CN102506963A

CN102506963A - 容量感测装置

Info

Publication number: CN102506963A
Application number: CN2011103582763A
Authority: CN
Inventors: 黄凯勇
Original assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Current assignee: Qisda Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明是关于一种容量感测装置，用于量测一容置空间中容置物的量，其包括：第一发射器设置于该容置空间内并发射第一讯号；接收装置设置于该容置空间的开口，该接收装置接收该第一讯号并根据该第一讯号的讯号强度，计算得出上述容置物的量。

Description

容量感测装置

【技术领域】

本发明涉及一种容量感测装置，特别是涉及利用无线讯号的收发进行侦测储存容量的装置，可进行侦测液体或固体的储存量。

【背景技术】

在管理即时的仓储内部储存量或是液体容槽的即时容量，为现有企业亟需解决的问题，主要是能掌控仓储或是液体容槽的使用率，使得管理者得以做较佳的资源分配。

管理仓库的储存，常见的技术大多在欲储存的箱体外包装上设置条码或是RFID可对应箱体的编码，当箱体进入仓库时，管理员使用读取机读取上述编码并储存于仓管软体中管理控制，当箱体离开仓库时，管理员需再次读取编码，于仓管软体中删除此笔资料，使用对应箱体的编码来管理仓储的好处是可以有精确的控管，然而需要花费编码管理的成本以及必须保证所有箱体均已有设置条码或是RFID，若发生条码或是RFID污损或脱落的状况，恐无法正确管哩，另外，若是发生箱体失窃，也必须清点所有的箱体才能够得知遗失的箱体，造成管理上的困难。

另外在液体容槽的容量量测，常见的技术为使用浮球的高度来管理，当浮球浮于液体表面超过一定高度，连接到浮球的机构会启动马达进水，当浮球低于一个高度，则会停止马达进水，这个方式常用于住家的水塔管理，这个方式可以管理进水与入水，却无法知道目前水位的即时高度；另外在台湾专利M382483揭露一种以敲击工具敲击密闭容器以产生一声音讯号，且密闭容器存有一储存物，收音装置收集声音讯号并传送至讯号分析装置，藉由分析声音讯号求得存于密闭容器内储存物存量的多寡，虽然可以取得即时的容量，却不完全适合所有的容槽，例如砖砌的储存槽就无法使用敲击密闭容器的手段。

因此为解决上述先前技术的缺失，本发明提供一种可以适用于各种环境的容量感测装置，可以得出于容置空间内即时的储存量，也可以作为一个警报管理***，以确保库存的安全。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种容量感测装置，适用于量测一容置空间中容置物的量，其包括：第一发射器设置于该容置空间内并发射第一讯号；接收装置设置于该容置空间的开口，该接收装置接收该第一讯号并根据该第一讯号的讯号强度，得出上述容置物的量。

作为可选的技术方案，该容置物为液体，该第一发射器具有封闭性外壳以浮于该液体的表面。

作为进一步可选的技术方案，容量感测装置更包括：导引部，设置于该容置空间内并耦接该第一发射器，该导引部限制该第一发射器仅能相对其上下移动。

作为进一步可选的技术方案，该导引部为杆状，其一端设置于该容置空间底部，另一端具有挡止部，限制该第一发射器的最高高度。

作为进一步可选的技术方案，该容置空间具有由马达控制的入水口，其特征在于，该接收装置接收该第一讯号且该第一讯号的讯号强度低于第一阀值时，该接收装置发送信号至一控制器，该控制器启动马达，开始入水；当该第一讯号的讯号强度高于第二阀值时，该接收装置发送信号至该控制器，使该马达关闭，停止入水。

作为可选的技术方案，该第一讯号包括多个封包，该接收装置根据接收到的封包数目，计算得出上述容置物的湿度。

作为可选的技术方案，该第一讯号频率为2GHz～6GHz。

作为可选的技术方案，该第一发射器固定于该容置空间的底部，于该第一发射器与该接收器之间放置多个相同包装材的箱体且由容置空间最底部开始依序置放。

作为进一步可选的技术方案，该第一讯号具有第一频率，其特征在于，该容量感测装置更包括：第二发射器固定于该容置空间，并发射第二讯号，该第二讯号具有与该第一频率不同的第二频率；控制机台，储存该第一讯号的讯号强度与该第二讯号的讯号强度与容置物的量的比对表；该接收装置接收到该第一讯号与该第二讯号，并将对应的讯号强度转传至该控制机台，根据该比对表计算得出该上述容置物的量。

作为进一步可选的技术方案，该容置空间具有一个门，该门具有开启状态和关闭状态，该接收装置于该开启状态接收到的该第一讯号具有第一值，在该关闭状态接收到的该第一讯号具有第二值，当该接收装置接收到该第一讯号，并将对应的讯号强度转传至该控制机台，该控制机台根据该第一值与该第二值进行门禁管制。

