TWM632483U - 文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統 - Google Patents

Abstract

本創作係提供一種文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其包含一室外影像擷取模組、一室外偵測模組、一室外分析模組、一室內偵測模組、一室內分析模組以及一風險分析模組、一物聯網環境優化控制模組以及一物聯網防災通報控制模組。室外影像擷取模組係用以拍攝一建築之外觀，以取得一待測建築物影像，室外偵測模組係用以偵測此建築環境溝渠水位變化，以產生一水位數據及一濕度數據。室外分析模組係接收並分析此水位數據及濕度數據，並通過一輸出單元以進行傳送。室內偵測模組係用以偵測此建築物內之溫度變化及濃煙變化，以產生一溫度數據、一濕度數據及一濃煙數據。室內分析模組係接收並分析此溫度數據及濃煙數據，以產生一室內風險評估結果，並利用一無線網路單元傳送此室內風險評估結果。風險分析模組係包含一影像儲存單元以及一處理單元，此處理單元接收此待測建築物影像、環境評估結果及室內風險評估結果，並將此待測建築物影像儲存於影像儲存單元以進行分析，進而產生一室外風險評估結果，再根據此室內風險評估結果及室外風險評估結果以產生該建築物之一綜合評估資訊，並傳送此綜合評估資訊至一物聯網防災通報控制模組。

Description

文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統

本創作是關於一種災害偵測物聯網防災系統，特別是關於一種利用影像分析、環境控制以及感測氣體濃度的方式來評估文化資產建築是否受到災害破壞的警示系統與物聯網環境控制系統。

文化資產建築為人類墾拓發展的歷史軌跡，其營建之建造物及附屬設施，由於其可以供人們長時間之居住使用，隨著時間的累積增加，此建築可能逐漸地遭受到各種天然或人為因素之毀損，進而使得居住在其中的人們受到文化資產損失、生命或財產的損傷。

舉例來說，當文化資產建築的外牆長久遭到風吹日晒時，其外表所貼附之建築構件即有可能逐漸的剝落，而造成文化資產價值損失及加驟建築劣化或使鄰近人員受傷，其因建造年份久遠材質老化再因天然或人為災害加遽威脅，又或是大樓遭受雨淋之牆面因防水設計之不良，而導致該牆面產生滲水之狀況，又或是環境溫度、濕度易產生黴菌及白蟻等生物滋生而危及建築結構該些情況若能在初期發生時便進行修復，則除了可以減少修復的金額，最重要的是可以避免有人員遭受到波及或傷害。

而除了建築的外在結構安全外，建築物的內部安全對於人們也是十分的重要，常見的內部安全包含火災預防以及氣體中毒等。雖然目前政府為了守護居家安全，已建議國人必須在建築內裝設「住宅用火災警報器」(俗稱為住警器)，其中此住宅用火災警報器的功用在於可以在火災發生時第一時間發出警報聲，讓住宅內的民眾即時得知有火災正在發生，進而有更多時間採取應變措施與避難行動。然而，文化資產建築構件及材料抗災韌性遠低於新建建築，且傳統古老建築工藝不宜為了裝置大型防災設備而對其破壞，因此精準度、美關渡、小巧精美則相對的非常重要。

綜觀前所述，文化資產建築可能遭遇到各種天然或人為的災害，使其無論是在建築物的內部或是外部，都必須詳加注意其是否有足夠的安全措施。因此，本創作之創作人思索並設計一種文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用、落實文化資產管理維護與災害防護。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作之目的就是在提供一種文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，以防止文化資產建築可能遭受到各種外在或內在災害之問題，進而保障文化資產建築、人們生命及財產之安全。

