TWI501608B - 資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置 - Google Patents

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TWI501608B TW098102966A TW98102966A TWI501608B TW I501608 B TWI501608 B TW I501608B TW 098102966 A TW098102966 A TW 098102966A TW 98102966 A TW98102966 A TW 98102966A TW I501608 B TWI501608 B TW I501608B
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Description

資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置
本發明是有關於一種資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置，且特別是有關於一種使用控制網路(Control Area Network,CAN)封包之資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置。
隨著高齡化社會的來臨，各國政府對於「健康照護」的財政支出負擔也逐漸增加。因此，如何降低「健康照護」的成本，儼然成為各國政府的施政重點之一。近年來，通訊技術也常被運用至相關的照護服務中，如居家照護等，以降低其照護費用。
此外，現今各國的獨居老人的問題也越來越受到重視。許多獨居老人因為沒有家人照料，萬一身體發生了狀況，往往因為無法即時求救而錯失救援先機。因此，一個具有主動式通報功能，或是危險預警提醒功能的照護系統將是未來的發展趨勢。
現有透過網際網路資料收集及傳送資料的方法，可以多工傳送資料，然網際網路無法保證資料之封包的到達時間。因此，此方法無法確保多筆音訊資料的同步性。
本發明係有關於一種資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置，適合使用於照護系統中。本發明可達到使多個訊號易於整合與同步，以使照護系統得以快速且正確地判斷出被照護者之狀態。
根據本發明，提出一種資料收集之方法。此方法包括下列步驟。從動裝置擷取一環境聲音，並對應地產生一音訊資料。從動裝置藉由預定格式之封包，根據控制網路(Control Area Network,CAN)協定輸出音訊資料。主動裝置接收此音訊資料。
根據本發明，更提出一種從動裝置，包括一控制單元、一音訊擷取單元及一收發單元。音訊擷取單元係用以於控制單元的控制之下，擷取一環境聲音，並產生對應至環境聲音之一音訊資料。而收發單元則用以根據CAN協定，將音訊資料藉由預定格式之封包輸出。
根據本發明，更提出一種主動裝置，包括一收發單元及一處理單元。收發單元用以根據CAN協定，接收藉由預定格式之封包傳送之一音訊資料。而處理單元則是用以處理音訊資料。其中，音訊資料係由一從動裝置擷取一環境聲音所對應產生者。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明提出之一種資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置。請同時參照第1圖及第2圖，第1圖繪示本發明一實施例之資料收集之方法的流程圖，第2圖繪示第1圖之資料收集之方法所應用之一種資料收集之系統的方塊圖。資料收集之系統200包括一主動裝置202與至少一個從動裝置204。主動裝置202可接收至少一個從動裝置204之資料。資料收集之系統200例如具有四個從動裝置204(1)~204(4)。本實施例係以從動裝置204(4)為例做說明，並以從動裝置204代表從動裝置204(1)~204(4)之一。
於第1圖之步驟102中，從動裝置204(4)擷取一環境聲音，並對應地產生一音訊資料VS。於步驟104中，從動裝置204(4)藉由預定格式之封包，根據控制網路(Control Area Network,CAN)協定輸出音訊資料VS。於步驟106中，主動裝置202接收此音訊資料VS。茲詳細說明如下。
