TW201601122A - 活動感知地墊之監視系統 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種活動感知地墊之監視系統，該監視系統包括複數個活動感知地墊及一監視設備，其中各該活動感知地墊分別設有一控制模組、一儲存模組、一感應模組及複數個資訊傳輸模組，其中，該控制模組係分別與該儲存模組、感應模組及資訊傳輸模組相電氣連接，各該活動感知地墊之儲存模組分別儲存有一識別標籤，在該活動感知地墊受到壓力時，能感知訊號，該控制模組能讀取該識別標籤，且能接收該感應模組所產生一感知訊號，並透過該資訊傳輸模組發送予相鄰之另一活動感知地墊；該監視設備內儲存有一佇列清單及一拓樸矩陣，且係與該等活動感知地墊之一相電氣連接，以令與該監視設備相電氣連接之活動感知地墊成為一主控單元，且令直接或間接與該主控單元相連接之其他活動感知地墊分別成為一附屬單元，該監視設備能利用一拓樸演算法，將所搜尋到對應於該等活動感知地墊之識別標籤，依序列入該佇列清單，並逐步建立該等活動感知地墊之該拓樸矩陣，進而取得各該活動感知地墊之相對位置，且在任一活動感知地墊受到壓力而產生一感知訊號時，能根據該拓樸矩陣得知發出該感知訊號之活動感知地墊的實際位置。如此，便能夠透過該拓樸演算法取得各該活動感知地墊之相對位置，且在任一活動感知地墊受到壓力而產生一感知訊號時，該監視設備能根據該拓樸矩陣得知發出該感知訊號之活動感知地墊的實際位置，故，若家中長者或小孩不慎跌倒在任一活動感知地墊上，便能夠根據感知訊號迅速得知發生意外的具體地點。
Description
本發明係一種活動感知地墊之監視系統，尤指一種結合廣度優先搜尋演算法與先進先出法，建立活動感知地墊之拓樸結構的監視系統。
受到全球普遍生育率下降及醫療環境改善之影響，世界各國人口結構逐漸改變，高齡人口比例大幅提高，在1950年，平均由十二位勞動人口共同撫養一位高齡人口，然而，隨著人口結構之改變，此一由勞動人口對應於所須撫養之高齡人口的撫養比率正逐年降低，使勞動人口的負擔與日俱增。以台灣為例，該比率於現今的台灣已降至七比一，據統計預估該比率於二十年後將降至二．七比一，高齡人口的身心健康與醫療照護已成為應日益受到重視之問題。如何使高齡人口享受舒適、愉快且安心之生活，同時，讓勞動人口能無後顧之憂地專注於工作崗位，實為人們所共同關心之課題。
生理上的老化係隨著年齡而累積，不但可能造成高齡者對外界環境的被動反應力下降，亦使得主動從事各種動作之能力降低，在許多情況下，將造成生活上的不便，尤有甚者，若是有病在身，其生活上的不便更是不在話下，而此等不便亦埋下了諸多發生意外的危險因子，應特予重視。高齡者在無人照護的狀況下，可能意外跌倒摔傷，或因不慎碰撞乃至於突發的生理狀況而攤倒在地。為避免在發生前述狀況時，周遭無人能及時處理，導致危險不斷擴大，各種居家安全與遠距照護之相關議題越來越受到重視，其相關應用技術也迅速地發展，其中，活動感知地墊即係為了因應前述狀況而被開發出的產品之一。
一般言，習知的活動感知地墊內部設有一感應模組，當該等活動感知地墊的感應模組受到壓力時，該感應模組便能夠將一感知訊號發
送予一監視設備(如：電腦)，以便看護者(如家中的勞動人口或養護中心的專業看護人員)能透過該監視設備掌握到高齡者的活動狀況，並且在辨識出有異常發生時，迅速進行相應之處置。雖然，透過習知之該等活動感知地墊，確實有助於看護者快速得知意外狀況之發生，然而，習知活動感知地墊在實際應用上，仍有其侷限。固然，當習知活動感知地墊被鋪設於小面積的範圍內時，看護者只要透過該監視設備發現有突發之狀況，即可迅速來到鋪設該等活動感知地墊處，並提供必要之協助；惟，當習知活動感知地墊被廣泛地鋪設於家中各處，甚至大型養護中心(包含複數樓層且各樓層有大大小小的隔間)時，即便看護者透過該監視設備發現有突發之狀況，亦難以立即掌握發生狀況之地點，以致往往無法在第一時間來到現場進行必要之處置。若欲稍微改善此一狀況，一個折衷的作法係將原本較大的範圍，切割為大量小範圍之區域，並針對各別區域分別透過一監視設備掌握其狀況，再由一總機接收各該監視設備回報之訊息。前述作法雖不失為一種可行的解決辦法，惟，若未將區域細分，仍難以精確掌握事發地點；而將區域劃分過細，又必須增加大量設置監視設備之成本，實在難稱理想。