与现有技术相比，本发明可以较低的成本与简易的安装来达成即时容量的计算。

【附图说明】

图1绘示了本发明适用于液体容量感测装置的示意图；

图2绘示了本发明适用于仓储容量感测装置的示意图；

图3所示为湿度对连接质量成影响实验的数据。

【具体实施方式】

请参考图1，容置空间100可以容纳液体140，在本实施例中，容置空间100为水槽，液体140为水，可开启马达200经由连接于容置空间100的管线注入水至水槽内，依据本发明提供一种容量感测装置，包括：第一发射器120设置于容置空间内，第一发射器120具有轻的封闭式的外壳设计可浮于液体140的水面上，内部设置电池与无线发射器电路用以发射第一讯号，接收装置110设置于水槽110的开口处，较佳的是水槽100的边缘处，接收装置110接收第一讯号并根据第一讯号的讯号强度，计算得出上述容置物的量。以上述第一发射器120与接收装置110而言均可为群蜂(ZigBee)无线传输模式的传输/接收器操作于2.4GHz，由于2.4GHz的讯号无法在水中传递，因此第一发射器120与接收装置110之间主要的讯号为可见距离(Light of Sight：LOS)的强度，因此可以藉由分析接收装置110所收到的信号强度来推导第一发射器120与接收装置110之间的距离，由于容器深度A已知，可通过几何函数的简单运算算出液体的140的高度B因此可获得即时的液体140的储存量；另外在现有技术中可计算得出出发射器与接收器与水平面的夹角，非本专利所要探讨的，然其间所得到的夹角可以运用在上述的几何函数的计算，使上述计算得出能更精确。

接收装置110可将接收到的信号强度传送至控制器300，由控制器300判断信号强度与预设值的比对，当讯号强度低于第一阀值，表示液体140的水平面变低0接收装置110与第一发射器120距离变远)，控制器300发送指令启动马达200，入水至容置空间100，当第一讯号的讯号强度高于第二阀值，表示水平面变高且达到预设高度(接收装置110与第一发射器120距离变近)，控制器300发送指令至马达200，使马达200停止入水；由于信号强度为即时的资讯，控制器300可另外设置人机介面显示其即时的液体总量，让管理者可以清楚的知道目前的液体140的储存量。

在其它实施方式中，当容置物为液体，如水、油或其他的液态化学原料，第一发射器可具有轻巧的封闭性外壳以浮于上述液体的表面，在本发明的发射与接收装置可以采用群蜂(ZigBee)无线传输模式，符合IEEE 802.15.4规范，并其传输讯号以工业科学医疗(Industrial，Scientific andMedical，ISM)2.4GHz短距无线频段；以第一发射器而言其可配置轻巧的外壳，内部以电池供电，由于Zigbee的低功率特性配合发射周期的设定，可以节省耗电，本发明除了使用ISM频道2.4GHz外，由于2GHz～6GHz的无线讯号均有不易在水中传递以及绕射后能量消耗很大的特性，因此在这个区域的频率均适用于本发明。

接收装置110也可储存预设值，将信号强度与预设值的比对，当讯号强度低于第一阀值，表示液体140的水平面变低，接收装置110可直接发送指令启动马达200，开始入水至容置空间100，当第一讯号的讯号强度高于第二阀值，表示水平面变高且达到预设高度，接收装置110直接发送指令至马达200，使马达200停止，不再入水，如此可以省掉控制器300的设置，节省成本。

另外除了上述经由信号强度计算得出容量外，第一发射器120所发射的第一信号可为多个封包，接收装置110或控制器300可以计算连接质量(LinkQuality Indicator：LQI)并以查表的方式，根据信号强度与连接质量与纪录表的比对，查出即时的湿度值；由于在容置空间100内，不会有多余的外在因素影响传输品质(RSSI与LQI值)，只有液体跟容置空间100内的湿度会影响传输品质，湿度越高表示路径中的障碍物越多，连接质量越差，如图3所示为实验的结果，测试温度介于接收器与传输器可工作的温度范围之下，温度升高，绝对湿度也升高，由此可知当湿度会对连接质量成不小的影响，导致传送封包(D01、D02、D03、D12、T02、T07、T08)失败次数上升。可经由类似的实验方式制成信号强度、连接质量与湿度的对照表。