基於上述目的，本創作係提供一種文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其包含一室外影像擷取模組、一室外偵測模組、一室外分析模組、一室內偵測模組、一室內分析模組以及一風險分析模組、一物聯網環境優化控制模組以及一物聯網防災通報控制模組。室外影像擷取模組係用以拍攝建築物，以取得一待測建築物影像，室外偵測模組係用以偵測此建築環境溝渠水位變化，以產生一水位數據及一濕度數據。室外分析模組係接收並分析此水位數據及濕度數據，並通過一輸出單元以傳送此待測建築物影像。室內偵測模組係用以偵測此建築物內之溫度變化及濃煙變化，以產生一溫度數據及一濃煙數據。室內分析模組係接收並分析此溫度數據及濃煙數據，以產生一室內風險評估結果，並利用一無線網路單元傳送此室內風險評估結果。風險分析模組係包含一影像儲存單元以及一處理單元，此處理單元接收此待測建築物影像及室內風險評估結果，並將此待測建築物影像儲存於影像儲存單元以進行分析，進而產生一室外風險評估結果，再根據此室內風險評估結果及室外風險評估結果以產生該建築物之一綜合評估資訊，並傳送此綜合評估資訊至一物聯網防災通報控制模組。

較佳地，此室外影像擷取模組包含一空拍機以拍攝此建築物的待測建築物影像，此待測建築物影像包含一建築物環境影像、一建築物牆面影像及一建築物屋頂影像。

較佳地，此影像儲存單元係儲存一初始建築物影像，此初始建築物影像包含該建築物的一初始環境影像、一初始牆面影像及一初始屋頂影像。

較佳地，處理單元係利用建築物環境影像與初始環境影像之間的差異、建築物牆面影像與初始牆面影像之間的差異或建築物屋頂影像與初始屋頂影像之間的差異來評估建築物是否受到災害破壞。

較佳地，災害破壞的種類包含一風力因素、一火害因素、一水害因素、一震動及劣化因素及一蟲害因素。

較佳地，處理單元係執行對初始建築物影像與待測建築物影像的一特徵擷取程序，通過初始環境影像、初始牆面影像與初始屋頂影像的影像特徵演算，預測此建築物環境影像、建築物牆面影像與建築物屋頂影像受到災害破壞的一發生比例。

較佳地，此災害破壞的種類包含一風力因素、一火害因素、一水害因素、一震動及劣化因素及一蟲害因素。

較佳地，本創作之建築物安全警示系統進一步包含：複數個室外偵測模組，係設置於建築物周圍，並用以產生偵測此建築物之複數個室外偵測資料；以及一室外分析模組，係接收所述室外偵測資料，且當此複數個室外偵測資料超過一預設標準值，室外分析模組係傳送一通知訊息至物聯網防災通報控制模組。

較佳地，該些室外偵測模組包含一水位偵測儀、一測風儀、一火災感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一震動感測器及一應力感測器。

較佳地，此物聯網防災通報控制模組包含一平板電腦、一智慧型手機、一筆記型電腦或是一電腦主機。

較佳地，本創作之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統更包含一室內影像監視模組，此室內影像監視模組係用以擷取建築物內之一室內即時影像。

較佳地，室內影像監視模組係透過所述無線網路單元以傳送室內即時影像至物聯網防災通報控制模組。

較佳地，此物聯網防災通報控制模組係為一監視系統。

較佳地，當室內風險評估結果大於一警示門檻值時，室內分析模組係控制此室內影像監視模組以進行影像之擷取。

較佳地，該室內偵測模組包含煙霧偵測器、溫度偵測器、濕度偵測器及空氣偵測器。

承上所述，依本創作之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其可具有一或多個下述優點：

(1) 此文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統可通過影像分析，判斷建築的環境、牆面或屋頂是否受到災害破壞，進而提早進行補強或修復，避免建築物收到無法挽回之災害。

(2) 此文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統能藉由影像特徵分析，預測產生災害破壞的類型及狀態，及早採取對應措施，保護建築物免受災害破壞，提升建築物保存的強度。

(3) 此文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統藉由結合感測裝置所收集的感測數據，協助系統判斷建築物之內外部是否正受到氣體或外在災害的影響，進而提早採取適當的預防措施。

為瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本創作所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本創作的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱第1圖，其係為本創作實施例之建築物文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統之方塊圖。如圖所示，本創作之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統100包含一室外影像擷取模組10、一室內偵測模組20、一室內分析模組30、一風險分析模組40、一室外偵測模組50、一室外分析模組60、一室內影像監視模組70、一物聯網防災通報控制模組80以及一物聯網環境優化控制模組90，且本系統可以用於偵測一建築物X之屋況或是其內部是否遭受到天災或人為之損壞，其內容茲說明如下。

室外影像擷取模組10可以包含一搭配有影像擷取鏡頭的空拍機或是一室外攝影機，其用以係拍攝建築物X之外觀，進而取得一待測建築物影像11，同時，可以通過此室外影像擷取模組10上之一輸出單元12傳送此待測建築物影像11，其中此輸出單元12可以為一無線傳輸單元，例如藍牙或是無線網路模組等。

室內偵測模組20可用以偵測此建築物X內部之一溫度變化及一濃煙變化，以產生此建築物X內部之一溫度數據21及一濃煙數據22，在一較佳的實施例中，此室內偵測模組20可以為一偵煙式建築物警報偵測器或一定溫式建築物警報偵測器，例如在此建築物X 發生火災時，此室內偵測模組20將會偵測到異常的溫度數據21或濃煙數據22，即可以立即地先行發出警示之訊息，以通知在建築物X內之人們。

室內分析模組30可以為一具有微處理器及無線網路單元32的小型崁入式系統，其係耦接至室內偵測模組20，並用以接收並分析溫度數據21及濃煙數據22，以產生一室內風險評估結果31，之後可再利用無線網路單元32以傳送此室內風險評估結果31。

風險分析模組40可以為具有網路傳輸功能之一個人主機或是一筆記型電腦，其包含一影像儲存單元41以及一處理單元42，其中此處理單元42可利用網路接收來自室外影像擷取模組10之待測建築物影像11以及室內分析模組30之室內風險評估結果31，並將此待測建築物影像11儲存於影像儲存單元41以進行分析，進而產生一室外風險評估結果421。之後，處理單元42可根據此室內風險評估結果31及室外風險評估結果421以產生此建築物X之一綜合評估資訊422，並將其傳送至使用者所持有的物聯網防災通報控制模組80及物聯網環境優化控制模組90，如此一來，即使使用者旅行在外，也可以接收到建築物X的綜合評估資訊422，並採取適當的對應措施。其中，此影像儲存單元41可以為資料庫管理系統，而處理單元42則可以為一具有運算功能之中央處理器，而物聯網防災通報控制模組80及物聯網環境優化控制模組90可包含一平板電腦、一智慧型手機、一筆記型電腦或是一電腦主機。

進一步的說明，在此創作中，此室外影像擷取模組10所拍攝的待測建築物影像11中可包含一建築物環境影像111、一建築物牆面影像112及一建築物屋頂影像113，且影像儲存單元41可預先儲存此建築物X原先完好的一初始建築物影像411，而此初始建築物影像411則包含建築物X的一初始環境影像4111、一初始牆面影像4112及一初始屋頂影像4113，其相關示意請參閱第2圖。

當處理單元42在產生室外風險評估結果421之結果時，其可利用建築物環境影像111與初始環境影像4111之間的前後差異、建築物牆面影像112與初始牆面影像4112之間的前後差異或是建築物屋頂影像113與初始屋頂影像4113之間的前後差異來評估建築物X是否受到一災害破壞。其中此災害破壞的種類可以包含一風力因素、一火害因素、一水害因素、一震動及劣化因素及一蟲害因素。而是否受到災害破壞之認定則可以由使用者設定一前後差異之比例來認定，以牆面部份來說，若是建築物牆面影像112與初始牆面影像4112之間的前後差異超過一比例時，則可以判定現在建築物X的牆面已遭受到毀損，必須立即進行適當的牆面補救措施。

