TWM607926U - 距離量測裝置與系統 - Google Patents

Abstract

一種距離量測裝置與系統，距離量測裝置設有兩個通信單元，可以切換工作模式，經啟動第一通信單元時，產生感測信號，根據感測到的信息計算距離，經啟動第二通信單元時，可使距離量測裝置成為網路中的一通信節點。在距離量測裝置執行安全距離警示方法中，根據感測到的信號得到一信號強度，以計算與另一距離量測裝置的距離，再與一安全距離比對，決定是否產生一警示信息，系統中的伺服器可根據每個距離量測裝置與其他裝置之間的距離、識別碼以及時間建立接觸史。

Description

距離量測裝置與系統

說明書公開一種距離量測裝置，特別是指可以切換作為安全警示裝置或通信裝置模式的一種距離量測裝置與系統。

在特殊傳染病的流行之時，人與人之間除了個人防疫措施外，例如配戴口罩、勤洗手與環境消毒外，針對可能以空氣或口沫為傳染途徑的傳染病，在與人有接觸的環境中還需要保持一個安全距離。

在與人保持安全距離的必要措施中，常見的是人們不容易隨時注意是否有保持在一安全距離下，而習知技術也未見有保持安全距離的有效方案，或者是，當有不注意而與人接觸或低於安全距離時，也需要有警示的效果。並且，當有人一旦染病，後續的接觸史調查更顯不易。

有鑑於與人保持安全距離的科技需求，說明書公開一種距離量測裝置以及系統，利用可以配戴於使用者身上的距離量測裝置產生的信號計算與其他裝置之間的距離，在此安全距離以內的裝置，會記錄彼此接觸時間，同時也會發出震動與聲音提醒使用者，藉此達到安距離警示的目的，並且，此距離量測裝置更具備通信功能，與其他裝置形成物聯網路，可以將所量測的信息傳送出去。

根據實施例，距離量測裝置主要元件包括一微控制器、第一通信單元以及切換單元，第一通信單元發出感測信號以及接收信號，切換單元則可通過微控制器切換距離量測裝置之工作模式，包括模式一：啟動第一通信單元，用以產生感測信號，以及定位距離量測裝置。

在一實施例中，距離量測裝置還包括第二通信單元，用以傳輸數據，或連線另一距離量測裝置。如此，通過微控制器切換距離量測裝置之工作模式還包括模式二：啟動第二通信單元，使該距離量測裝置成為一網路中的一通信節點。

進一步地，還通過微控制器切換距離量測裝置之工作模式包括模式三：啟動第一通信單元與第二通信單元，以同時運行感測、定位以及傳送信息的功能。

其中，當微控制器根據切換單元產生的控制信號啟動第二通信單元時，可以將記憶單元中儲存的多筆距離與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至一伺服器。

其中微控制器執行安全距離警示，根據一實施例，其中先根據切換單元產生的控制信號啟動第一通信單元，經第一通信單元產生感測信號，即感測到由另一距離量測裝置產生的信號，以得到一信號強度，之後可以根據此信號強度計算與另一距離量測裝置的距離，再根據此距離判斷是否與另一距離量測裝置處於低於一安全距離的位置。

進一步地，若距離低於此安全距離，即發出警示信息，可以蜂鳴器或震動裝置產生。更者，於感測到由另一距離量測裝置產生的信號時，同時接收到此距離量測裝置的識別碼，隨同計算得到的距離儲存於記憶單元中。

進一步地，當微控制器根據切換單元產生的控制信號啟動第二通信單元，可通過網路（如物聯網）連接伺服器，如此可以將記憶單元中儲存的多筆距離、時間與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至伺服器，伺服器建立關於距離量測裝置的一接觸史。

優選地，在距離量測裝置中，第一通信單元為第一藍牙通信電路或超寬頻通信電路；第二通信單元具有第二藍牙通信電路。其中第一通信單元通過第一藍牙通信電路發出感測信號，用來感測另一距離量測裝置，或通過超寬頻通信電路發出信標信號，用於定位距離量測裝置；第二通信單元的第二藍牙通信電路發出通信信號，用以連線另一距離量測裝置。

