TWM561974U - 無線通訊系統、主機端裝置以及行動裝置 - Google Patents
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Abstract
本新型創作提供以超音波傳遞能量的無線通訊系統、主機端裝置以及行動裝置。無線通訊系統包括至少一個主機端裝置以及至少一個行動裝置。主機端裝置各包括超音波能量發送器以及無線通訊接收器。主機端裝置透過超音波能量發送器，以超音波方式發送能量訊號。行動裝置各包括超音波能量接收器以及無線通訊發射器。行動裝置藉由超音波能量接收器以超音波方式接收能量訊號，並且藉由能量訊號驅動無線通訊發射器以發送通信訊號到場域，以使得位於場域的主機端裝置接收通信訊號。
Description
本新型創作是有關於一種通訊技術，且特別是有關於一種以超音波傳遞能量的無線通訊系統、主機端裝置以及行動裝置。
現行的醫療院所在管理需求下，為助於提升醫院工作效率、資訊的掌握與提供，以及人員動向等，針對醫療院所的工作人員、病人或移動式醫療儀器，在醫療院所的醫療環境下，進出入管制和位置追蹤的管理開始有了必要性。此外，醫療院所還可希望藉由相關設備來實現遠端監測、智能就診、醫藥信息提供…等多種應用。
然而，在醫療院所的醫療環境場域中佈建工作人員、病人或移動式醫療儀器的位置追蹤管理設備時，皆會擔心此種設備所使用的電磁波可能對人體造成的影響，甚至擔心電磁波將會對醫療儀器造成干擾導致醫療儀器失效。此外，也必須顧及電池衍生的安全性疑慮，例如是起火、漏電等意外。
本新型創作提供一種以超音波傳遞能量的無線通訊系統、主機端裝置以及行動裝置，可避免因電池所衍生的安全性疑慮以及排除電磁波的干擾。
本新型創作的以超音波傳遞能量的無線通訊系統，其包括至少一個主機端裝置以及至少一個行動裝置。主機端裝置各包括超音波能量發送器以及無線通訊接收器。主機端裝置透過超音波能量發送器，以超音波方式發送能量訊號。行動裝置各包括超音波能量接收器以及無線通訊發射器。行動裝置藉由超音波能量接收器以超音波方式接收能量訊號，並且藉由能量訊號驅動無線通訊發射器以發送通信訊號到場域，以使得位於場域的主機端裝置接收通信訊號。
本新型創作的以超音波方式接收能量的行動裝置包括超音波能量接收器、電力儲存器以及無線通訊發射器。超音波能量接收器以超音波方式接收能量訊號。電力儲存器，耦接超音波能量接收器，儲存能量訊號所提供的一驅動電力。無線通訊發射器，耦接電力儲存器，用以接收驅動電力並發送一通信訊號。
本新型創作的以超音波方式接收能量的主機端裝置包括無線通訊接收器、主機端控制器以及超音波能量發送器。無線通訊接收器用以接收一通信訊號。主機端控制器耦接無線通訊接收器，依據通信訊號提供控制訊號。超音波能量發送器耦接主機端控制器，依據控制訊號以超音波方式發送一能量訊號。
基於上述，本新型創作的無線通訊系統藉由主機端裝以超音波方式發送能量訊號給行動裝置。行動裝置以超音波方式接收能量訊號之後，便可啟動位於行動裝置中的無線通訊發射器以傳遞通信訊號給位於通訊範圍內的主機端裝置。主機端裝置便可藉此來得知行動裝置的所在位置，進而進行定位。藉此，由於行動裝置中可不設置電池，而是利用超音波所傳遞的能量來進行無線通訊發射器的動作，便可避免因電池所衍生的安全性疑慮。並且，透過低能量藍芽技術來傳遞資訊，進而降低或消除低功耗藍芽電磁波對於其他醫療設備的影響。
為讓本新型創作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。
請參照圖1，圖1是依照本創作一實施例所繪示的無線通訊系統示意圖。在圖1實施例中的無線通訊系統100可適用以超音波的形式來傳遞能量。為了方便描述，在本實施例中以四個主機端裝置以及一個行動裝置120說明無線通訊系統100的作業方式。本創作的主機端裝置以及行動裝置的數量可以是一個或是多個，沒有固定的限制。本實施例的無線通訊系統100可包括主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4以及至少一個行動裝置120。在本實施例中，主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4以超音波方式發送能量訊號SE。行動裝置120以超音波方式接收能量訊號SE，並且藉由能量訊號SE以發送通信訊號SC到場域R_SC。並且使得位於場域R_SC內的主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4可接收行動裝置120所發送的通信訊號SC。
