TWI527492B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI527492B
TWI527492B TW103116983A TW103116983A TWI527492B TW I527492 B TWI527492 B TW I527492B TW 103116983 A TW103116983 A TW 103116983A TW 103116983 A TW103116983 A TW 103116983A TW I527492 B TWI527492 B TW I527492B
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張桓嘉
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    • G01S3/20—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived sequentially from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics or from an antenna system having periodically-varied orientation of directivity characteristic derived by sampling signal received by an antenna system having periodically-varied orientation of directivity characteristic
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Description

電子裝置
本發明是關於一種搜尋系統，且特別是有關於一種用以搜尋無線通訊裝置的電子裝置。
由於藍牙通訊、紅外線通訊等短程通訊技術的進步，越來越多的消費性電子裝置(例如：耳機、MP3撥放器或滑鼠等等)搭配藍牙通訊或是紅外線通訊，且所述消費性電子產品可由具有相應通訊功能的可攜式電子裝置(例如：手機、平板電腦或筆記型電腦等等)控制。傳統中，所述消費性電子產品可搭配蜂鳴器或是發光元件等電子元件，當可攜式電子裝置與消費性電子裝置進行通訊時，消費性電子裝置可透過蜂鳴器發出聲響或是透過發光元件發出光線，以指示使用者所述消費性電子裝置之位置。然而，當消費性電子裝置之位置位於吵雜或是明亮的環境時，上述之方法並無法有效地讓使用者準確地找到消費性電子裝置之位置。
本揭示內容之一態樣是關於一種電子裝置。電子裝 置包含天線模組、方位偵測模組和訊號處理模組。天線模組用以與一無線通訊裝置進行通訊。方位偵測模組電性連接天線模組，用以偵測天線模組相對於無線通訊裝置在第一偏移角至第N偏移角下接收到的N個無線訊號之強度，以判斷無線通訊裝置之方向性，其中N為大於1的正整數。 無線通訊裝置之方向性為無線通訊裝置具有最大收發訊號強度之方向。訊號處理模組電性連接方位偵測模組，用以將在無線通訊裝置之方向性下相應N個無線訊號之強度的偏移角與對照表比較，以得到無線通訊裝置相對於電子裝置之角度。
根據本發明一實施例，所述第一偏移角至所述第N 偏移角之間，每兩個鄰接的偏移角相差(360/N)度。
根據本發明一實施例，所述方位偵測模組還將所述 N個無線訊號每一者之強度分佈在K個門限範圍中，以形成訊號強度分佈，並將訊號強度分佈與所述對照表比較以判斷所述無線通訊裝置之所述方向性，其中K為大於1的正整數。
根據本發明一實施例，所述無線通訊裝置的所述方 向性位於一平面中M個方位之其中一者，其中每兩個鄰接的方位相差(360/M)度，M為大於1的整數。
根據本發明一實施例，還包含一儲存模組，用以儲 存所述對照表。
根據本發明一實施例，所述對照表紀錄在所述無線 通訊裝置相對所述電子裝置之角度大約為零的情況下，所 述無線通訊裝置的所述方向性位於所述平面中M個方位每一者時，所述天線模組相對於所述無線通訊裝置在所述第一偏移角至所述第N偏移角下接收到的所述N個無線訊號之強度。