請參考第3A圖，其繪示乃第2圖之從動裝置204(4)之方塊圖之一例，而第3B圖乃第2圖之主動裝置202之方塊圖之一例。從動裝置204(4)例如包括一控制單元302、一音訊擷取單元304、與一收發單元306。音訊擷取單元304用以於控制單元302的控制之下，擷取環境聲音，並產生對應至環境聲音之音訊資料VS。而收發單元306則是用以根據CAN協定，將音訊資料VS藉由預定格式之封包輸出。
主動裝置202例如包括一收發單元310及一處理單元312。收發單元310用以根據CAN協定，接收以上述之預定格式之封包傳送之音訊資料VS。而處理單元312則是用以處理此音訊資料VS。
較佳地，如第3A圖所示，從動裝置204(4)更包括一感測訊號擷取單元308。感測訊號擷取單元308用以於控制單元302的控制之下，感測一環境屬性值，以對應地產生一感測訊號SS。此環境屬性值例如為壓力、溫度、開關狀態、濕度、及生理狀態之一之值。收發單元306更用以根據CAN協定，將感測訊號SS藉由上述之預定格式之封包輸出。
對應地，主動裝置202之收發單元310將更用以根據CAN協定，接收以上述之藉由預定格式之封包傳送之感測訊號SS。處理單元312更用以處理此感應訊號SS。
於第1圖之四個從動裝置204(1)~204(4)中，可以僅部份之從動裝置204(1)~204(4)具有感測訊號擷取單元308，例如只有從動裝置204(4)具有感測訊號擷取單元308。感測訊號擷取單元308的配置與否可視需要而定。
從動裝置204(1)~204(4)可以視需要配置於被照護者之居處的多個不同的位置。舉例來說，從動裝置204(1)~204(4)可以分別配置於客廳、臥室、樓梯間、及廁所。如此，從動裝置204(1)~204(4)將可擷取被看護者之各種行動所產生的聲音，例如是走路、上下床、上下輪椅、開門、關門、使用水龍頭、大小便、馬桶沖水、喝水、跌倒、喝水嗆到、呼叫、求救、突發疾病、破壞東西、東西掉落翻覆等情境的聲音。
而配置有感測訊號擷取單元308的從動裝置204(4)則可同時感測其他的環境屬性值。當從動裝置204(4)設計成配置於廁所時，從動裝置204(4)之感測訊號擷取單元308例如為馬桶沖手按鈕之壓力感測器，或是裝設於水龍頭的開關感測器。
當主動裝置202收集了來自從動裝置204(1)~204(4)之所有音訊資料VS與感測訊號SS之後，主動裝置202可以對至少部份之所接收的訊號進行整合，以對被看護者所發生之事件進行判斷。主動裝置202亦可將整合後的資訊再傳送至遠端的護理站，以通知護理站之護理人員被看護者目前的狀態以便護理人員進行相關處理。
一般而言，CAN協定的封包相較於網際網路的封包而言，更具有即時傳送之特性。由於音訊資料VS與感測訊號SS均是以CAN協定之封包所傳送，因此從動裝置204(1)~204(4)所輸出之音訊資料VS與感測訊號SS可以近乎即時地傳送到主動裝置202。因此，來自從動裝置204(1)~204(4)之音訊資料VS與感測訊號SS可說是幾近同步地傳送到主動裝置202。因此，主動裝置202可以很容易地將來自從動裝置204(1)~204(4)之音訊資料VS與感測訊號SS進行整合，以使後續之事件判斷的作業的準確度更高。
舉例來說，若從動裝置204(3)與204(4)分別配置廁所牆壁上與廁所馬桶沖手按鈕上時，若從動裝置204(3)輸出對應至馬桶沖水聲音的音訊資料VS，而從動裝置204(4)輸出馬桶沖手按鈕被按壓的感測訊號SS，則主動裝置202可以幾乎同步地收到此音訊資料VS與感測訊號SS。據此，主動裝置202可以判斷出此時有出「使用馬桶」之事件產生。或者，主動裝置202將整合後的此音訊資料VS與感測訊號SS傳送給護理站，讓護理站可以根據幾乎同步的音訊資料VS與感測訊號SS判斷出此時有出「使用馬桶」之事件產生。
主動裝置202亦可將來自於兩個不同的從動裝置204之音訊資料VS進行同步或整合，以作為事件判斷之用。
當某些環境聲音或是環境屬性值發生時，從動裝置204亦可自行判斷出有一緊急事件發生，而主動發送一緊急事件訊息給主動裝置202。