除此之外，本創作亦可以利用處理單元42來執行對初始建築物影像411的一特徵擷取程序，進而產生此建築物X將來受到災害破壞時之一預測評估，其係利用對初始環境影像4111、初始牆面影像4112與初始屋頂影像4113的影像特徵來進行演算，來預測之後建築物環境影像111、建築物牆面影像112與建築物屋頂影像113受到此災害破壞的一發生比例。舉例來說，若所擷取到之初始屋頂影像4113有一部份區塊之顏色較其他區塊來的深沉，經特徵擷取程序後若判定起因是因為常年失修所引起，則可以預測之後受到災害破壞時，將很有可能以該區域為中心而產生擴散損毀的情況。值得一提的是，此特徵擷取程序中可利用深度學習領域中之一特徵影像演算法來對初始建築物影像411之特徵影像進行訓練、學習，進而學習辨識出其所代表之意義。

除此之外，在本實施例中，此多個室外偵測模組50可設置於建築物X的周圍，並用以產生偵測此建築物X之多個室外偵測資料51，其中此室外偵測模組50可包含一水位偵測儀、一測風儀、一火災感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一震動感測器及一應力感測器，而當產生該些室外偵測資料51後，室外分析模組60將接收該資料並進行剖析，而當該些室外偵測資料51超過一預設標準值，此室外分析模組60將可傳送一通知訊息至物聯網防災通報控制模組80及物聯網環境優化控制模組90，如此一來，一但建築物X的週遭遇到如火災或是水災時，使用者仍然可以透過物聯網防災通報控制模組80來得到相關之警示訊息，或者是透過物聯網環境優化控制模組90來控制空調系統、除溼機等等，進而管控環境的濕度、溫度來對建築物X採取適當的保護措施。在一較佳的實施例中，此室外分析模組60如同風險分析模組40一般，可以為具有網路傳輸功能之一個人主機、一筆記型電腦或是一小型嵌入式系統。

在本實施例中，建築物X內可裝有一室內影像監視模組70，其係電性連接至室內分析模組30，並用以擷取建築物X內之一室內即時影像71，且此室內影像監視模組70可透過室內分析模組30中之無線網路單元32傳送室內即時影像71至物聯網防災通報控制模組80及物聯網環境優化控制模組90，其中此物聯網防災通報控制模組80可以為一監視系統，而物聯網環境優化控制模組90則可以為一電腦主機或是一嵌入式系統。

而當室內分析模組30所產生的室內風險評估結果31大於一警示門檻值時，室內分析模組30也可以主動地控制室內影像監視模組70以進行影像之擷取，並將所擷取到的影像主動傳送至物聯網防災通報控制模組80及物聯網環境優化控制模組90，如此一來，當建築物X內發生類似火災之警急狀況時，使用者便可以立即時接收到此建築物X內之最新影像，並可由物聯網環境優化控制模組90進行適當之防護行為。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100:文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統 10:室外影像擷取模組 11:待測建築物影像 111:建築物環境影像 112:建築物牆面影像 113:建築物屋頂影像 12:輸出單元 20:室內偵測模組 21:溫度數據 22:濃煙數據 30:室內分析模組 31:室內風險評估結果 32:無線網路單元 40:風險分析模組 41:影像儲存單元 411:初始建築物影像 4111:初始環境影像 4112:初始牆面影像 4113:初始屋頂影像 42:處理單元 421:室外風險評估結果 422:綜合評估資訊 50:室外偵測模組 51:室外偵測資料 60:室外分析模組 61:環境評估結果 70:室內影像監視模組 71:室內即時影像 80:物聯網防災通報控制模組 90:物聯網環境優化控制模組 X:建築物

為使本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下： 第1圖係為本創作實施例之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統之方塊圖。 第2圖係為本創作另一實施例之產生室外風險評估結果之示意圖。

