TWI505223B - A sensing system that detects electrical information and displays it graphically and its method - Google Patents

Description

偵測用電資訊並以圖表顯示之感測系統及其方法

本發明係一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測系統及其方法，尤指利用一檢測裝置擷取電氣設備之用電資訊，再透過無線傳輸技術，將該用電資訊傳遞予一行動通訊裝置，使該行動通訊裝置能將該用電資訊以圖表化的方式顯示出來的感測系統。

按，近年來，由於全球暖化、氣候變遷及溫室效應等環境問題漸趨嚴重，「節能省碳」已成為當前不可忽視的重要課題，此外，受到世界經濟環境不景氣的低靡潮流影響，社會大眾在選購各種電氣設備(如：電燈、冷氣、吹風扇、電冰箱等)時，亦開始留意各種電氣設備的耗電數據，以作為選購時的一大考量標準。然而，除了挑選較為省電的電氣設備外，其實對於電氣設備的使用習慣，才是影響實際用電程度的最關鍵因素。

舉例而言，一般使用者為了能隨時便利地使用電氣設備，常在使用完電氣設備後，未隨手關閉電氣設備的電源，而使電氣設備繼續運轉，造成電力的大量消耗並且縮短其使用壽命，而即便使用者養成隨手關閉電源的習慣，但若未將電氣設備的插頭拔除，則仍可能會有部分的電力消耗，長期下來，仍會消耗可觀的電力，以冷氣機為例，冷氣機即便未在運轉時，仍具有10W的平均待機功率，而洗衣機沒在運轉時，也有約2W的平均待機功率，根據國際能源總署的調查研究，電氣設備的待機電力約佔總耗電量的3%至11%，因此，除了電冰箱與保全裝置等部分必須全天候保持供電的電氣設備外，其餘電氣設備在不使用時均應完全切斷電源，方能避免不必要的能源浪費。然而，由於將所有的電氣設備拔除插頭，不僅會大幅影響使用時的便利性，同時，亦會造成線路的雜亂不美觀，更重要的是，使用者並無法即時得知各種電氣設備移除插頭後的節能效果，因此， 一般使用者仍難以完全地執行節約能源的動作。

發明人在研究相關領域技術的過程中，發現影響使用者用電習慣的主要原因，即上述之「無法得知節能動作之效果」，因為並非所有人皆嫻熟於電力公司的計費方式，無法迅速地計算出節能動作所能帶來的時實質效益，故始無法明確地知曉節能動作的重大影響。此外，各種電氣設備在經年累月的實用之後，亦可能因內部元件的老化或損壞，而使其耗電程度加劇，甚至成為引發災害的潛在因子，實不可不甚。

為此，發明人乃思及，是否能設計出一種感測系統，藉由時下越來越普及的行動通訊裝置之「易攜性」及「高處理效能」，來偵測各項電氣設備的用電資料，並將其用電資料轉換成一易於理解的圖表，令使用者能隨時隨地得知所有電氣設備的即時耗電程度，以提醒使用者進行節能動作，因此，如何設計該感測系統的應用架構及其處理流程，即成為本發明在此亟欲解決的首要課題。

有鑑於使用者因無法得知各項電氣設備的耗電程度，而難以對電氣設備進行管理的問題，發明人憑藉著多年來的實務經驗，並經過不斷地實驗及測試後，終於設計出本發明之一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測系統及其方法，期能據此有效提醒使用者注意電氣設備之耗電程度，進而為地球環保盡一份心力。