請參考圖2，圖2是依據圖1的實施例所繪示的主機端裝置以及行動裝置示意圖。在圖2的實施例中，主機端裝置110包括超音波能量發送器112以及無線通訊接收器114。行動裝置120各包括超音波能量接收器122以及無線通訊發射器126。主機端裝置110可透過超音波能量發送器112，以超音波方式發送能量訊號SE。
在本實施例中，超音波能量發送器112可以是具有雙壓電晶片振動子（bimorph）、諧振板以及雙輸入端子的超音波能量發送元件。本實施例可透過超音波能量發送器112中的雙輸入端子提供控制訊號。超音波能量發送器112可依據控制訊號使雙壓電晶片震動子產生震動，並透過諧振板以超音波方式發送能量訊號SE。
主機端裝置110的超音波能量發送器112所發送的能量訊號SE為週期性的能量訊號SE。超音波能量發送器112以超音波方式，以每一分鐘發送一次能量訊號SE。能量訊號SE的發送時間以及週期性發送的設定，可以由應用本實施例者依據需求而進行調整，本創作並沒有固定的限制。
行動裝置120藉由超音波能量接收器122，以超音波方式接收能量訊號SE，並且藉由能量訊號SE驅動無線通訊發射器126以發送通信訊號SC到場域。在本實施例中，超音波能量接收器122可以是具有雙壓電晶片振動子（bimorph）、諧振板以及雙輸出端子的超音波能量接收元件。超音波能量接收器122的諧振板以超音波方式接收能量訊號SE後，透過雙壓電晶片震動子以及雙輸出端子將能量訊號SE轉換成驅動電力，藉以驅動無線通訊發射器126。
在一些實施例中，可透過電壓整流方式（例如，整流器）來將驅動電力整流為直流驅動電力。在一些實施例中，行動裝置120還可透過耦接於超音波能量接收器122的電力儲存器124以儲存能量訊號SE所提供的驅動電力，藉以延長行動裝置120的驅動時間。電力儲存器124可透過電容器來實現，也可透過其他電力儲存元件來實現。
在此值得一提的是，主機端裝置110與行動裝置120以無線並且是以超音波方式傳輸能量訊號SE。此外，行動裝置120本體並不需要外加電源裝置以進行操作。因此，行動裝置120本體並不需要設計充電接觸點或破孔，可避免電池的燃燒或漏電危險，藉以避免因電池所衍生的安全性疑慮。
在本實施例中，行動裝置120以及主機端裝置110之間的通信訊號SC傳遞，可符合低能量藍芽通信（Low Energy Bluetooth，BLE）的協定，因此行動裝置120以及主機端裝置110之間的通信可符合醫療場域的電磁干擾（ElectroMagnetic Interference，EMI）的相關法規，以避免電磁波對人體造成的無形影響，以及醫療儀器因受到電磁干擾而導致儀器失效問題。通信訊號SC包括行動裝置120本身的通用唯一識別碼（Universally Unique Identifier，UUID）以及接收訊號強度指示（Received Signal Strength Indicator，RSSI）。
行動裝置120發送通信訊號SC到場域後，位於場域的主機端裝置110可透過無線通訊接收器114接收通信訊號SC。主機端裝置110可包括耦接於無線通訊接收器114的主機端控制器116，用以依據通信訊號SC對應的控制訊號。
再請參考圖1，應注意的是，一般而言，能量訊號SE的傳遞距離大約是3公尺，而通信訊號SC的傳遞距離大約是5-10公尺，因此能量訊號SE的傳遞距離小於通信訊號SC的傳遞距離。換句話說，通信訊號SC的場域R_SC會大於能量訊號SE的傳遞範圍R_SE。
在圖1的實施例中，主機端裝置110_1、110_2、110_4在場域R_SC的範圍中接收到通信訊號SC後，可依據通信訊號SC的通用唯一識別碼以及接收訊號強度指示判斷出對應於通用唯一識別碼的行動裝置120與主機端裝置110_1、110_2、110_4之間的距離，以對行動裝置120進行簡易的定位。
舉例而言，在本實施例中，主機端裝置110_1依據通信訊號，判斷出主機端裝置110_1本身與行動裝置120的距離小於預設距離（例如是1.2公尺），表示行動裝置120與主機端裝置110_1相當接近，則主機端裝置110_1的主機端控制器（在圖1未示出）提供控制訊號。對應於行動裝置120的場域服務可依據主機端裝置110_1所提供的控制訊號而產生。上述的預設距離可以由應用本實施例者依據需求而進行調整，本創作並沒有固定的限制。在一些實施例中，主機端裝置110_1的主機端控制器更可在判斷出主機端裝置110_1本身與行動裝置120的距離小於預設距離時，藉由所提出的控制訊號，以調整主機端裝置110_1的能量訊號SE的發送週期，例如是縮短能量訊號SE的發送週期。