根據本發明一實施例，當所述訊號處理模組根據所 述無線通訊裝置之所述方向性在所述對找表中於所述M個方位之所述其中一者時，所述N個無線訊號之強度的分佈特性決定所述無線通訊裝置相對於所述電子裝置之所述角度。
根據本發明一實施例，當所述電子裝置位於所述無 線通訊裝置之可通訊之最大預設距離時，所述天線模組開始與所述無線通訊裝置進行通訊。
根據本發明一實施例，所述方位偵測模組還包含電子羅盤、陀螺儀或加速度感測器以得到所述電子裝置相對於地磁之偏轉角度。
根據本發明一實施例，還包含衛星定位系統，用以取得所述電子裝置的定位資訊，並且根據所述無線通訊裝置相對於所述電子裝置之所述角度及所述電子裝置相對於所述地磁之所述偏轉角度在一電子地圖中標示無線通訊裝置之位置。
綜上所述，使用者可透過方位感測模組和訊號處理 模組得知電子裝置與無線通訊裝置之角度。另外，透過當電子裝置與無線通訊模組間距離為一可通訊之最大預設距離時開始偵測無線通訊模組發送之無線訊號，則可進一步 得知無線通訊裝置相對於電子裝置之位置。因此，無線通訊裝置不需要額外設置蜂鳴器或是發光元件，電子裝置亦可得知無線通訊裝置之位置，避免在吵雜或是明亮的環境下無法找到無線通訊裝置的情況發生。
100‧‧‧搜尋系統
110‧‧‧電子裝置
111‧‧‧天線模組
112‧‧‧方位偵測模組
113‧‧‧訊號處理模組
114‧‧‧儲存模組
115‧‧‧衛星定位系統
120‧‧‧無線通訊裝置
121‧‧‧天線模組
WS‧‧‧無線訊號
DIS‧‧‧最大預設距離
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是根據本發明一實施例繪示的一種搜尋系統的方塊圖；以及第2圖是根據本發明一實施例繪示的一種N個無線訊號之強度與無線通訊裝置的方向性之關係圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
請參照第1圖，第1圖是根據本發明一實施例繪示的一種搜尋系統100的方塊圖。搜尋系統100包含電子裝置110和無線通訊裝置120。電子裝置110用以搜尋無線通訊裝置120的位置。無線通訊裝置120包含具有藍芽 (Bluetooth)通訊功能、紅外線通訊功能或Zigbee通訊功能之電子裝置(例如：耳機、喇叭、滑鼠、鍵盤等等)。電子裝置110包含可與無線通訊裝置120通訊之手機、掌上型電腦(Personal Digital Assistant,PDA)、平板電腦或筆記型電腦等可攜式電子裝置。
在一實施例中，電子裝置110包含天線模組111、 方位偵測模組112和訊號處理模組113。天線模組111用以與無線通訊裝置120進行通訊。方位偵測模組112用以偵測天線模組111相對於無線通訊裝置120在第一偏移角至第N偏移角下接收到的N個無線訊號WS之強度，並且藉以判斷無線通訊裝置120之方向性，其中N為大於1的正整數。在一實施例中，無線通訊裝置120之方向性為無線通訊裝置120具有最大收發訊號強度之方向。訊號處理模組113用以將在無線通訊裝置120之方向性下相應N個無線訊號WS之強度的偏移角與對照表比較，藉以得到在電子裝置110具有最大收發訊號強度之方向位於一方向時，無線通訊裝置120相對於電子裝置110之角度θ。在第1圖中，電子裝置110具有最大收發訊號強度之方向位於正北方，然本實施例並不以此為限。
具體來說，當電子裝置110位於與無線通訊裝置 120可通訊之最大預設距離DIS時，天線模組111即可開始與無線通訊裝置120進行通訊；亦即，天線模組111開始接收無線通訊裝置120發送的無線訊號WS。因此，當電子裝置110與無線通訊裝置120之間的距離為最大預設距離 DIS時，電子裝置110可透過上述實施方式可得到無線通訊裝置120相對於電子裝置110之角度θ，而無線通訊裝置120相對於電子裝置110的位置即可由兩者的距離和角度決定。因此，在不用額外設置蜂鳴器或是發光元件的情況下，透過上述實施方式仍可偵測無線通訊裝置120相對於電子裝置110的位置。
在一實施例中，最大預設距離DIS可根據無線通訊裝置120的無線通訊功能決定。例如，若無線通訊裝置120為具有藍芽通訊功能之裝置，則最大預設距離DIS可以是大約8公尺。