本發明之一目的，係提供一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測方法，係應用於至少一檢測裝置及一行動通訊裝置，該檢測裝置係裝設於一電氣設備上，且能與一供電單元相電氣連接，使該電氣設備能透過該檢測裝置，接收該供電單元傳來之電力訊號，該檢測裝置包括一檢測模組、一儲存模組及一傳輸模組，該檢測模組能偵測該供電單元傳來之電力訊號，並據以產生一用電資訊，該用電資訊至少包括一檢測時間(如：電氣設備的開啟時間或持續使用時間)及一檢測數據(如：電壓值、電流值、功率值等)；該儲存模組係用以儲存該檢測模組產生之用電資訊；該行動通訊裝置能以無線傳輸方式(如：藍芽、WiFi)，分別與該檢測裝置之傳輸模組及一雲端伺服器建立連線，該感測方法係使該行動通訊裝置能執行下列 步驟：掃描該行動通訊裝置之無線傳輸範圍內的所有檢測裝置之傳輸模組，並與各該傳輸模組建立連線；透過各該檢測裝置，取得相對應之電氣設備的類型與使用狀態；顯示出該電氣設備之類型及使用狀態，並接收使用者針對該電氣設備輸入之一設定資料，該設定資料包括一電力值取樣率(如：1Hz、10Hz)及一電力上傳週期(每秒、每分鐘或每小時)；傳送該設定資料至各該檢測裝置，使該檢測裝置接收到該設定資料後，能根據該電力值取樣率，定期檢測該電氣設備之用電資訊，且根據該電力上傳週期，將該用電資訊傳送予該行動通訊裝置，以透過該行動通訊設備，將該用電資訊上傳並儲存至該雲端伺服器；在接收到該用電資訊的情況下，依據該用電資訊中之檢測時間，將該檢測數據轉換成一檢測圖表，並予以顯示。如此，藉由本發明之感測方法，使用者即能便利地利用該行動通訊裝置，對該等檢測裝置進行設定，並取得每個電氣設備的相對應檢測圖表，以判斷哪些電氣設備特別耗電？或哪些電氣設備有老化的現象？令使用者能即時改變其用電習慣。

本發明之另一目的，乃該檢測裝置內尚儲存有一組用戶資料(如：用戶帳號及密碼)，在該行動通訊裝置掃瞄出該檢測裝置的情況下，該行動通訊裝置需先傳送一驗證資料至該檢測裝置，嗣，該檢測裝置在判斷出該驗證資料與該用戶資料相符的情況下，該行動通訊裝置始能連線至該檢測裝置。如此，將能提昇該感測系統的安全性，避免電氣設備的相關資料被有心人士所竊取。

為便 貴審查委員能進一步理解本發明之技術特徵、步驟流程及其目的，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧感測系統

10‧‧‧網際網路

11‧‧‧檢測裝置

111‧‧‧檢測模組

112‧‧‧傳輸模組

113‧‧‧儲存模組

12‧‧‧行動通訊裝置

121‧‧‧無線模組

122‧‧‧處理模組

123‧‧‧顯示模組

13‧‧‧雲端伺服器

F1‧‧‧設定介面

F10‧‧‧設備列表

F11‧‧‧設定選單

F2‧‧‧檢測介面

F20‧‧‧檢測圖表

E1‧‧‧電氣設備

E2‧‧‧供電單元

第1圖係本發明之感測系統之第一較佳實施例示意圖；第2圖係本發明之感測系統之感測方法之示意圖；第3圖係本發明之感測方法產生之設定介面之示意圖；第4圖係本發明之感測方法之檢測介面之示意圖；及第5圖係本發明之感測系統之第二較佳實施例之示意圖。

本發明係一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測系統及其方法，請參閱第1圖所示，係本發明之第一較佳實施例，該感測系統1包括至少一檢測裝置11及一行動通訊裝置12，該檢測裝置11可設計為一轉接座、一延長線等連接設備，以裝設於一電氣設備E1上，並與一供電單元E2相電氣連接，使該電氣設備E1能透過該檢測裝置11，接收該供電單元E2傳來的電力訊號，並透過該電力訊號，正常地運作。

該檢測裝置11包括一檢測模組111、一傳輸模組112及一儲存模組113，該檢測模組111係能偵測該供電單元E2傳來的電力訊號，並據以產生一用電資訊，該用電資訊係對應於該電氣設備E1，至少包括一檢測時間(如：電氣設備E1啟動的開啟時間或持續使用時間)及一檢測數據(如：電壓值、電流值、功率值)，且該檢測模組111尚能將該用電資訊儲存於該儲存模組113中；該行動通訊裝置12包括一無線模組121、一處理模組122及一顯示模組123，該無線模組121能以無線傳輸之方式，與該檢測裝置11之傳輸模組112建立連線，在本實施例中，該無線模組121係以藍芽傳輸技術建立連線，且該無線模組121亦能透過Wi-Fi技術，連線至一網際網路10，以與一雲端伺服器13進行資料傳輸。