再舉例而言，主機端裝置110_2、110_4判斷出主機端裝置110_1本身與行動裝置120的距離大於預設距離，或者是主機端裝置110_3未接收到通信訊號SC，表示行動裝置120與主機端裝置110_2、110_3、110_4的距離不夠接近，則不提供對應的場域服務，或者是調整主機端裝置110_2、110_3、110_4的能量訊號SE的發送週期。
在圖1的實施例中，無線通訊系統100還可包括後台管理裝置130。後台管理裝置130可透過有線或無線的方式耦接主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4，並且可依據主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4所接收的通信訊號SC，以提供對應於行動裝置120的場域服務。在本實施例中，除了可利用上述的距離測定方法簡易定義出行動裝置120的位置以外。後台管理裝置130接收來自於主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4的通信訊號SC，並透過例如是三角形質心定位法、三點定位或其他多點定位法等定位技術來取得行動裝置120的較精準位置以及記錄行動裝置120的移動路徑。並依據定位作業的結果提供對應行動裝置120的場域服務。
請參考圖3，圖3是依據本創作的另一實施例所繪示的主機端裝置以及行動裝置示意圖。與圖2不同的是，本實施例的主機端裝置310還包括訊號產生器318。訊號產生器318耦接主機端控制器310以及超音波能量發送器312。行動裝置320還包括行動裝置控制器328。在圖3的實施例中，主機端裝置310的主機端控制器316更可以使控制訊號包括主機端裝置310本身的主機訊息。主機端控制器316對包括主機訊息的控制訊號進行編碼後，將編碼後的控制訊號傳送到訊號產生器318。訊號產生器318接收上述控制訊號。在接收控制訊號後，訊號產生器318依據所述控制訊號產生包括主機訊息的能量訊號SE，並將能量訊號SE輸出給超音波能量發送器312。並且，超音波能量發送器312以超音波方式發送上述的能量訊號SE。行動裝置320藉由超音波能量接收器322以超音波方式接收能量訊號SE後，耦接於電力儲存器324以及無線通訊發射器326之間的行動裝置控制器328藉由驅動電力而被驅動以解碼驅動電力以取得主機訊息，並依據所取得的主機訊息控制無線通訊發射器326，以決定發送所述通信訊號SC到場域。舉例來說，行動裝置320可透過主機訊息判斷行動裝置320自身是否存在於指定的工作區域內。如果行動裝置320並不在指定的工作區域內，例如是不在指定的樓層，則行動裝置320可不發送通信訊號SC。
接下來詳細說明無線通訊系統在醫療場域中的實際應用。請再參考圖1的實施例，無線通訊系統100在醫療場域中的實際應用上，行動裝置120可以是工作人員的識別證、待照護者所配戴的手環或者是行動式醫療儀器。主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4則可以由應用本實施例者依據需求而設置於指定位置，以使主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4的至少其中之一或者是後台管理裝置130依據通信訊號對行動裝置120進行有效地定位，以對行動裝置120提供場域服務。
無線通訊系統100在醫療場域中的實際應用上，場域服務可以是「生命體徵測量系統」、「電子藥箱」、「衛生教育」、「遠端監測照護」、「護理站推播」以及「智能就診佈告欄」。舉例來說，當醫療場域計畫對待照護者提供「衛生教育」的場域服務時，待照護者可進入「衛生教育」的工作區域內，主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4的至少其中之一或者是後台管理裝置130可透過待照護者所配戴的手環以判斷決定是否提供播放離床「衛生教育」的場域服務。或者是待照護者不離開病房，主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4或者是後台管理裝置130可透過待照護者所配戴的手環以判斷決定是否在床邊提供播放「衛生教育」的場域服務。