綜上所述可知，習知活動感知地墊雖有助於看護者快速得知意外狀況之發生，然而，在習知活動感知地墊被應用於大範圍之區域時，看護者往往難以立即掌握發生狀況之地點，以致不能在第一時間趕到事發現場。故，如何設計出一種活動感知地墊之監視系統，藉由建立活動感知地墊之拓樸矩陣，令看護者不但能迅速得知意外狀況之發生，更能夠第一時間掌握事發地點，即成為現今眾多相關業者亟待解決之一重要課題。
有鑑於習知活動感知地墊之前述問題，發明人乃根據其長年服務於相關產業之經驗，經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明之一種活動感知地墊之監視系統，以期能藉由本發明一舉解決前述之諸多問題。
本發明係一種活動感知地墊之監視系統，該監視系統包括複數個活動感知地墊及一監視設備(如：電腦)，其中，各該活動感知地墊分
別設有一控制模組、一儲存模組、一感應模組及複數個資訊傳輸模組，其中，該控制模組係分別與該儲存模組、感應模組及資訊傳輸模組相電氣連接，該儲存模組儲存有一識別標籤，在該活動感知地墊受到壓力時，該感應模組能產生一感知訊號，該控制模組能讀取該識別標籤，且能接收該感知訊號，並能透過該資訊傳輸模組將該識別標籤或該感知訊號發送予相鄰之另一活動感知地墊，該資訊傳輸模組係設置於該活動感知地墊之周緣，且分別對應於一位置資訊，且能在兩個活動感知地墊被相互拼接時，令相鄰之該等活動感知地墊間透過相互連接之該等資訊傳輸模組，彼此傳輸資訊；該監視設備內儲存有一佇列清單及一拓樸矩陣，且係與該等活動感知地墊之一相電氣連接，以令與該監視設備相電氣連接之活動感知地墊成為一主控單元，且令直接或間接與該主控單元相連接之其他活動感知地墊分別成為一附屬單元，該監視設備能利用一拓樸演算法，將所搜尋到對應於該等活動感知地墊之識別標籤，依序列入該佇列清單，並逐步建立該等活動感知地墊之該拓樸矩陣，進而取得各該活動感知地墊之相對位置，且在任一活動感知地墊受到壓力而產生一感知訊號時，能根據該拓樸矩陣得知發出該感知訊號之活動感知地墊的實際位置。如此，便能夠透過該拓樸演算法取得各該活動感知地墊之相對位置，且在任一活動感知地墊受到壓力而產生一感知訊號時，該監視設備能根據該拓樸矩陣得知發出該感知訊號之活動感知地墊的實際位置，故，若家中長者或小孩不慎跌倒在任一活動感知地墊上，便能夠根據感知訊號迅速得知發生意外的具體地點。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
無
2‧‧‧活動感知地墊
2A‧‧‧主控單元
2B‧‧‧附屬單元
21‧‧‧控制模組
22‧‧‧儲存模組
221‧‧‧識別標籤
23‧‧‧感應模組
24‧‧‧資訊傳輸模組
3‧‧‧監視設備
31‧‧‧佇列清單
32‧‧‧拓樸矩陣
第1圖係本發明主要元件連接關係示意圖；第2圖係本發明活動感知地墊相互拼接狀態之示意圖；第3圖係本發明主要步驟流程圖；及第4圖係透過本發明之拓樸演算法建立佇列清單及拓樸矩陣之概念示意圖。
本發明係一種活動感知地墊之監視系統，請參閱第1圖所示，該監視系統包括複數個活動感知地墊2及一監視設備3(如：電腦)，以令看護者能透過該監視設備3掌握該等活動感知地墊2之具體位置。該等活動感知地墊2彼此規格相同，且分別設有一控制模組21、一儲存模組22、一感應模組23及複數個資訊傳輸模組24。該等活動感知地墊2之控制模組21係與儲存模組22、感應模組23及資訊傳輸模組24相電氣連接，而能與該儲存模組22、感應模組23及資訊傳輸模組24間傳遞訊號。各該活動感知地墊2之儲存模組22分別儲存有對應於各該活動感知地墊2之一識別標籤221，且該控制模組21能夠自該儲存模組22讀取該識別標籤221。該感應模組23能在該活動感知地墊2受到壓力時產生一感知訊號，並將該感知訊號發送予該控制模組21，在此特別聲明者，前述之監視設備3係以單一個電腦為例，但在本發明之其它實施例中，業者能夠採用多個電子裝置組合而成，例如：多台電腦、手機搭配電腦，或電腦搭配特置之資料處理盒…等硬體元件，且該等電子裝置彼此間能採用有線或無線方式相連接，合先陳明。