請參閱第1~2圖所示，根據本發明之感測方法，在使用者啟動該行動通訊裝置12，並欲檢測每一個電氣設備E1的用電情況時，該行動通訊裝置12之處理模組122的處理流程如下：(201)透過該無線模組121，掃描其無線傳輸範圍內的所有檢測裝置11，在本實施例中，該無線傳輸範圍即為該行動通訊裝置12的藍芽範圍；若在其他實施例中，該無線模組121係透過Wi-Fi掃描檢測裝置11，則「無線傳輸範圍」亦可設定為使用者家中一區域網路的範圍；(202)在掃描出檢測裝置11後，與該檢測裝置11之傳輸模組112建立連線，並取得對應之電氣設備E1的類型及其使用狀態，該電氣設備E1之類型即電燈、電冰箱等，係便於使用者辨認，故亦可由一編號 代替，使用狀態則為該電氣設備E1的當前運作狀態，亦可包括該電氣設備E1已開啟使用的總時間；(203)透過該顯示模組123，顯示出該電氣設備E1的類型及使用狀態，並接收使用者輸入之一設定資料，其中，該設定資料包括一電力值取樣率(即，檢測裝置11的擷取頻率，如：1Hz、10 Hz、100 Hz)及一電力上傳週期(如：每秒、每分、每小時或每天)，請參閱第3圖所示，該處理模組122能在該顯示模組123上產生一設定介面F1，該設定介面F1中包括一設備列表F10及一設定選單F11，該設備列表F10中之「TV01」、「Lamp01」即為該電氣設備E1之類型，使用者可透過該設定介面F1，選擇並設定該設定資料，該設定選單F11中則可供使用者選擇該電力值取樣率及電力上傳週期；(204)請參閱第1~4圖所示，該處理模組122尚能在該顯示模組123上產生一檢測介面F2，令使用者能藉由該檢測介面F2，啟動該感測系統1之檢測及分析功能，此時，該處理模組122將透過該無線模組121，將該設定資料傳輸至該檢測裝置11之傳輸模組112，使該檢測裝置11能根據該設定資料中的電力值取樣率，擷取該電力訊號，進而產生該用電資訊，並根據該電力上傳週期，透過該檢測裝置11之傳輸模組112，將產生之用電資訊傳遞至該行動通訊裝置12之無線模組121，以透過該行動通訊裝置12，將該用電資訊上傳至該雲端伺服器13中；及(205)在接收到該檢測裝置11傳來的用電資訊的情況下，根據該用電資訊中的檢測時間及檢測數據，轉換生成一檢測圖表F20，並顯示於該顯示模組123上，其中橫軸代表該檢測裝置11擷取該電力訊號的時間，縱軸則為該檢測數據之數值(第4圖中係以偵測電壓為例，惟，亦可為電流、功率等數值)，此外，第4圖中所示的檢測圖表F20係對應於單一檢測裝置11，惟，若該行動通訊裝置12係同時連線至多個檢測裝置11，則該行動通訊裝置12亦可將多個檢測數據整合成單一個檢測圖表F20(例如：以不同顏色，在同一張檢測圖表F20中同時顯示出對應於多個電氣設備E1的檢測數據)。

如此，藉由本發明之感測方法，使用者即能便利地利用該行動通訊裝置12，對該等檢測裝置11進行設定，同時，利用該行動通訊裝置12(如：安裝有特定的軟體APP)，將每個電氣設備E1的用電資訊轉換成相對應的檢測圖表F20，令使用者能輕易地判斷是否有電氣設備E1已消耗過多電力？或者判斷是否有哪些電氣設備E1的用電資訊異常，而可能有老化的現象？意即，使用者將能根據該檢測圖表F20，調整其用電習慣，以有效達成節能省電的目標。