根據距離量測裝置的實施例，其中包括重力感測器，用以判斷距離量測裝置是否處於移動中，若判斷為靜止狀態，即通過微控制器使距離量測裝置進入一省電模式。

在一實施例中，利用多個距離量測裝置建立一網狀網路的系統，系統中設有一伺服器以及多個距離量測裝置，當距離量測裝置取得與另一距離量測裝置的距離後，於低於一安全距離時，發出警示信息，可以蜂鳴聲音與震動表示。

另外，以裝置中的記憶單元儲存距離以及另一距離量測裝置的識別碼，當儲存與多個距離量測裝置的多筆距離與各距離量測裝置的識別碼時，可以提供給伺服器後，由伺服器建立關於距離量測裝置的接觸史。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本新型的優點與效果。本新型可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本新型的構思下進行各種修改與變更。另外，本新型的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本新型的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本新型的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

說明書公開一種距離量測裝置以及系統，距離量測裝置為一種具有通信能力的電子裝置，可以為使用者攜帶的可攜式裝置，用以執行安全距離警示的功能；也可為安裝在固定位置的裝置，用於執行定位與作為網路節點的功能。

圖1顯示距離量測裝置的電路模組實施例圖，其中元件可為電路元件，或與軟體或韌體實現的功能元件。

距離量測裝置設有處理其中元件產生的信息與運作的微控制器10，以及各電性連接微控制器10的元件，如收發無線信息的第一通信單元103與第二通信單元104，距離量測裝置設有電池組105，以及幾種感測器，如用於偵測附近電磁信號變動的電磁感應器106以及感測距離量測裝置動作的重力感測器107。距離量測裝置設有以各種形式的儲存器實現的記憶單元108，記憶單元108在距離量測的用途上可用以儲存距離量測裝置的識別碼以及儲存距離量測裝置的感測與定位記錄。

根據實施例，距離量測裝置中可包括兩種通信單元的組合，其中第一通信單元103可為第一藍牙（Bluetooth™）通信電路或一超寬頻（Ultra-wideband，UWB）通信電路，用以發出感測信號以及接收由另一裝置產生的信號。舉例來說，感測信號可以感測到射頻識別標籤（Bluetooth™或UWB）的信息，或是接收到另一電子裝置（如相同設計的距離量測裝置）產生的信息。在一定位的應用中，第一通信單元103通過第一藍牙通信電路發出感測信號（Bluetooth™），用以感測四周電子裝置，或通過超寬頻通信電路發出信標信號（UWB），用於定位距離量測裝置的用途。

而第二通信單元104則為具有第二藍牙通信電路的通信電路，通過第二通信單元104的第二藍牙通信電路發出通信信號，用以傳輸數據，可用以藍牙通信技術連線另一電子裝置，如另一具有相同配置的距離量測裝置。在一實施例中，可以連線到網路，如由多個距離量測裝置或各式通信節點形成的網狀網路，以網狀網路部署一個物聯網，使得此距離量測裝置也能成為網路中的通信節點。

在此一提的是，第一通信單元103中採用的超寬頻技術（UWB）是一種具備低耗電與高速傳輸的短距離無線通信技術，且是利用脈衝來傳送信號的技術，常見的應用是接收感測器信號、定位與追蹤。而第一通信單元103採用的是藍牙通信技術或超寬頻通信技術的電路，可以獨立運作距離量測裝置中的其中之一工作模式。第一通信單元103與第二通信單元104採用的藍牙通信電路可為低功耗的藍牙低功耗電路（BLE），可用以連接鄰近的電子裝置，進而連線到由多個通信節點形成網狀網路，之後可通過閘道與一電腦裝置或伺服器連線。