另舉例來說明，當醫療場域計畫對指定待照護者提供「生命體徵測量系統」的場域服務時，待照護者、工作人員、行動式醫療儀器可進入「生命體徵測量系統」的工作區域內，主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4的至少其中之一或者是後台管理裝置130可透過指定待照護者所配戴的手環、工作人員的識別證以及行動式醫療儀器，對對指定待照護者進行「生命體徵測量系統」的場域服務。其中，行動式醫療儀器由於接收來自於主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4的至少其中之一的能量訊號SE，因此行動式醫療儀器可進行取得能量訊號SE所提供的驅動電力，以進行低耗電的生命體徵測量作業。
再舉例說明，待照護者及工作人員可進入「護理站推播」、「智能就診佈告欄」的工作區域內，主機端裝置110_1、110_2、110_3、110_4或者是後台管理裝置130可透過待照護者所配戴的手環或工作人員的識別證以判斷決定是否進行「智能就診佈告欄」的佈告服務。
綜上所述，本新型創作的無線通訊系統，藉由主機端裝以超音波方式發送能量訊號給行動裝置。行動裝置以超音波方式接收能量訊號之後，便可啟動位於行動裝置中的無線通訊發射器以傳遞通信訊號給位於通訊範圍內的主機端裝置。主機端裝置便可藉此來得知行動裝置的所在位置，進而進行定位。藉此，由於行動裝置中可不設置電池，而是利用超音波所傳遞的能量來進行無線通訊發射器的動作，便可避免因電池所衍生的安全性疑慮。並且，透過低能量藍芽技術來傳遞資訊，進而降低或消除低功耗藍芽電磁波對於其他醫療設備的影響。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧無線通訊系統
110、110_1、110_2、110_3、110_4、310‧‧‧主機端裝置
120、320‧‧‧行動裝置
130‧‧‧後台管理裝置
SC‧‧‧通信訊號
SE‧‧‧能量訊號
R_SC‧‧‧場域
R_SE‧‧‧能量訊號的傳遞範圍
112、312‧‧‧超音波能量發送器
114、314‧‧‧無線通訊接收器
116、316‧‧‧主機端控制器
122、322‧‧‧超音波能量接收器
124、324‧‧‧電力儲存器
126、326‧‧‧無線通訊發射器
318‧‧‧訊號產生器
328‧‧‧行動裝置控制器
圖1是依照本創作一實施例所繪示的無線通訊系統示意圖。 圖2是依據圖1的實施例所繪示的主機端裝置以及行動裝置示意圖。 圖3是依據本創作的另一實施例所繪示的主機端裝置以及行動裝置示意圖。
Claims (20)
- 一種以超音波傳遞能量的無線通訊系統，包括：至少一主機端裝置，包括一超音波能量發送器以及一無線通訊接收器，所述主機端裝置透過所述超音波能量發送器以超音波方式發送一能量訊號；以及至少一行動裝置，包括一超音波能量接收器以及一無線通訊發射器，所述至少一行動裝置藉由所述超音波能量接收器以超音波方式接收來自於所述至少一主機端裝置的所述能量訊號，並藉由所述能量訊號驅動所述無線通訊發射器以發送一通信訊號到一場域，使得位於所述場域的所述至少一主機端裝置接收所述通信訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，其中所述超音波能量發送器發送週期性的所述能量訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，其中所述通信訊號包括一通用唯一識別碼以及一接收訊號強度指示，且所述能量訊號的傳遞距離短於所述通信訊號的傳遞距離。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，其中所述主機端裝置更包括：一主機端控制器，耦接所述無線通訊接收器，依據所述通信訊號提供一控制訊號。
- 如申請專利範圍第4項所述的無線通訊系統，其中所述主機端控制器依據所接收的所述通信訊號提供一場域服務。
- 如申請專利範圍第4項所述的無線通訊系統，其中所述主機端控制器使所述控制訊號包括所述主機端裝置的一主機訊息。
- 如申請專利範圍第6項所述的無線通訊系統，其中所述主機端裝置更包括：一訊號產生器，耦接所述主機端控制器以及所述超音波能量發送器，所述訊號產生器接收所述主機端控制器產生的所述控制訊號以產生所述能量訊號，並將所述能量訊號輸出給所述超音波能量發送器。