具體來說，無線通訊裝置120亦包含天線模組121用以發送無線訊號WS。由於天線模組121於一特定方向可收發無線訊號WS的強度最大，其中所述特定方向即為無線通訊裝置120的方向性。因此，若電子裝置110與無線通訊裝置120間的距離固定時，隨著天線模組121可收發最大無線訊號WS之方向(亦即，無線通訊裝置120的方向性)不同，天線模組111可接收的無線訊號WS之強度亦會不同。
在一實施例中，無線通訊裝置120的方向性可位於平面中M個方位中其中一者，其中每兩個鄰接的方位相差(360/M)度，M為大於1的整數。當方位偵測模組112偵測到無線訊號WS時，使用者可以垂直地面之方向為軸心將電子裝置110以順時針或逆時針方向旋轉360度，在本實施例中，電子裝置110以順時針的方向旋轉，但本實施例 並不以此為限。此時，相對於電子裝置110可收發最大訊號強度之方向位於一特定方向(例如：正北方)可將旋轉之360度化分為N個偏移角，每兩個鄰接的偏移角相差(360/N)度。舉例來說，當N=8時，此時第一偏移角為電子裝置110可收發最大訊號強度之方向未於正北方時順時針偏移45度，以此類推。第七偏移角為電子裝置110可收發最大訊號強度之方向位於正北方時順時針偏移315度(亦即，逆時針偏移45度)。
接著，方位偵測模組112可偵測天線模組111相對於無線通訊裝置120在第一偏移角至第N偏移角下接收到的N個無線訊號WS之強度。然後，方位偵測模組112可根據N個無線訊號WS之強度判斷無線通訊裝置120之方向性位於M個方位中的哪一者。
請一併參照第2圖，第2圖是根據本發明一實施例繪示的一種N個無線訊號WS之強度與無線通訊裝置120的方向性之關係圖。在本實施例中，假設無線通訊裝置120之方向性位於4個方位其中一者，而方位偵測模組112可偵測8個無線訊號WS；亦即，M=4，N=8，其中M和N的值僅為例示，本發明並不以此為限。
如第2圖所示，4張圖分別代表無線通訊裝置120之方向性位於第一方位M(1)(即天線模組121可發送最大無線訊號WS的方向位於向y軸向上的方向，亦即0度)、第二方位M(2)(即天線模組121可發送最大無線訊號WS的方向位於x軸向右的方向，亦即90度)、第三方位M(3)(即天 線模組121可發送最大無線訊號WS的方向位於向y軸向下的方向，亦即180度)和第四方位M(4)(即天線模組121可發送最大無線訊號WS的方向位於向x軸向左的方向，亦即270度)時，電子裝置110於旋轉360度後在第一偏移角N(1)至第八偏移角N(8)接收的8個無線訊號WS的強度，在本實施例中，電子裝置110可收發最大訊號強度之方向位於正北方時，但本實施例並不以此為限。從第2圖可知，當無線通訊裝置120之方向性位於不同方位時，方位偵測模組112於每個偏移角偵測的無線訊號WS之強度明顯的不同。換言之，當天線模組111接收到第一偏移角至第N偏移角的N個偏移角之無線訊號WS時，方位偵測模組112可根據N個無線訊號WS之強度判斷無線通訊裝置120之方向性位於M個方位中的哪一者；亦即，得到無線通訊裝置120之方向性。
在一實施例中，方位偵測模組112還可將N個無線訊號WS每一者之強度分佈於K個門限範圍中，而N個無線訊號WS之強度可根據K個門限範圍的限制形成訊號強度分佈，K為大於1的正整數。對於每一個方位而言，其相應的第一偏移角至第N偏移角的N個無線訊號WS之強度所形成之訊號強度分佈共有KN種組合。換言之，當K或是N的值越大，其訊號強度分佈的獨立性就越高。因此，方位偵測模組112可根據訊號強度分佈得到無線通訊裝置120之方向性。
在一實施例中，電子裝置110還可包含儲存模組 114。儲存模組114用以儲存對照表。對照表透過實驗預先紀錄在無線通訊裝置120相對電子裝置110之角度大約為零的情況下，無線通訊裝置120的方向性位於每一個方位時，天線模組111相對於無線通訊裝置120在第一偏移角至第N偏移角下接收到的N個無線訊號WS之強度，以及紀錄N個無線訊號WS之強度根據K個門限範圍形成之訊號強度分佈。請參照表1，表1是根據本發明一實施例繪示的一種對照表。