在裝置中設有切換單元101，切換單元101電性連接微控制器10，根據一切換開關（如三段式開關）產生的電氣信號形成控制信號，使微控制器10切換距離量測裝置的工作模式。根據一實施例，模式一111：通過微控制器10啟動第一通信單元103，用以產生感測信號，以及定位距離量測裝置；模式二112：啟動第二通信單元104，使距離量測裝置成為網狀網路（範例之一可以建立以藍牙通信為基礎的物聯網）中的一通信節點；以及模式三113：啟動第一通信單元103與第二通信單元104，以同時運行感測、定位以及傳送信息的功能。在另一實施例中，距離量測裝置中可設有定位電路，如全球定位系統（GPS）的相關電路，用以產生位置資訊，成為每一筆感測信息的隨附資訊。

如此，距離量測裝置的微控制器中即可執行一安全距離警示方法，在模式一111中，根據切換單元101產生的控制信號啟動第一通信單元103，可通過所產生的感測信號感測到由另一距離量測裝置產生的信號，以得到一信號強度，如一種接收信號強度指標（RSSI），這是可以讓微控制器10中運行的程序根據信號強度計算與另一距離量測裝置的距離，再根據距離判斷是否與另一距離量測裝置處於低於一安全距離的位置。其中，當距離低於系統預設或使用者所設定的安全距離（設定儲存於記憶單元108中），即通過信息單元102發出一警示信息，可以震動裝置產生震動的方式、以蜂鳴器產生蜂鳴聲或發光等方式表達警示信息，提醒使用者應該保持安全距離。

圖2接著描述距離量測裝置中運行的方法的實施例流程。

設於固定位置或是由使用者（或特定物）攜帶的距離量測裝置經啟動後，使用者可通過各種形式的切換方式決定一個工作模式，其中微控制器即接收切換信號（步驟S201），並依照控制信號啟動距離量測裝置中的啟動第一通信單元（步驟S203），同時通過第一通信單元產生信標信號（步驟S205），並進行感測定位信號（步驟S207）。

距離量測裝置的微控制器本身可執行運算，根據感測到的信號強度計算距離（步驟S209），這個距離的記錄還可包括時間、位置等資訊，或是包括感測到的對象的識別碼，如另一距離量測裝置的識別碼（儲存在各自的記憶單元中），記錄經儲存後傳送出去。在一實施例中，可通過啟動第二通信單元（步驟S211），通過第二通信單元產生通信信號（步驟S213），連接網路，可實現為通信節點（步驟S215），並開始傳送信息（步驟S217），其中即能將感測到的相關信息傳送到另一裝置上，如一伺服器上。

根據以上描述，可知，揭露書所提出的距離量測裝置為一多功能的通信裝置，可以設於固定位置作為定位標籤的用途，可以成為網路中的節點，可以成為使用者攜帶的電子裝置，作為定位、感測與數據傳輸的用途等。如此，當距離量測裝置通過第一通信單元感測到由另一距離量測裝置產生的信號時，也同時接收到另一距離量測裝置的識別碼，因此能隨同計算得到的距離儲存於距離量測裝置中的記憶單元，並可依照儲存容量儲存多筆記錄。之後，其中微控制器根據切換單元產生的控制信號啟動第二通信單元，用以將記憶單元中儲存的多筆距離與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至伺服器。

圖3顯示利用距離量測裝置運行安全距離警示方法的實施例流程圖。

一開始，啟動距離量測裝置時（步驟S301），其中的重力感測器即開始運作，重力感測器電性連接微控制器，用以判斷距離量測裝置是否處於移動中（步驟S303），根據重力感測器產生的信息，若判斷為靜止狀態，即通過微控制器使距離量測裝置進入一省電模式（步驟S305），其中微控制器也就維持一個最低耗電的模式，讓裝置可以處於持續（或定時）感測裝置是否移動（重力信息的變化）的省電模式。

若根據重力感測信號判斷為裝置在移動中，即開始產生感測信號，執行計算距離以及記錄等動作（步驟S307）。其中，微控制器根據距離量測裝置中切換單元產生的控制信號通過微控制器啟動第一通信單元，由第一通信單元產生感測信號，並感測到由另一距離量測裝置產生的信號，以得到信號強度，並據此計算兩者之間的距離。

