控制器，各該控制器分別對應耦接數個相應的負載裝置；
該處理單元包括一微處理器及一無線通訊器，其中該微處理器及該無線通訊器耦接，該無線通訊器通過一區域網路接收該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並通過該區域網路對各該控制器傳送控制訊號，該微處理器主要用於處理及比對該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並基於比對的結果，通過該無線通訊器對該負載控制單元傳送該控制訊號，據使各該控制器分別控制各該負載裝置的運轉狀態，從而調節該活動空間的環境狀態，營造適於該寵物生活的環境。
一種使用前述寵物居家監控系統執行的方法，包括下列步驟：
環境參數取得：通過該寵物居家監控系統的感測單元，取得寵物的活動空間的多個環境參數及移動式熱源的發生時間及持續時間段；
分析：以可拓理論分析各該環境參數及各該環境參數的產生時間，設定各該環境參數的權重分配，配合該移動式熱源的發生時間及持續時間段，獲得該活動空間的最佳環境參數組合；以及
調節：依據該最佳環境參數組合，設定該寵物居家監控系統控制該負載控制單元的各該環境參數的依據。
本發明之主要效果與優點，係能夠以該寵物居家監控系統監測該活動空間的各該環境參數，控制相應的負載設備，使得該活動空間適於該寵物生活，並利用該寵物居家監控系統執行的方法，獲得該活動空間的最佳環境參數組合，作為設定控制各該環境參數的依據。
請參閱圖1至圖6所示，係本發明寵物居家監控系統及方法之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制。
所述寵物居家監控系統，包括一感測單元10、一處理單元20及一負載控制單元30，其中該感測單元10耦接該處理單元20，該處理單元20耦接該負載控制單元30。
該感測單元10包括一溫濕度感測器11、一光照度感測器12、一氣味感測器13及一被動式紅外線感測器14，其中該溫濕度感測器11、該光照度感測器12、該氣味感測器13及該被動式紅外線感測器14分別設於寵物的活動空間，該溫濕度感測器11用於感測該活動空間的溫度及濕度，並將感測所得轉換為第一訊號對該處理單元20傳送，該光照度感測器12用於感測該活動空間的照度，並將感測所得轉換為第二訊號對該處理單元20傳送，該氣味感測器13用於感測空氣中的電阻值，並將感測所得轉換為第三訊號對該處理單元20傳送，該被動式紅外線感測器14用於感測該活動空間是否存在移動式熱源，並將感測所得轉換為第四訊號對該處理單元傳送20。
該負載控制單元30包括數個控制器32，各該控制器32分別對應耦接數個相應的負載裝置（圖中未示），各該控制器32的具體示例為繼電器或升壓模組，所述負載裝置的具體示例包括但不限於電風扇、空調設備、照明設備。
該處理單元20包括一微處理器22及一無線通訊器24，其中該微處理器22及該無線通訊器24耦接，該無線通訊器24通過一區域網路（圖中未示）接收該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並通過該區域網路對各該控制器32傳送控制訊號，該微處理器22主要用於處理及比對該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並基於比對的結果，通過該無線通訊器24對該負載控制單元30傳送該控制訊號，據使各該控制器32分別控制各該負載裝置的運轉狀態，從而調節該活動空間的環境狀態，營造適於該寵物生活的環境。
較佳實施例利用該溫濕度感測器11、該光照度感測器12及該氣味感測器13感測該活動空間的溫度、濕度、照度及空氣數值等環境參數，作為控制相應負載設備的依據，縱然飼主由於工作或旅遊等因素外出，亦能夠使得該活動空間適於該寵物生活，再者，該被動式紅外線感測器14感測是否存在活動式熱源，所述的活動式熱源係指該寵物，而可依據該活動式熱源的發生時間及持續時間段，判斷該寵物的活動力及活動時間，從而作為判斷該寵物健康程度的參考。