請參閱第1圖及第2圖所示，該等活動感知地墊2係呈矩形，且各該資訊傳輸模組24係分別設置於該活動感知地墊2之四周緣，且分別對應於一位置資訊(上、下、左或右)。在此一較佳實施例中，各該資訊傳輸模組24係分別包括一輸入數位腳位及一輸出數位腳位(圖式未顯示)，以在兩個活動感知地墊2被相互拼接時，能藉該輸入數位腳位及輸出數位腳位，一活動感知地墊2之輸入數位腳位能連接至另一活動感知地墊2之輸出數位腳位，據此令該活動感知地墊2能判斷是否有相鄰之另一活動感知地墊2與其相互拼接，惟，實際施作時並不以此為限，廠商亦可透過其他等效之方式，令該活動感知地墊2之該資訊傳輸模組24能透過其他方式判斷是否有另一活動感知地墊2與其相互拼接。當兩個活動感知地墊2被相互拼接時，相鄰之該等活動感知地墊2間能透過相互連接之該等資訊傳輸模組24，彼此傳輸資訊。換言之，在複數個活動感知地墊2彼此相互拼接，且資訊傳輸模組24相互連接的狀態下，任一活動感知地墊2之該控制
模組21皆能夠在讀取該活動感知地墊2之識別標籤221後，或接收該感知訊號後，透過該活動感知地墊2之資訊傳輸模組24，將該識別標籤221或該感知訊號發送予另一活動感知地墊2。
復請參閱第1圖所示，該監視設備3儲存有一佇列清單31及一拓樸矩陣32，且係與該等活動感知地墊2之一相電氣連接，以令與該監視設備3相電氣連接之活動感知地墊2成為一主控單元2A，且令直接或間接與該主控單元2A相連接之其他活動感知地墊2分別成為一附屬單元2B。本發明之該監視設備3能驅動該等活動感知地墊2之控制模組21對其資訊傳輸模組24進行偵測，並根據偵測結果，搭配廣度優先搜尋演算法與先進先出法，依序建立出對應於該等活動感知地墊2之該佇列清單31，並根據該佇列清單31逐步建立出所有活動感知地墊2所構成之該拓樸矩陣32，以便在日後能夠由該監視設備3處，迅速判斷出發出感知訊號之特定活動感知地墊2係位在何處。
為能清楚地說明本發明之運作流程，茲僅藉第3圖所示之主要步驟流程圖，搭配第1圖所示之元件編號，說明本發明之運作流程。該拓樸演算法係使該監視設備3執行下列步驟：(101)驅動該主控單元2A之控制模組21，依序偵測該主控單元2A之該等資訊傳輸模組24，判斷其是否與相鄰附屬單元2B之資訊傳輸模組24相連接，若否，進入步驟(102)，若是，進入步驟(103)；(102)根據該資訊傳輸模組24之位置資訊，在該拓樸矩陣32中之對應位置填入一空缺標籤(如：代碼0)，進入步驟(105)；(103)透過該資訊傳輸模組24，向相鄰之附屬單元2B發送一搜索請求，以令該附屬單元2B能在接收到該搜索請求後，根據該搜索請求回傳一搜索回應，該搜索回應包括有對應於該附屬單元2B的識別標籤221，及對應於接收到該搜索請求之該該資訊傳輸模組24的位置資訊，進入步驟(104)；(104)在接收到各該搜索回應後，依序將各該識別標籤221儲存入該佇列清單31中，且根據該搜索回應中之該位置資訊，將該識別標籤221填入該拓樸矩陣32中之對應位置，進入步驟(105)；