同時，微控制器持續運作中的程序將判斷此距離是否低於所設定的一個安全距離（步驟S309），若尚未低於安全距離（否），步驟回到S303，繼續以上步驟；反之，若此時判斷距離已經低於安全距離（是），這時，裝置通過其中信息單元產生警示信息（步驟S311），並將相關信息記錄在記憶單元中（步驟S313），程序回到步驟S303。

在一實施例中，在儲存在裝置中的記憶單元的記錄中，還包括一段時間的感測記錄，包括距離、接收到其他裝置的識別碼、時間、位置等數據，之後，經啟動第二通信單元後，可將記憶單元中儲存的多筆距離、時間、位置與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至伺服器，伺服器即可建立關於距離量測裝置的一接觸史。

圖4顯示利用距離量測裝置建立網狀網路系統的實施例示意圖，圖中示意顯示由多個距離量測裝置建立一網狀網路的系統。

距離量測裝置可以通過啟動第二通信單元產生連線其他裝置的信息，如此例中，距離量測裝置408可以連線到鄰近的距離量測裝置406, 407，並記錄接觸的資訊，包括感測信息計算得出的距離、時間、位置以及感測到的裝置的識別碼（其中之一或任意組合）等，也通過連線關係成為其中網狀網路的節點之一，此例中顯示網狀網路40中具有多個通信節點，包括距離量測裝置406, 407以及各種裝置形成的通信節點402, 403, 404, 405，並能使得距離量測裝置408通過網狀網路40連線到伺服器401。

根據揭露書所提出的系統實施例的目的之一，可參考圖5所示流程，利用伺服器401（或特定平台、裝置）接收到來自多個距離量測裝置中記憶單元中儲存的各自的多筆距離、時間、位置與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄（步驟S501），並儲存至數據庫（步驟S503），使得伺服器401可以建立關於多個距離量測裝置的接觸史（步驟S505）。

根據一實施目的，如大量傳播的傳染病的防疫目的，若伺服器401或特定平台可以建立每個人的接觸史，可以有效進行疫情調查。

綜上所述，根據說明書所公開的距離量測裝置為一種多功能的通信裝置，可以運作在幾個工作模式下，可以獨立成為一個定位裝置（主動產生感測信號、成為被動感測的裝置）、感測四周信息的裝置、記錄接觸歷史的裝置，並可運作成為一個網路中的通信節點，若配合其中運行的安全距離警示方式，還可成為個人安全防護的設備，並在所運行的系統中，成為記錄接觸史的主要角色。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。

10:微控制器 101:切換單元 111:模式一 112:模式二 113:模式三 102:信息單元 103:第一通信單元 104:第二通信單元 105:電池組 106:電磁感應器 107:重力感測器 108:記憶單元 40:網狀網路 401:伺服器 406,407,408:距離量測裝置 402,403,404,405:通信節點 步驟S201～S217:距離量測裝置運行的流程 步驟S301～S313:安全距離警示流程 步驟S501～S505:建立個人接觸史記錄的流程

圖1顯示距離量測裝置的電路模組實施例圖；

圖2顯示距離量測裝置中運行的方法的實施例流程圖；

圖3顯示利用距離量測裝置運行安全距離警示方法的實施例流程圖；

圖4顯示利用距離量測裝置建立網狀網路系統的實施例示意圖；以及

圖5顯示通過伺服器建立個人接觸史記錄的實施例流程圖。

10:微控制器

101:切換單元

111:模式一

112:模式二

113:模式三

102:信息單元

103:第一通信單元

104:第二通信單元

105:電池組

106:電磁感應器

107:重力感測器

108:記憶單元

Claims (10)