茲將從動裝置204之音訊擷取單元304將環境聲音轉換成音訊資料VS的作法列舉一例說明如下。首先，音訊擷取單元304透過類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)將所擷取的環境聲音之類比訊號進行取樣，並進行量化，以產生連續之多個取樣值。接著，以8個位元組為單位，將適當數量之取樣值寫入CAN封包之承載內容(payload)中，以作為上述之音訊資料VS。在一個例子中，從動裝置204之取樣頻率為8000Hz，每個取樣值以8位元表示，每秒鐘送出1000個音訊資料VS之串流封包。於本實施例中，所可使用的取樣頻率的大小，以及每個封包所包含的音訊資料VS的資料量的大小，係可以根據CAN協定之頻寬計算而得，以使所傳送的音訊資料VS可以達到近似即時傳送的效果。
請參照第4A~4D圖，其繪示了上述之預定格式之封包之標頭內容之一例。本實施例係使用CAN封包之標頭來定義此預定格式之封包之格式。此預定格式之封包之標頭具有一訊息識別碼欄位，用以記錄一緊急識別碼、一主動裝置要求識別碼、一從動裝置回應識別碼、及一音訊資料識別碼。
當從動裝置204藉由上述之預定格式之封包傳送一緊急事件訊息給主動裝置202時，如第4A圖所示，此時緊急事件訊息之封包標頭之訊息識別碼欄位係記錄了緊急識別碼。此封包標頭則更具有一從動裝置識別碼與一事件識別碼。此從動裝置識別碼例如是從動裝置204之媒體存取控制(Media Access Control,MAC)之代碼(ID)。而不同的緊急事件則對應至不同的事件識別碼。
而主動裝置202更可藉由上述之預定格式之封包傳送一要求訊息至從動裝置204。如第4B圖所示，此時要求訊息之封包標頭之訊息識別碼欄位記錄了主動裝置要求識別碼。此封包標頭則更具有一從動裝置映射碼與一服務識別碼。從動裝置映射碼用以決定所對應之多個從動裝置204之至少之一。而服務識別碼則是用以決定相對應之動作。
舉例來說，從動裝置映射碼之每個位元係分別映射對應至一個從動裝置204，以使主動裝置202可同時要求一個或多個從動裝置204。而服務識別碼則是主動裝置所要求之服務，這些服務例如包括取得屬性值GetAttribute、設定屬性值SetAttribute、啟動音訊資料之傳送StartAudio，結束音訊資料之傳送StopAudio。
當從動裝置204收到主動裝置202之要求訊息時，從動裝置204即執行對應的動作，並發送一回應訊息給主動裝置。如第4C圖所示，此時回應訊息之封包標頭之訊息識別碼欄位記錄了從動裝置回應識別碼。此封包標頭則更具有一從動裝置識別碼、服務識別碼與回應識別碼。回應識別碼係用以記錄成功Success、失敗Error或不支援此服務NOP等。
上述之感測訊號SS可被定義為對應至某個特定的屬性值，主動裝置202可透過取得屬性值GetAttribute之服務識別碼來要求取得此感測訊號SS。而上述之感測訊號SS可藉由從動裝置204所發送之回應訊息之CAN封包的承載內容(payload)來載送。
而當從動裝置204藉由上述之預定格式之封包輸出音訊資料VS時，如第4D圖所示，此時用以傳送音訊資料VS之封包標頭的訊息識別碼欄位記錄了音訊資料識別碼。此封包標頭更具有從動裝置識別碼與順序號碼(Sequence Number)，用來記錄用以傳送音訊資料VS之封包的順序。順序號碼可循環使用。順序號碼為0之封包可用來傳送時間戳記(Time Stamp)，以於進行音訊資料VS之同步校正時使用。
請參照第5圖，其繪示預定格式之封包之封包標頭之一例。此預定格式之封包之格式例如由CAN封包之標頭所定義，亦即是由CAN封包之11個辨識位元(identifier bits)來定義。前兩個位元係作為訊息識別碼欄位，並分別以二進位數值00、01、10、及11代表緊急識別碼、主動裝置要求識別碼、從動裝置回應識別碼、及音訊資料識別碼。而其他辨識位元所傳送的碼則如第5圖所示。
請參考第6圖，其繪示乃第2圖之主動裝置202與從動裝置204之訊息溝通之一例。主動裝置202首先發送一要求訊息MasterRequest(GetAttribute,AttributeID1)給從動裝置204，要求取得對應至屬性值代號AttributeID1之屬性值。然後，從動裝置204回應一回應訊息SlaveResponse(GetAttribute,Success,Datal)給主動裝置202。此回應訊息之封包中係包括了成功之回應識別碼Sucess以及屬性值代號AttributeID1之屬性值Datal。主動裝置202接著發送一要求訊息MasterRequest(SetAttribute,AttributeID2,Data2)給從動裝置204，要求將從動裝置204之對應至屬性值代號AttributeID2之屬性值設為Data2。