- 如申請專利範圍第6項所述的無線通訊系統，其中所述行動裝置更包括：一電力儲存器，耦接所述超音波能量接收器，儲存所述能量訊號所提供的一驅動電力；以及一行動裝置控制器，耦接所述電力儲存器以及所述無線通訊發射器，解碼所述驅動電力取得所述主機訊息，並依據所述主機訊息控制所述無線通訊發射器發送所述通信訊號到所述場域。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，更包括：一後台管理裝置，耦接所述主機端裝置，所述後台管理裝置依據所述至少一主機端裝置所接收的所述至少一通信訊號以提供對應所述行動裝置的所述場域服務。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，其中所述無線通訊接收器以及所述無線通訊發射器符合低能量藍芽通信。
- 如申請專利範圍第9項所述的無線通訊系統，其中所述後台管理裝置依據所述至少一主機端裝置所接收的所述至少一通信訊號進行一定位作業，並依據所述定位作業的結果提供對應所述行動裝置的所述場域服務。
- 一種以超音波方式接收來自於至少一主機端裝置的能量的行動裝置，包括：一超音波能量接收器，以超音波方式接收來自於所述至少一主機端裝置的一能量訊號；以及一無線通訊發射器，藉由所述能量訊號驅動所述無線通訊發射器以發送一通信訊號到一場域，使得位於所述場域的所述至少一主機端裝置接收所述通信訊號。
- 如申請專利範圍第12項所述的行動裝置，更包括：一電力儲存器，耦接所述超音波能量接收器，儲存所述能量訊號所提供的一驅動電力；以及一行動裝置控制器，耦接所述電力儲存器以及所述無線通訊發射器，解碼所述驅動電力取得一主機訊息，並依據所述主機訊息控制所述無線通訊發射器發送所述通信訊號到所述場域。
- 如申請專利範圍第12項所述的行動裝置，其中所述無線通訊發射器符合低能量藍芽通信。
- 一種以超音波方式發送能量到至少一行動裝置的主機端裝置，包括：一無線通訊接收器，位於一場域接收所述至少一行動裝置的 一通信訊號；以及一超音波能量發送器，以超音波方式發送一能量訊號到所述至少一行動裝置。
- 如申請專利範圍第15項所述的主機端裝置，更包括：一主機端控制器，耦接所述無線通訊接收器，依據所述通信訊號提供一控制訊號。
- 如申請專利範圍第16項所述的主機端裝置，其中所述主機端控制器依據所接收的所述通信訊號獲得對應於所述通信訊號的一定位訊息，依據所述定位訊息提供一場域服務。
- 如申請專利範圍第16項所述的主機端裝置，其中所述主機端控制器使所述控制訊號包括所述主機端裝置的一主機訊息。
- 如申請專利範圍第18項所述的主機端裝置，更包括：一訊號產生器，耦接所述主機端控制器以及所述超音波能量發送器，所述訊號產生器接收所述主機端控制器產生的所述控制訊號以產生所述能量訊號，並將所述能量訊號輸出給所述超音波能量發送器。
- 如申請專利範圍第15項所述的主機端裝置，其中所述無線通訊接收器符合低能量藍芽通信。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110602640A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 光宝科技股份有限公司 | 无线通信系统、主机端装置、移动装置以及其方法 |
-
2017
- 2017-09-12 TW TW106213557U patent/TWM561974U/zh not_active IP Right Cessation
-
2018
- 2018-07-18 US US16/038,187 patent/US20190081710A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110602640A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 光宝科技股份有限公司 | 无线通信系统、主机端装置、移动装置以及其方法 |
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| US20190081710A1 (en) | 2019-03-14 |
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