1. 一種距離量測裝置，包括： 一微控制器； 一第一通信單元，電性連接該微控制器，用以發出感測信號，以及接收信號； 一切換單元，電性連接該微控制器，通過該微控制器切換該距離量測裝置之工作模式，包括模式一：啟動該第一通信單元，用以產生感測信號，或定位該距離量測裝置；以及 一記憶單元，電性連接該微控制器，用以儲存該距離量測裝置之一識別碼，以及儲存記錄該距離量測裝置的感測與定位的記錄； 其中該切換單元產生一控制信號以啟動該第一通信單元，再由該第一通信單元產生感測信號，感測到由另一距離量測裝置產生的信號，以得到一信號強度，接著根據該信號強度計算與該另一距離量測裝置的一距離，根據該距離判斷是否與該另一距離量測裝置處於低於一安全距離的位置。
2. 如請求項1所述的距離量測裝置，其中該第一通信單元為一第一藍牙通信電路或一超寬頻通信電路。
3. 如請求項2所述的距離量測裝置，其中該第一通信單元通過該第一藍牙通信電路發出感測信號，用來感測另一距離量測裝置，或通過該超寬頻通信電路發出信標信號，用於定位該距離量測裝置。
4. 如請求項1所述的距離量測裝置，還包括一第二通信單元，電性連接該微控制器，用以傳輸數據，或連線另一距離量測裝置。
5. 如請求項4所述的距離量測裝置，其中通過該微控制器切換該距離量測裝置之工作模式包括模式二：啟動該第二通信單元，使該距離量測裝置成為一網路中的一通信節點。
6. 如請求項5所述的距離量測裝置，其中通過該微控制器切換該距離量測裝置之工作模式包括模式三：啟動該第一通信單元與該第二通信單元，以同時運行感測、定位以及傳送信息的功能。
7. 如請求項6所述的距離量測裝置，其中該微控制器根據該切換單元產生的該控制信號啟動該第二通信單元，用以將該記憶單元中儲存的多筆距離與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至一伺服器。
8. 如請求項1所述的距離量測裝置，更包括一重力感測器，電性連接該微控制器，用以判斷該距離量測裝置是否處於移動中，若判斷為靜止狀態，即通過該微控制器使該距離量測裝置進入一省電模式。
9. 如請求項1所述的距離量測裝置，其中，於感測到由該另一距離量測裝置產生的信號時，同時接收到該另一距離量測裝置的識別碼，隨同計算得到的該距離儲存於該記憶單元中。
10. 一種利用多個距離量測裝置建立一物連網狀網路的系統，包括： 一伺服器； 多個距離量測裝置，其中各距離量測裝置包括一微控制器，以及電性連接該微控制器的一第一通信單元，用以發出感測信號或接收信號、一第二通信單元，用以傳輸數據，以及一切換單元，該切換單元通過該微控制器切換該距離量測裝置之工作模式，包括模式一：啟動該第一通信單元，用以產生感測信號，以及定位該距離量測裝置；模式二：啟動該第二通信單元，使該距離量測裝置成為一網路中的一通信節點；以及模式三：啟動該第一通信單元與該第二通信單元，以同時運行感測、定位以及傳送信息的功能； 其中，各距離量測裝置的該微控制器執行一安全距離警示方法，包括： 根據該切換單元產生的一控制信號啟動該第一通信單元； 該第一通信單元產生感測信號，感測到由另一距離量測裝置產生的信號，以得到一信號強度； 根據該信號強度計算與該另一距離量測裝置的一距離，根據該距離判斷是否與該另一距離量測裝置處於低於一安全距離的位置；以及 以一記憶單元儲存該距離以及該另一距離量測裝置的識別碼，其中該記憶單元中儲存與多個距離量測裝置的多筆距離與各距離量測裝置的識別碼； 根據該切換單元產生的該控制信號啟動該第二通信單元，使該距離量測裝置成為網路中的一通信節點，用以將該記憶單元中儲存的多筆距離與多個距離量測裝置的識別碼形成的記錄傳送至該伺服器，該伺服器建立關於該距離量測裝置的一接觸史。

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