100:文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統

10:室外影像擷取模組

11:待測建築物影像

12:輸出單元

20:室內偵測模組

21:溫度數據

22:濃煙數據

30:室內分析模組

31:室內風險評估結果

32:無線網路單元

40:風險分析模組

41:影像儲存單元

42:處理單元

421:室外風險評估結果

422:綜合評估資訊

50:室外偵測模組

51:室外偵測資料

60:室外分析模組

61:環境評估結果

80:物聯網防災通報控制模組

90:物聯網環境優化控制模組

Claims (14)

1. 一種文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其包含： 一室外影像擷取模組，係用以拍攝一建築物以取得一待測建築物影像，並通過一輸出單元傳送該待測建築物影像； 一室內偵測模組，用以偵測該建築物內之溫度變化及濃煙變化，以產生一溼度數據、一溫度數據及一濃煙數據； 一室內分析模組，係接收並分析該溼度數據、該溫度數據及該濃煙數據，以產生一室內風險評估結果，並利用一無線網路單元傳送該室內風險評估結果； 複數個室外偵測模組，係設置於該建築物的周圍，並用以偵測該建築物之環境溝渠水位變化，以產生一水位數據及一濕度數據； 一室外分析模組，係接收該些水位數據及該些濕度數據，進而產生一環境評估結果；以及 一風險分析模組，係包含一影像儲存單元以及一處理單元，該處理單元接收該待測建築物影像、該環境評估結果及該室內風險評估結果，並將該待測建築物影像儲存於該影像儲存單元以分析該待測建築物影像及該環境評估結果，進而產生一室外風險評估結果，再根據該室內風險評估結果及該室外風險評估結果以產生該建築物之一綜合評估資訊，並傳送該綜合評估資訊至一物聯網防災通報控制模組以及一物聯網環境優化控制模組。
2. 如請求項1所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該室外影像擷取模組包含一空拍機以拍攝該建築物的該待測建築物影像，該待測建築物影像包含一建築物環境影像、一建築物牆面影像及一建築物屋頂影像。
3. 如請求項2所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該影像儲存單元係儲存一初始建築物影像，該初始建築物影像包含該建築物的一初始環境影像、一初始牆面影像及一初始屋頂影像。
4. 如請求項3所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該處理單元係利用該建築物環境影像與該初始環境影像之間的差異、該建築物牆面影像與該初始牆面影像之間的差異或該建築物屋頂影像與該初始屋頂影像之間的差異評估該建築物是否受到一災害破壞。
5. 如請求項4所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該災害破壞的種類包含一風力因素、一火害因素、一水害因素、一震動及劣化因素及一蟲害因素。
6. 如請求項4所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該處理單元係執行對該初始建築物影像與該待測建築物影像的一特徵擷取程序，通過該初始環境影像、該初始牆面影像與該初始屋頂影像的影像特徵演算，預測該建築物環境影像、該建築物牆面影像與該建築物屋頂影像受到該災害破壞的一發生比例。
7. 如請求項6所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該災害破壞的種類包含一風力因素、一火害因素、一水害因素、一震動及劣化因素及一蟲害因素。
8. 如請求項1所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該複數個室外偵測模組包含一水位偵測儀、一測風儀、一火災感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一震動感測器及一應力感測器。
9. 如請求項1所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該物聯網防災通報控制模組及該物聯網環境優化控制模組包含一平板電腦、一智慧型手機、一筆記型電腦或是一電腦主機。
10. 如請求項1所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，更包含一室內影像監視模組，該室內影像監視模組係用以擷取該建築物內之一室內即時影像。
11. 如請求項10所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該室內影像監視模組係透過該無線網路單元以傳送該室內即時影像至該物聯網防災通報控制模組。
12. 如請求項11所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該物聯網防災通報控制模組係為一監視系統。
13. 如請求項10所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中當該室內風險評估結果大於一警示門檻值時，該室內分析模組係控制該室內影像監視模組以進行影像之擷取。
14. 如請求項1所述之文化資產建築多元災害偵測物聯網防災系統，其中該室內偵測模組包含一煙霧偵測器或一溫度偵測器。

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