另，復請參閱第1圖所示，該檢測裝置11之儲存模組113內尚儲存有一組用戶資料(如：使用者自行設定之帳號密碼)，且在該行動通訊裝置12掃描出無線傳輸範圍內之該檢測裝置11後，該行動通訊裝置12需先傳送一驗證資料至該檢測裝置11，嗣，該檢測裝置11在判斷出該驗證資料與該用戶資料相符的情況下，該行動通訊裝置12始能順利連線至該檢測裝置11。如此，即能進一步確保該感測系統的安全性及保密性。

此外，在本實施例中，在該行動通訊裝置12將該用電資訊上傳至該雲端伺服器13後，該雲端伺服器13內尚能將該用電資訊整理儲存成一用電記錄，據此，在該行動通訊裝置12針對用電資訊進行轉換時，該行動通訊裝置12即能同時針對該用電記錄進行判斷，以提醒使用者用電情況是否有逐漸增加的趨勢(例如：將當前的用電資訊，與前一個月或前一年的用電記錄進行比對)。

在此要特別一提者，在本實施例中，該檢測裝置11係先將該用電資訊傳輸給該行動通訊裝置12，再透過該行動通訊裝置12，將該用電資訊上傳於該雲端伺服器13，惟，在本發明之其他較佳實施例中，該檢測裝置11在接收到該設定資料後，該傳輸模組112亦能直接以Wi-Fi傳輸方式，直接根據該電力上傳週期，將用電資訊上傳至該雲端伺服器13，而不需透過該行動通訊裝置12之輔助，合先陳明。

請參閱第5圖所示，係本發明之第二較佳實施例，在該實施例中，該感測系統1亦由複數個檢測裝置11及一行動通訊裝置12構成，惟，各該檢測裝置11之傳輸模組112卻能經由Wi-Fi傳輸方式，逕自連線至一網際網路10，故，該行動通訊裝置12將能透過該網際網路10，掃描 出該檢測裝置11。如此，即便使用者離開家中，亦可透過網際網路10，遠端連線至該等檢測裝置11，並據以進行設定及檢測。此外，無論是本發明之第一實施例或第二實施例，業者尚能針對該感測系統1，設計一應用於該行動通訊裝置12內之軟體APP，以控制該檢測裝置11開啟或關閉其擷取電力訊號的功能，或進一步設定該檢測裝置11擷取電力訊號的期間，例如：該設定資料中尚包括一排程時間，且該檢測裝置11接收到該設定資料後，將能透過該檢測模組111，每隔一段預定時間，即判斷當前時間是否符合該排程時間(如：每週一至每週五的上午八點至晚間十點)？若不相符，則該檢測裝置11將切斷該供電單元E2傳來之電力訊號；若相符，則該檢測裝置11始會根據該電力值取樣率，擷取電力訊號並產生用電資訊。

按，以上所述，僅為本發明之若干較佳實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士在參酌本發明之技術內容後，所能輕易思及的等效變化，均應不脫離本發明之保護範疇。

1‧‧‧感測系統

10‧‧‧網際網路

11‧‧‧檢測裝置

111‧‧‧檢測模組

112‧‧‧傳輸模組

113‧‧‧儲存模組

12‧‧‧行動通訊裝置

121‧‧‧無線模組

122‧‧‧處理模組

123‧‧‧顯示模組

13‧‧‧雲端伺服器

E1‧‧‧電氣設備

E2‧‧‧供電單元

Claims (7)