然後，從動裝置204於設定成功後，回應一個包括成功之回應識別碼Sucess的回應訊息SlaveResponse(SetAttribute,Success)。之後，主動裝置202發送一要求訊息MasterRequest(StartAudio)給從動裝置204，要求啟動音訊資料之傳送。從動裝置204回應一個包括成功之回應識別碼Sucess的回應訊息SlaveResponse(StartAudio,Success)，並開始傳送具有順序號碼SequceceNumber1與SequceceNumber2之音訊資料的封包SlaveAudioData(SequceceNumber1)與SlaveAudioData(SequceceNumber2)。
本實施例選擇擷取環境聲音來提供給照護系統，以作為事件判斷的依據。在整合多筆來自不同的從動裝置的音訊資料，或將音訊資料與其他從動裝置的感測訊號做整合以判斷事件之時，本實施例更可以讓多個待整合之資料或訊號具有良好同步性，以增加事件判斷的正確性。
與透過類比線路傳送音訊資料的方法相較，雖然類比線路可以穩定地傳送音訊資料，但是每一條線路只能傳送一個從動裝置的音訊資料，且無法傳送其他從動裝置的資料或訊號。而本發明可以傳送多個從動裝置的音訊資料，甚至是多種類型之資料或訊號。
於本發明上述之資料收集之方法及其主動裝置與從動裝置中，主動裝置可同步地收集多個從動裝置的音訊資料，甚至可同步地收集多個從動裝置的音訊資料及感測訊號。如此，將使得資料間的整合更為容易，而使得本發明所收集的資料可具有更為廣泛的應用。並且，本發明得以讓所應用之照護系統更快速且正確地判斷出被照護者之狀態與所發生之事件，極具市場競爭力。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102、104、106．．．流程步驟
200．．．資料收集之系統
202．．．主動裝置
204、204(1)~204(4)．．．從動裝置
302．．．控制單元
304．．．音訊擷取單元
306．．．收發單元
308．．．感測訊號擷取單元
310．．．收發單元
312．．．處理單元
第1圖繪示本發明一實施例之資料收集之方法的流程圖。
第2圖繪示第1圖之資料收集之方法所應用之一種資料收集之系統的方塊圖。
第3A圖繪示乃第2圖之從動裝置之方塊圖之一例。
第3B圖繪示乃第2圖之主動裝置之方塊圖之一例。
第4A~4D圖繪示了上述之預定格式之封包標頭之內容之一例。
第5圖繪示了預定格式之封包之封包標頭之一例。
第6圖繪示乃第2圖之主動裝置與從動裝置之訊息溝通之一例。
102、104、106．．．流程步驟

Claims (13)

  1. 一種資料收集之方法，包括：一從動裝置擷取一環境聲音，並對應地產生一音訊資料；其中該環境聲音包括一被看護者之行動所產生之聲音；該從動裝置藉由預定格式之封包，根據控制網路(Control Area Network,CAN)協定輸出該音訊資料；一主動裝置接收該音訊資料；其中該主動裝置整合包含該音訊資料之資訊，以對該被看護者所發生之事件進行判斷；該主動裝置係以該預定格式之封包傳送一要求訊息至該從動裝置；其中該預定格式之封包係基於CAN協定所定義，該預定格式之封包之標頭具有一訊息識別碼欄位，用以記錄一緊急識別碼、一主動裝置要求識別碼、一從動裝置回應識別碼、及一音訊資料識別碼之一其中於該要求訊息之封包中，該訊息識別碼欄位係記錄了該主動裝置要求識別碼，該要求訊息之封包更具有一從動裝置映射碼與一服務識別碼，該從動裝置映射碼用以決定該要求訊息所對應之複數個從動裝置之至少之一，該服務識別碼係用以決定相對應之動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：該從動裝置感測一環境屬性值，並對應地產生一感測訊號； 該從動裝置藉由該預定格式之封包，根據CAN協定輸出該感測訊號；以及該主動裝置接收該感測訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，該環境屬性值為壓力、溫度、開關狀態、濕度、及生理狀態之一之值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於用以傳送該音訊資料之封包中，該訊息識別碼欄位係記錄了該音訊資料識別碼，用以傳送該音訊資料之封包更具有一從動裝置識別碼與一順序號碼。