(105)判斷是否已對該主控單元2A之該等資訊傳輸模組24完成偵測？若否，回到步驟(101)，若是，進入步驟(106)；(106)判斷該佇列清單31中是否有下一順位之識別標籤221？若有，進入步驟(107)，否則，結束流程；(107)讀取該佇列清單31中下一順位之一識別標籤221，且向對應於該識別標籤221之該附屬單元2B發送一搜索命令，以令該附屬單元2B能根據該搜索命令，依序偵測該附屬單元2B之該等資訊傳輸模組24，並回傳對應於被偵測的資訊傳輸模組24的位置資訊之一空缺回應，或透過資訊傳輸模組24向與其相鄰之附屬單元2B發送一搜索請求，進而回傳一搜索回應，且在該附屬單元2B對所有資訊傳輸模組24完成偵測後，該附屬單元2B會回傳一結束回應，且進入一不感應狀態，而使該附屬單元2B在後續接收到其他附屬單元2B所發出之一搜索請求時，不再回傳搜索回應；及(108)在接收到該空缺回應時，根據該空缺回應中之該資訊傳輸模組24的位置資訊，在該拓樸矩陣32中之對應位置填入一空缺標籤，或在接收到該搜索回應時，依序將各該識別標籤221儲存入該佇列清單31中，且根據該搜索回應中之該位置資訊，將該識別標籤221填入該拓樸矩陣32中之對應位置，在接收到該結束回應時，則回到步驟(106)。
為便 貴審查委員能更直觀地瞭解本發明之拓樸演算法，即，透過廣度優先搜尋演算法(Breadth-First Serch，簡稱BFS)與先進先出法(First In-First Out)建立該佇列清單31及拓樸矩陣32時，實際運作之狀況，茲僅藉第4圖所示之概念示意圖，搭配第1圖所示之元件編號，及第2圖所示之該等活動感知地墊2間的拼接關係，舉例說明本發明之運作過程中，該佇列清單31及拓樸矩陣32實際建立之順序。按，第4圖最左方欄位中打「右上/左下」斜線之活動感知地墊2，或中間欄位以圓圈框選標記之識別標籤221所對應的活動感知地墊2，表示其正在對資訊傳輸模組24進行偵測，而第4圖最左方欄位中打「左上/右下」斜線之活動感知地墊2，則表示其進入不感應狀態，合先敘明。最初，該監視設備3會先行偵
測其是否與一活動感知地墊2相電氣連接，若否，則不進行後續步驟，若是，則監視設備3會使該活動感知地墊2成為主控單元2A，並將對應於該主控單元2A(在此例為識別標籤221編號1號之活動感知地墊2)之識別標籤221儲存入該佇列清單31中，且將該主控單元2A之該識別標籤221填入該拓樸矩陣32中之對應位置。嗣，該監視設備3會驅動該主控單元2A之控制模組21，依上、右、下、左之順序，偵測與該主控單元2A相拼接之附屬單元2B。若在特定位置未偵測到附屬單元2B，則在拓樸矩陣32上相應之位置填入代碼0；若在特定位置偵測到一附屬單元2B，則將對應於該附屬單元2B之識別標籤221依序填入該佇列清單31，且在拓樸矩陣32上相應之位置填入該識別標籤221。
承上，待該主控單元2A對其資訊傳輸模組24皆完成偵測後，該監視設備3會讀取該佇列清單31中下一順位之識別標籤221，並驅動對應於該識別標籤221之該附屬單元2B(在此例為識別標籤221編號9號之活動感知地墊2)，以令該附屬單元2B之控制模組21，依上、右、下、左之順序，偵測與該附屬單元2B相拼接之其他附屬單元2B。待該附屬單元2B對其資訊傳輸模組24皆完成偵測後，該監視設備3會再依序讀取該佇列清單31中下一順位(在此例為識別標籤221編號5號之活動感知地墊2，後續依次為識別標籤221編號3、8、7、4、6及2號之活動感知地墊2)之識別標籤221，並依序驅動其他對應之附屬單元2B進行偵測，直到該佇列清單31中所有識別標籤221所對應之附屬單元2B皆完成偵測為止。
如此，便能夠透過該拓樸演算法取得各該活動感知地墊2之相對位置，且在任一活動感知地墊2受到壓力而產生一感知訊號時，該監視設備3能根據該拓樸矩陣32得知發出該感知訊號之活動感知地墊2的實際位置，故，若家中長者或小孩不慎跌倒在任一活動感知地墊2上，便能夠根據感知訊號迅速得知發生意外的具體地點。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
Claims (8)