以狗作為該寵物的具體應用為例，該活動空間的溫度控制如圖2所示，該溫濕度感測器11感測該活動空間的溫度，該處理單元20比對並判斷感測所得之溫度是否高於預設的第一溫度值，若該溫度不高於該第一溫度值，則該負載控制單元30控制暖氣開啟，若該暖氣處於開啟狀態，則維持該暖氣開啟，據此提升該活動空間的氣溫，若該溫度高於該第一溫度，則關閉該暖氣，若該暖氣處於關閉狀態，則維持該暖氣關閉，該第一溫度值為16℃；而後，該處理單元20比對並判斷感測所得之溫度是否高於預設的第二溫度值，若該溫度不高於該第二溫度值，則關閉電風扇，若該電風扇處在關閉狀態，則維持該電風扇關閉，若該溫度高於該第二溫度，則開啟該電風扇運轉，若該電風扇處於運轉狀態，則維持該電風扇運轉，藉此降低該活動空間的氣溫，該第二溫度值為24℃；而後，該處理單元20比對並判斷感測所得之溫度是否高於預設的第三溫度值，若該溫度不高於該第三溫度值，則關閉冷氣，若該冷氣處在關閉狀態，則維持該冷氣關閉，若該溫度高於該第三溫度，則開啟該冷氣運轉，若該冷氣處於運轉狀態，則維持該冷氣運轉，藉此降低該活動空間的氣溫，該第三溫度值為30℃；而後待機10分鐘重新讀取該活動空間的溫度數值；該第一溫度值、該第二溫度值及該第三溫度值可視該寵物的種類、品種、年齡等差異變動。
該溫濕度感測器11感測該活動空間的濕度，該處理單元20比對並判斷感測所得之濕度是否高於設定濕度，若該濕度不高於該設定濕度，則關閉除濕機，若該除濕機處於關閉狀態，則維持該除濕機關閉，避免該活動空間的濕度過低，若該濕度高於該設定濕度，則開啟該除濕機，若該除濕機處於開啟狀態，則維持該除濕機開啟運轉，藉此降低該活動空間的濕度；而後待機10分鐘重新讀取該活動空間的濕度數值；該設定濕度為60%，該設定濕度可視該寵物的種類、品種、年齡等差異變動。
該活動空間的光照度控制如圖3所示，該光照度感測器12感測該活動空間的照度，該處理單元20比對並判斷感測所得之照度是否高於設定照度，若該照度不高於該設定照度，則該負載控制單元30控制開啟燈光，若該燈光處於開啟狀態，則維持該燈光開啟，據此提升該活動空間的光照度，若該照度高於該設定照度，則關閉該燈光，若該燈光處於關閉狀態，則維持該燈光關閉；而後待機10分鐘重新開始讀取該活動空間的濕度數值；該設定照度為500勒克斯（LUX），該設定照度可視該寵物的種類、品種、年齡及時間段等差異變動，較佳實施例亦可依據不同的時間段設定多個不同的該設定照度，藉此配合該寵物的作息。
空氣清晰度的判斷依據包含異味和可燃氣體，是以相對值來檢測，以空氣清晰時的空氣電阻值作為標準，當各種其他氣體產生時，該氣味感測器13會透過感測所得的電阻值與標準的電阻值為對比，當所測量時空氣品質越差，空氣電阻值會高於標準的電阻值越多，定義Rs是感測所得空氣電阻值，Ro是空氣清晰時的空氣電阻值，因此，我們可以透過該氣味感測器13測得的Rs相對於Ro的比值（Rs/Ro）作為該空氣數值，以該空氣數值判斷該活動空間的空氣品質。
該活動空間的空氣品質控制如圖4所示，該氣味感測器13感測該活動空間的空氣電阻值Rs，並基於該空氣電阻值Rs獲得該空氣數值，該處理單元20比對並判斷該空氣數值是否小於或等於1，若該空氣數值小於或等於1，則該負載控制單元30控制關閉空氣清淨機，若該空氣清淨機處於關閉狀態，則維持該空氣清淨機關閉，若該空氣數值大於1，則開啟該空氣清淨機，若該空氣清淨機處於開啟運轉狀態，則維持該空氣清淨機開啟，藉此提高該活動空間的空氣品質；而後待機10分鐘重新開始讀取該活動空間的該空氣數值。
進一步而言，較佳實施例亦可通過各該環境參數是否獲得有效的改善，作為相應的該暖氣、該電風扇、該冷氣、該燈光及該空氣清淨機等各該負載裝置是否故障的判斷依據，而能夠即時地獲得處理。