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，該主動裝置整合包含該音訊資料及該感測訊號之資訊，以對該被看護者所發生之事件進行判斷。
  6. 一種從動裝置，包括：一控制單元；一音訊擷取單元，用以於該控制單元的控制之下，擷取一環境聲音，並產生對應至該環境聲音之一音訊資料；其中該音訊擷取單元擷取之該環境聲音包括一被看護者日常生活之行動所產生之聲音；以及一收發單元，用以根據控制網路(Control Area Network,CAN)協定，將該音訊資料藉由預定格式之封包輸出；其中該預定格式之封包係基於CAN協定所定義，該預定格式之封包之標頭具有一訊息識別碼欄位，用以記錄一緊急識別碼、一主動裝置要求識別碼、一從動裝置回應 識別碼、及一音訊資料識別碼之一；其中於用以傳送該音訊資料之封包中，該訊息識別碼欄位係記錄了該音訊資料識別碼，用以傳送該音訊資料之封包更具有一從動裝置識別碼與一順序號碼。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之從動裝置，更包括：一感測訊號擷取單元，用以於該控制單元的控制之下，感測一環境屬性值，以對應地產生一感測訊號；其中，該收發單元更用以根據CAN協定，將該感測訊號藉由該預定格式之封包輸出。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之從動裝置，其中，該環境屬性值為壓力、溫度、開關狀態、濕度、及生理狀態之一之值。
  9. 一種主動裝置，包括：一收發單元，用以根據控制網路(Control Area Network,CAN)協定，接收藉由預定格式之封包傳送之一音訊資料；以及一處理單元，用以處理該音訊資料，並用以整合包含該音訊資料之資訊，以對該被看護者所發生之事件進行判斷；其中，該音訊資料係由一從動裝置擷取一環境聲音所對應產生者，該環境聲音包括一被看護者之行動所產生之聲音；其中該預定格式之封包係基於CAN協定所定義，該預定格式之封包之標頭具有一訊息識別碼欄位，用以記錄一緊急識別碼、一主動裝置要求識別碼、一從動裝置回應 識別碼、及一音訊資料識別碼之一；其中於用以傳送該音訊資料之封包中，該訊息識別碼欄位係記錄了該音訊資料識別碼，用以傳送該音訊資料之封包更具有一從動裝置識別碼與一順序號碼。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之主動裝置，其中，該收發單元更用以根據CAN協定，接收藉由該預定格式之封包傳送之一感測訊號，該處理單元更用以處理該感應訊號；其中，該感測訊號係由該從動裝置感測一環境屬性值所對應產生者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之主動裝置，其中，該環境屬性值為壓力、溫度、開關狀態、濕度、及生理狀態任一之值。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之主動裝置，其中，該處理單元更用以產生一要求訊息，該收發單元更用以根據CAN協定，藉由該預定格式之封包輸出該要求訊息；其中，於該要求訊息之封包中，該訊息識別碼欄位係記錄了該主動裝置要求識別碼，該要求訊息之封包更具有一從動裝置映射碼與一服務識別碼，該從動裝置映射碼用以決定該要求訊息所對應之複數個從動裝置之至少之一，該服務識別碼係用以決定相對應之動作。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之主動裝置，其中，該處理單元整合包含該音訊資料及該感測訊號之資訊，以對該被看護者所發生之事件進行判斷。
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