以本實施例為例，其中M=8，N=8。假設K=3，且第一門限範圍K(1)介於-79和-87dB之間，第二門限範圍K(2)介於-88和-98dB之間，及第三門限範圍K(3)介於-99和-104dB之間。對於第一方位M(1)而言，其8個不同偏移角之無線訊號WS形成之訊號強度分佈包含2個第1門限範圍K(1)、5個第2門限範圍K(2)及1個第3門限範圍K(3)。以此類推，對於第8方位M(8)而言，其8個不同偏移角之無線訊號WS形成之訊號強度分佈具有2個第一門限範圍K(1)、6個第二門限範圍K(2)及0個第三門限範圍K(3)。因此，當電子裝置110旋轉360度時，方位偵測模組112可將天線模組111偵測之N個相位之無線訊號WS的強度轉換成訊號強度分佈，並且根據其訊號強度分佈和對照表比較，以判斷無線通訊裝置120之方向性位於哪個方位。
透過方位偵測模組112得到無線通訊裝置120之方向性位於哪一方位之後，訊號處理模組113可在無線通訊裝置120之方向性下，將相應N個無線訊號WS之強度的所述偏移角與對照表比較，以得到無線通訊裝置120相對於電子裝置110之角度。
具體來說，請參照表1，訊號處理模組113可根據 無線通訊裝置120之方向性位於M個方位之其中一者，也就是在對照表中於M個方位之所述其中一者時，N個無線訊號WS之強度的分佈特性決定無線通訊裝置120相對於電子裝置110之角度。
以表1之對照表為例，當無線通訊裝置120之方向性位於第一方位M(1)時，在對照表中相應第一方位M(1)的8個無線訊號WS之強度，第二偏移角N(2)和第三偏移角N(3)時的無線訊號相較其它無線訊號大的許多。因此，利用此分佈特性，當無線通訊裝置120之方向性位於第一方位M(1)時，若方位偵測模組112偵測連續最大的訊號強度在X度和Y度(例如：180度和225度)時，則訊號處理模組113可將偵測到的角度相加(例如：405度)減去第二偏移角(即45度)和第三偏移角(即90度)，再除以2(例如：135度)，亦即，透過公式：((X+Y-45-90)/2)，即可得到無線通訊裝置120與電子裝置110的角度(例如：135度)。由於對照表為無線通訊裝置120相對電子裝置110之角度大約為零的情況下測得，因此當得到之角度為正時，使用者可將電子裝置110依逆時針旋轉角度，則無線通訊裝置120相對電子裝置110的角度即大約為零，亦即，無線通訊裝置120正向於電子裝置110。然後，根據無線通訊裝置120與電子裝置110之間的距離(即最大預設距離DIS)，即可得到無線通訊裝置120相對於電子裝置110之位置。
在一實施例中，以表1之對照表為例，其中當無線 通訊裝置120之方向性位於第一方位M(1)、第二方位M(2)、第三方位M(3)、第五方位M(5)和第八方位M(8)時，若方位偵測模組112可偵測之最大無線訊號之角度為MAX1和次大無線訊號之角度為MAX2，則無線通訊裝置120與電子裝置110之角度為((MAX1+MAX2-45-90)/2)，其中當角度為正時，可將電子裝置110依逆時針旋轉角度；或是當角度為負時，可將電子裝置110依順時針旋轉角度，則無線通訊裝置120相對電子裝置110的角度即大約為零。
在一實施例中，以表1之對照表為例，其中當無線通訊裝置120之方向性位於第四方位M(4)時，若方位偵測模組112可偵測之最小無線訊號之角度為MIN1，則無線通訊裝置120與電子裝置110之角度為(MIN1-315)，其中當角度為正時，可將電子裝置110依逆時針旋轉角度；或是當角度為負時，可將電子裝置110依順時針旋轉角度，則無線通訊裝置120相對電子裝置110的角度即大約為零。
在一實施例中，以表1之對照表為例，其中當無線通訊裝置120之方向性位於第六方位M(6)時，若方位偵測模組112可偵測之最大無線訊號之角度為MAX3，則無線通訊裝置120與電子裝置110之角度為(MAX3-45)，其中當角度為正時，可將電子裝置110依逆時針旋轉角度；或是當角度為負時，可將電子裝置110依順時針旋轉角度，則無線通訊裝置120相對電子裝置110的角度即大約為零。
在一實施例中，以表1之對照表為例，其中當無線通訊裝置120之方向性位於第七方位M(7)時，若方位偵測 模組112可偵測之最小無線訊號之角度為MIN2和次小無線訊號之角度為MIN3，則無線通訊裝置120與電子裝置110之角度為((MIN2+MIN3-135-225)/2)，其中當角度為正時，可將電子裝置110依逆時針旋轉角度；或是當角度為負時，可將電子裝置110依順時針旋轉角度，則無線通訊裝置120相對電子裝置110的角度即大約為零。