- 一種活動感知地墊之監視系統，包括：複數個彼此相互連接之活動感知地墊，各該活動感知地墊設有一控制模組、一儲存模組、一感應模組及複數個資訊傳輸模組，其中，該控制模組係分別與該儲存模組、感應模組及資訊傳輸模組相電氣連接，該儲存模組儲存有一識別標籤，在該活動感知地墊受到壓力時，該感應模組能產生一感知訊號，該控制模組能讀取該識別標籤，且能接收該感知訊號，並能透過該資訊傳輸模組將該識別標籤或該感知訊號發送予相鄰之另一活動感知地墊，該資訊傳輸模組係設置於該活動感知地墊之周緣，且分別對應於一位置資訊，且能在兩個活動感知地墊被相互拼接時，令相鄰之該等活動感知地墊間透過相互連接之該等資訊傳輸模組，彼此傳輸資訊；及一監視設備，其內儲存有一佇列清單及一拓樸矩陣，且係與該等活動感知地墊之一相電氣連接，以令與該監視設備相電氣連接之活動感知地墊成為一主控單元，且令直接或間接與該主控單元相連接之其他活動感知地墊分別成為一附屬單元，該監視設備能利用一拓樸演算法，將所搜尋到對應於該等活動感知地墊之識別標籤，依序列入該佇列清單，並逐步建立該等活動感知地墊之該拓樸矩陣，進而取得各該活動感知地墊之相對位置，且在任一活動感知地墊受到壓力而產生一感知訊號時，能根據該拓樸矩陣得知發出該感知訊號之活動感知地墊的實際位置。
- 如請求項1所述之監視系統，其中該等活動感知地墊係呈矩形，各該資訊傳輸模組係分別設置於該活動感知地墊之四周緣。
- 如請求項1或2所述之監視系統，其中各該資訊傳輸模組分別包括一輸入數位腳位及一輸出數位腳位，以在兩個活動感知地墊被相互拼接時，能藉該輸入數位腳位及輸出數位腳位，判斷是否有相鄰之另一活動感知地墊與其相互拼接。
- 如請求項3所述之監視系統，其中，該拓樸演算法係使該監視設備執行下列步驟：驅動該主控單元之控制模組，依序偵測該主控單元之該等資訊傳輸模組是否與相鄰附屬單元之資訊傳輸模組相連接；若該資訊傳輸模組並未與相鄰附屬單元之資訊傳輸模組相連接，則根據該資訊傳輸模組之位置資訊，在該拓樸矩陣中之對應位置填入一空缺標籤；若該資訊傳輸模組與相鄰之一附屬單元之資訊傳輸模組相連接，則透過該資訊傳輸模組，向相鄰之該附屬單元發送一搜索請求，以令該附屬單元能在接收到該搜索請求後，根據該搜索請求回傳一搜索回應，該搜索回應包括有對應於該附屬單元的識別標籤，及對應於接收到該搜索請求之該資訊傳輸模組的位置資訊；及 在接收到各該搜索回應後，依序將各該識別標籤儲存入該佇列清單中，且根據該搜索回應中之該位置資訊，將該識別標籤填入該拓樸矩陣中之對應位置。
- 如請求項4所述之監視系統，其中，該拓樸演算法尚能使該監視設備執行下列步驟：驅動該主控單元之控制模組，繼續對該主控單元之另一資訊傳輸模組進行偵測；若已對該主控單元之所有資訊傳輸模組完成偵測，則讀取該佇列清單中下一順位之一識別標籤，並透過該主控單元驅動與該識別標籤相對應之附屬單元；及若已無下一順位之識別標籤，則結束流程。
- 如請求項5所述之監視系統，其中，該拓樸演算法尚能使該監視設備執行下列步驟：向對應於該識別標籤之該附屬單元發送一搜索命令，以令該附屬單元能根據該搜索命令，依序偵測該附屬單元之該等資訊傳輸模組，並回傳對應於被偵測的資訊傳輸模組的位置資訊之一空缺回應，或透過資訊傳輸模組向與其相鄰之附屬單元發送一搜索請求，進而回傳一搜索回應。
- 如請求項6所述之監視系統，其中，在該附屬單元對所有資訊傳輸模組完成偵測後，該附屬單元會回傳一結束回應，且進入一不感應狀態，而使該附屬單元在後續接收到其他附屬單元所發出之一搜索請求時，不再回傳搜索回應。
- 如請求項7所述之監視系統，其中，該拓樸演算法尚能使該監視設備執行下列步驟：在接收到該空缺回應時，根據該空缺回應中之該資訊傳輸模組的位置資訊，在該拓樸矩陣中之對應位置填入一空缺標籤，或在接收到該搜索回應時，依序將各該識別標籤儲存入該佇列清單中，且根據該搜索回應中之該位置資訊，將該識別標籤填入該拓樸矩陣中之對應位置，在接收到該結束回應時，再次讀取該佇列清單中下一順位之一識別標籤，並透過該主控單元驅動與該識別標籤相對應之附屬單元，若已無下一順位之識別標籤，則結束流程。
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