1. 一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測方法，係應用於一感測系統上，該感測系統包括至少一檢測裝置及一行動通訊裝置，該檢測裝置係裝設於一電氣設備上，且與一供電單元相電氣連接，使該電氣設備能透過該檢測裝置，接收該供電單元傳來之電力訊號，該檢測裝置尚能偵測該供電單元傳來之電力訊號，並據以產生一用電資訊，該用電資訊至少包括一檢測時間及一檢測數據；該行動通訊裝置能以無線傳輸方式，與該檢測裝置建立連線，該感測方法係使該行動通訊裝置執行下列步驟：掃描無線傳輸範圍內所有的檢測裝置，並與各該檢測裝置建立連線；透過各該檢測裝置，取得相對應之電氣設備之類型及使用狀態；顯示該電氣設備之類型及使用狀態，且顯示一設定介面；透過該設定介面，接收一設定資料，該設定資料包括一電力值取樣率、一電力上傳週期及一排程時間；將該設定資料傳送至該檢測裝置，使該檢測裝置接收到該設定資料後，能先判斷當前時間是否與該排程時間相符？若不相符，則切斷該供電單元傳來之電力訊號；反之，若相符，則能根據該電力值取樣率，定期檢測該電氣設備之用電資訊，並根據該電力上傳週期，將該用電資訊傳送予該行動通訊裝置，以透過該行動通訊裝置，將該用電資訊上傳並儲存至一雲端伺服器中；及 在接收到該用電資訊的情況下，依據該用電資訊中之檢測時間，將該檢測數據轉換成一檢測圖表，並予以顯示。
2. 如請求項1所述之感測方法，其中該檢測裝置內尚儲存有一組用戶資料，且在該行動通訊裝置掃描出無線傳輸範圍內之該檢測裝置後，該行動通訊裝置需先傳送一驗證資料至該檢測裝置，嗣，該檢測裝置在判斷出該驗證資料與該用戶資料相符的情況下，該行動通訊裝置始能連線至該檢測裝置。
3. 一種偵測用電資訊並以圖表顯示之感測系統，包括：至少一檢測裝置，係分別裝設於一電氣設備上，且能與一供電單元相電氣連接，使該電氣設備能透過該檢測裝置，接收該供電單元傳來之電力訊號，各該檢測裝置包括一檢測模組、一儲存模組及一傳輸模組，該檢測模組能偵測該供電單元傳來之電力訊號，並據以產生一用電資訊，該用電資訊至少包括一檢測時間及一檢測數據，該儲存模組則用以儲存該檢測模組產生之用電資訊；及一行動通訊裝置，包括一無線模組、一顯示模組及一處理模組，該無線模組能掃描其無線傳輸範圍內的所有檢測裝置，以與該檢測裝置之傳輸模組建立連線，並取得對應之電氣設備的類型與使用狀態；該顯示模組係用以顯示出該電氣設備的類型與使用狀態；該處理模組係分別與該無線模組及該顯示模組相連接，在該無線模組與該檢測裝置之傳輸模組建立連線後，該處理模組能透過該顯示模組顯示一設定介面，以接收一設定資料，該設定資料包括一電力值取樣 率、一電力上傳週期及一排程時間，且該處理模組能透過該無線模組，將該設定資料傳送至各該檢測裝置之傳輸模組，使該檢測裝置接收到該設定資料後，能先判斷當前時間是否與該排程時間相符？若不相符，則切斷該供電單元傳來之電力訊號；反之，若相符，則能根據該電力值取樣率，定期檢測該電氣設備之用電資訊，且根據該電力上傳週期，透過該檢測裝置之傳輸模組，將該用電資訊傳送予該行動通訊裝置之無線模組，且使該行動通訊裝置之處理模組能再透過該無線模組，將該用電資訊上傳並儲存至一雲端伺服器；在該處理模組接收到該用電資訊的情況下，該處理模組尚能依據該用電資訊中之檢測時間，將該檢測數據轉換成一檢測圖表，並透過該顯示模組，顯示出該檢測圖表。
4. 如請求項3所述之感測系統，其中該行動通訊裝置之無線模組係透過藍芽方式，與該檢測裝置之傳輸模組建立連線。
5. 如請求項3所述之感測系統，其中該行動通訊裝置之無線模組係透過Wi-Fi方式，與該檢測裝置之傳輸模組建立連線。
6. 如請求項3所述之感測系統，其中該檢測裝置在接收到該設定資料後，尚能透過該傳輸模組，依據該電力上傳週期將該用電資料上傳並儲存至該雲端伺服器。
7. 4、5或6所述之感測系統，其中該檢測裝置之儲存模組內尚儲存有一組用戶資料，且在該行動通訊裝置欲與該檢測裝置建立連線的情況下，該檢測裝置將先接 收該行動通訊裝置傳來之一組驗證資料，並在判斷該驗證資料與該用戶資料相符的情況下，始允許該行動通訊裝置連線至該檢測裝置。