在一實施例中，方位偵測模組112可包含電子羅盤、陀螺儀或加速度感測器等偵測角度之裝置。藉此，方位偵測模組112可進一步透過電子羅盤得到電子裝置110相對於地磁偏轉的角度。
在一實施例中，電子裝置110還可包含衛星定位系統115。衛星定位系統115用以取得電子裝置110的定位資訊，並且根據無線通訊裝置120與電子裝置110之角度及電子裝置110相對於地磁偏轉的角度，衛星定位系統115可進一步在電子地圖中標示無線通訊裝置120之位置。
由上述本發明的實施例可知，使用者可透過方位偵 測模組112和訊號處理模組113得知電子裝置110與無線通訊裝置120之角度。另外，透過當電子裝置110與無線通訊裝置120間距離為一可通訊之最大預設距離時開始偵測無線通訊裝置120發送之無線訊號，則可進一步得知無線通訊裝置120相對於電子裝置110之位置。因此，無線通訊裝置120不需要額外設置蜂鳴器或是發光元件，電子裝置110亦可得知無線通訊裝置120之位置，避免在吵雜或是光亮的環境下無法找到無線通訊裝置120的情況發生。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。
100‧‧‧搜尋系統
110‧‧‧電子裝置
111‧‧‧天線模組
112‧‧‧方位感測模組
113‧‧‧訊號處理模組
114‧‧‧儲存模組
115‧‧‧衛星定位系統
120‧‧‧無線通訊裝置
121‧‧‧天線模組
WS‧‧‧無線訊號
DIS‧‧‧最大預設距離

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，包含：一天線模組，用以與一無線通訊裝置進行通訊；一方位偵測模組，電性連接該天線模組，用以偵測該天線模組相對於該無線通訊裝置分別在一第一偏移角至一第N偏移角接收到的N個無線訊號強度，以判斷該無線通訊裝置之一方向性，其中該無線通訊裝置之該方向性為該無線通訊裝置具有最大收發訊號強度之方向，N為大於1的正整數；以及一訊號處理模組，電性連接該方位偵測模組，用以將在該無線通訊裝置之該方向性下相應該些N個無線訊號之強度的該些偏移角與一對照表比較，以得到該無線通訊裝置相對於該電子裝置之一角度。
  2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該第一偏移角至該第N偏移角之間，每兩個鄰接的偏移角相差(360/N)度。
  3. 如請求項2所述之電子裝置，其中該方位偵測模組還將該些N個無線訊號每一者之強度分佈在K個門限範圍中，以形成一訊號強度分佈，並將該訊號強度分佈與該對照表比較以判斷該無線通訊裝置之該方向性，其中K為大於1的正整數。
  4. 如請求項1所述之電子裝置，其中該無線通訊裝置的該方向性位於一平面中M個方位之其中一者，其中每兩個鄰接的方位相差(360/M)度，M為大於1的整數。
  5. 如請求項4所述之電子裝置，還包含一儲存模組，用以儲存該對照表。
  6. 如請求項4或5所述之電子裝置，其中該對照表紀錄在該無線通訊裝置相對該電子裝置之該角度大約為零的情況下，該無線通訊裝置的該方向性位於該平面中M個方位每一者時，該天線模組相對於該無線通訊裝置在該第一偏移角至該第N偏移角下接收到的N個無線訊號之強度。
  7. 如請求項6所述之電子裝置，其中當該訊號處理模組根據該無線通訊裝置之該方向性在該對照表中於該M個方位之該其中一者時，該些N個無線訊號之強度的一分佈特性決定該無線通訊裝置相對於該電子裝置之該角度。
  8. 如請求項1所述之電子裝置，其中當該電子裝置位於該無線通訊裝置之一可通訊之最大預設距離時，該天線模組開始與該無線通訊裝置進行通訊。
  9. 如請求項1所述之電子裝置，其中該方位偵測模組還包含電子羅盤、陀螺儀或加速度感測器以得到該電子裝 置相對於一地磁之一偏轉角度。
  10. 如請求項9所述之電子裝置，還包含衛星定位系統，用以取得電子裝置的定位資訊，並且根據該無線通訊裝置相對於該電子裝置之該角度及該電子裝置相對於該地磁之該偏轉角度在一電子地圖中標示無線通訊裝置之位置。
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