較佳實施例進一步包括一攝影機40，其中該攝影機40設於該活動空間，該攝影機40通過該區域網路連線該處理單元20，該處理單元20基於該第四訊號對該負載控制單元30傳送訊號，據此控制該攝影機40啟動或關閉，該攝影機40對該處理單元20傳輸影像檔，該飼主得於遠端通過處理單元20觀看該影像檔顯示的該寵物活動狀態，藉此提供該飼主直覺式地初步判斷該寵物的活動力及健康狀態，設若該寵物生病或發生意外，該飼主能夠在遠端得知並採取相應的作為。
該活動空間的紅外線熱影像追蹤攝影流程如圖5所示，該被動式紅外線感測器14未感測移動式熱源存在時，該處理單元20控制該攝影機40關閉，若該攝影機40處在關閉狀態，則保持關閉；該被動式紅外線感測器14感測移動式熱源存在時，該處理單元20基於該第四訊號通過該負載控制單元30控制該攝影機40啟動攝影，若該攝影機40處在啟動狀態則維持啟動。
較佳實施例進一步包括一儲存單元50，該儲存單元50係可讀寫的記憶媒體，該儲存單元50耦接該處理單元20，該微處理器22將該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號分別綁定產生時間成為資訊封包，該微處理器22將該影像檔綁定產生時間成為影像封包，該微處理器22對該儲存單元50傳送各該資訊封包及該影像封包，該儲存單元50用於儲存各該資訊封包及該影像封包，各該資訊封包及該影像封包用於檢視並判讀該活動空間的各該環境參數的變動，並可利用可拓理論分析各該資訊封包，從而判斷該活動空間的舒適度，該飼主除了可以通過網路連線及該攝影機40在遠端即時觀看該寵物的活動狀態之外，亦可通過檢視儲存於該儲存單元50的該影像封包，追溯檢視該寵物的過往活動狀態。
該感測單元10進一步包括一重量感測器15，該重量感測器15耦接該處理單元20，該重量感測器15設於一自動餵食器（圖中未示），用於感測該自動餵食器之食盆（圖中未示）的重量，並將感測所得轉換為第五訊號對該處理單元20傳送，該處理單元20處理並比較該第五訊號，並基於比對的結果，對該負載控制單元30傳送相應的控制訊號，據使該負載控制單元30控制該自動餵食器，從而適時適量地對該食盆添加飼料。
如圖6所示，使用前述寵物居家監控系統執行的方法，包括下列步驟：
環境參數取得：通過該寵物居家監控系統的該感測單元10，取得該寵物的該活動空間的多個環境參數及移動式熱源的發生時間及持續時間段；各該環境參數分別為該感測單元10感測所得之該溫度、該濕度及該空氣數值。
分析：以可拓理論（Extension Theory）分析各該環境參數及各該環境參數的產生時間，設定各該環境參數的權重分配，配合該移動式熱源的發生時間及持續時間段，獲得該活動空間的最佳環境參數組合。
調節：依據該最佳環境參數組合，設定該寵物居家監控系統控制該負載控制單元30的各該環境參數的依據。
該分析步驟係以可拓理論將該活動空間的環境參數是否適於飼養該寵物以物元模型處理，分析各該環境參數後得出節域範圍如下表所示，其中依照該溫度、該濕度及該空氣數值的範圍進行區分，以該溫度為例，該溫度為20℃至30℃之間，區分為10個區塊，每個區塊為1℃，但是為了因應可能超過的溫度值，只要低於0皆計算為0，高於10皆為10，該溫度、該濕度及該空氣數值的範圍標準皆是長時間觀察後數值化的結果。
| 居家環境 | 節域範圍 |
| 溫度 | 1~10 |
| 濕度 | 1~10 |
| 空氣數值 | 1~10 |
將上表所示節域範圍各種判斷項目的值取出如下表所示的經典域範圍，其中將該活動空間的舒適程度區分為舒適、一般與糟糕，而辨識範圍係長時間觀察該寵物對該環境參數之數據，並配合該移動式熱源的發生時間及持續時間段所代表該寵物的活動力，轉化為該經典域範圍，使該飼主能了解當下寵物居住的該活動空間的狀況。