另外在图1中，若是液体140的表面较第一发射器120宽，第一发射器120有可能会于水面上飘流移动，有可能造成误差，因此于容置空间100的底部可另设置导杆130，第一发射器120可以设置一中空的孔状(未图示)穿过导杆130，因此第一发射器120可于导杆130的位置上下移动，减低第一发射器120飘流移动的误差。导杆130的另一端设置挡止部131限制该第一发射器120的最高高度，在本实施例中使用导杆130限制第一发射器120的最高高度，本领域技术人员可将导杆130改为滑轨设置于容置空间100内壁上或是以可伸缩的弹性体等来限制第一发射器120上下移动的位置即可。

图2另揭露本发明适用于管理仓库的储存，第一发射器510固定于容置空间500(仓库)的底部560，于第一发射器510与接收器520之间的空间可以放置多各数个相同包装材的箱体530于栈板540上，且由容置空间500最底部向外依序置放，栈板540可有空隙留下可供第一信号通过的路径，当箱体360只有一个时，第一信号在栈板540下反射次数少，因此接收器520接收到的信号强度较高，当箱体530有三个时，第一信号在栈板540下反射次数多，因此接收器520接收到的信号强度较高。在实施本发明时，可以依序增加储放在仓库500内的箱体530，每增加一个就记录收到的信号强度，如此就可以记录箱体数量与信号强度的对应表，当接收器520接收到第一信号时，可将信号强度传送至控制器400，由控制器400与上述对应表比对后得知目前的即时库存。本发明另外可以提供多个发射器于不同位置，如发射器570、发射器580，不同位置的发射器发射不同频率的信号，上述对应表可以更精确的比对出目前即时的箱体530的库存。为达到精确的结果，可以使储存于容置空间500内所使用的箱体530有同一规格的大小与外表面的材质。

仓库500可更包括一个门550，当门550开启时有部分第一信号外漏于仓库500外，因此接收器520接收到第一信号的强度为第一值，当门550关闭时，仓库为一密闭空间，接收器520接收到第一信号的强度为第二值，当门550关闭时控制器400可以持续量测第一信号的强度是否为第二值，在一个误差范围内可以确保箱体未被移动，当在一误差范围外或接近第一值，则可判定有人入侵或是仓库的门被打开，可以进行的对应的警戒。

本发明的好处在于，可以较低的成本与简易的安装来达成即时容量的计算得出，且达成门禁管制的功能。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims

1.一种容量感测装置，适用于量测一容置空间中容置物的量，其特征在于该容量感测装置包括：

第一发射器设置于该容置空间内并发射第一讯号；

接收装置设置于该容置空间的开口，该接收装置接收该第一讯号并根据该第一讯号的讯号强度，得出上述容置物的量。

2.如权利要求1的容量感测装置，其特征在于，该容置物为液体，该第一发射器具有封闭性外壳以浮于该液体的表面。

3.如权利要求2的容量感测装置，其特征在于更包括：

导引部，设置于该容置空间内并耦接该第一发射器，该导引部限制该第一发射器仅能相对其上下移动。

4.如权利要求3的容量感测装置，其特征在于该导引部为杆状，其一端设置于该容置空间底部，另一端具有挡止部，限制该第一发射器的最高高度。

5.如权利要求2的容量感测装置，该容置空间具有由马达控制的入水口，其特征在于，该接收装置接收该第一讯号且该第一讯号的讯号强度低于第一阀值时，该接收装置发送信号至控制器，该控制器启动马达，开始入水；当该第一讯号的讯号强度高于第二阀值时，该接收装置发送信号至该控制器，使该马达关闭，停止入水。

6.如权利要求1的容量感测装置，其特征在于，该第一讯号包括多个封包，该接收装置根据接收到的封包数目，得出上述容置物的湿度。

7.如权利要求1的容量感测装置，其特征在于，该第一讯号频率为2GHz～6GHz。

8.如权利要求1的容量感测装置，其特征在于，该第一发射器固定于该容置空间的底部，于该第一发射器与该接收器之间放置多个相同包装材的箱体且由容置空间最底部开始依序置放。

9.如权利要求8的容量感测装置，该第一讯号具有第一频率，其特征在于，该容量感测装置更包括：

第二发射器固定于该容置空间，并发射第二讯号，该第二讯号具有与该第一频率不同的第二频率；

控制机台，储存该第一讯号的讯号强度与该第二讯号的讯号强度与容置物的量的比对表；

该接收装置接收到该第一讯号与该第二讯号，并将对应的讯号强度转传至该控制机台，根据该比对表得出该上述容置物的量。

10.如权利要求8的容量感测装置，其特征在于，该容置空间具有一个门，该门具有开启状态和关闭状态，该接收装置于该开启状态接收到的该第一讯号具有第一值，在该关闭状态接收到的该第一讯号具有第二值，当该接收装置接收到该第一讯号，并将对应的讯号强度转传至该控制机台，该控制机台根据该第一值与该第二值进行门禁管制。