| 舒適程度 | 溫度 | 濕度 | 空氣品質 |
| 舒適 | 4~6 | 4~6 | 0~4 |
| 一般 | 2~4、7~8 | 2~4、6~8 | 4~6 |
| 糟糕 | 1~2、8~10 | 1~3、8~10 | 6~10 |
每個區塊為關聯函數是用來區分各種測量條件的重要程度，如下表所示，由於可拓理論辨識該活動空間時，並非每項環境參數都一樣重要，如前述以狗作為該寵物的具體應用為例，該溫度為最重要之環境參數，因為狗對於溫度最為敏感且容易因環境溫度造成傷害，所以選擇該溫度的關聯函數為最高。
| 居家環境 | 權重比 |
| 溫度 | 0.5 |
| 濕度 | 0.3 |
| 空氣數值 | 0.2 |
10:感測單元
11:溫濕度感測器
12:光照度感測器
13:氣味感測器
14:被動式紅外線感測器
15:重量感測器
20:處理單元
22:微處理器
24:無線通訊器
30:負載控制單元
32:控制器
40:攝影機
50:儲存單元
圖1係本發明較佳實施例之架構方塊圖。
圖2係本發明較佳實施例之溫溼度感測控制流程圖。
圖3係本發明較佳實施例之照度感測控制流程圖。
圖4係本發明較佳實施例之空氣品質感測控制流程圖。
圖5係本發明較佳實施例之紅外線熱影像追蹤攝影流程圖。
圖6係本發明較佳實施例的方法流程圖。
10:感測單元
11:溫濕度感測器
12:光照度感測器
13:氣味感測器
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Claims (3)
- 一種使用寵物居家監控系統執行的方法，所述的寵物居家監控系統，包括一感測單元、一處理單元及一負載控制單元，其中該感測單元耦接該處理單元，該處理單元耦接該負載控制單元；該感測單元包括一溫濕度感測器、一光照度感測器、一氣味感測器及一被動式紅外線感測器，其中該溫濕度感測器、該光照度感測器、該氣味感測器及該被動式紅外線感測器分別設於寵物的活動空間，該溫濕度感測器用於感測該活動空間的溫度及濕度，並將感測所得轉換為第一訊號對該處理單元傳送，該光照度感測器用於感測該活動空間的照度，並將感測所得轉換為第二訊號對該處理單元傳送，該氣味感測器用於感測空氣中的電阻值，並將感測所得轉換為第三訊號對該處理單元傳送，該被動式紅外線感測器用於感測該活動空間是否存在移動式熱源，並將感測所得轉換為第四訊號對該處理單元傳送；該負載控制單元包括數個控制器，各該控制器分別對應耦接數個相應的負載裝置；該處理單元包括一微處理器及一無線通訊器，其中該微處理器及該無線通訊器耦接，該無線通訊器通過一區域網路接收該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並通過該區域網路對各該控制器傳送控制訊號，該微處理器主要用於處理及比對該第一訊號、該第二訊號、該第三訊號及該第四訊號，並基於比對的結果，通過該無線通訊器對該負載控制單元傳送該控制訊號，據使各該控制器分別控制各該負載裝置的運轉狀態，從而調節該活動空間的環境 狀態，營造適於該寵物生活的環境；所述的方法，包括下列步驟：環境參數取得：通過該寵物居家監控系統的該感測單元，取得寵物的活動空間的多個環境參數及移動式熱源的發生時間及持續時間段；分析：以可拓理論分析各該環境參數及各該環境參數的產生時間，設定各該環境參數的權重分配，配合該移動式熱源的發生時間及持續時間段，獲得該活動空間的最佳環境參數組合；以及調節：依據該最佳環境參數組合，設定該寵物居家監控系統控制該負載控制單元的各該環境參數的依據。
- 如請求項1所述之方法，其中各該環境參數分別為溫度、濕度及空氣數值。
- 如請求項2所述之方法，其中該溫度的權重為0.5，該濕度的權重為0.3，該空氣數值之權重為0.2。
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