TWI713338B

TWI713338B - 物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法及裝置

Info

Publication number: TWI713338B
Application number: TW107106593A
Authority: TW
Inventors: 李鈐毅; 江家德; 吳宗哲
Original assignee: 凌群電腦股份有限公司
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2020-12-11
Also published as: TW201937906A

Abstract

一種物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法及裝置，係提供一車牌資料及一定位資料，該車牌資料包含具英文字母的一三碼字串及一四碼字串，以及該定位資料包含一六碼經度座標及一六碼緯度座標，分別利用二進位編碼方式，將該三碼字串轉換成18bit之一第一資料串，該四碼字串轉換成16bit之一第二資料串，該六碼經度座標及該六碼緯度座標則是取個位數及小數點後五位等六碼，再分別轉換成24bit之一第三資料串及一第四資料串，最後將上述資料串結合成小於11Bytes之一資料流，以在物聯網低功耗廣域網路進行傳輸時，確保資料的一致性。

Description

物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法及裝置

本創作係屬於數位資料傳輸的領域，特別是關於一種物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法及裝置，以將車牌資料及定位資料一次性整合在小於11byte的一資料流中，而能在物聯網低功耗廣域網路進行一次性的封包傳輸，確保資料的一致性者。

按，由於「低功耗廣域網路」技術具有低頻寬、低功耗、遠距離、低資料量等特性，應用於物聯網也逐漸成為了一種趨勢，能夠滿足包括環境監控、街道照明、停管系統、智慧建築、智能錶頭及車隊管理等全方位應用需求，其不同於行動通訊對於大頻寬、低延遲等傳輸要求，物聯網應用於監測空氣品質、電表資料傳輸等服務時，其傳輸的資料封包小、對於延遲容忍程度較大，建置成本低而能廣泛地布建，且可應用於一些既有無線通訊或行動通訊技術之傳輸訊號到達不易的偏遠地區或是地下室或是地底等屏蔽嚴重的地點。

以最常見的應用為例，是警察巡邏時的車牌辨識資料回傳用途，藉以篩選出巡邏過程中遇到的可疑對象車牌，其主要利用警用汽車、警用機車或固定型腳架，使員警在日常巡邏過程中，藉由影像擷取裝置不斷地進行錄影蒐證，即時進行車牌影像資料的辨識後，再透過物聯網「低功耗廣域網路」技術，將有可能的黑名單車牌及相關定位資料回傳至監控中心，由監控中心對其他警車或巡邏員警發出通報，加強打擊犯罪的效能。

使用傳統網路傳輸技術，由於沒有資料量的限制，假設要完整傳送車牌號碼資料及定位時的座標經緯度資料，其所使用的位元數總計為29byte，舉例來說：車牌號碼：ABC-1234，以正常編碼的方式大約需要8byte的大小，座標經度資料：25.0344576，需要10byte的大小，以及座標緯度資料：121.5318957，需要11byte，總計為29byte，利用現行WIFI、3G、4G、4.5G或5G等傳輸技術，都不會有傳輸上的問題，然而，受限於物聯網「低功耗廣域網路」技術的僅能在一次傳輸的過程中傳送11Byte長度的資料流，因此，使用正常編碼方式的資料流，必須被拆成三個封包進行傳輸，無法一次性完整傳送車牌號碼與座標經緯度等資訊，必須將資料分段傳送至雲端資料庫，可能造成資料傳送遺漏的問題，容易導致資料無法一致的缺點。

有鑑於此，本創作依據物聯網「低功耗廣域網路」技術的低資料量傳輸特性，以及對於車牌號碼資料與定位座標資料的特性，選用了特別的二進位編碼方式，以將正常編碼的大小縮減至物聯網「低功耗廣域網路」技術能夠一次傳輸的傳輸量大小，使資料一次性完整傳送至控制中心的雲端資料庫，而確保資料的一致性。

本創作之一目的，旨在提供一種物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法及裝置，俾分析一車牌資料的文字及數字關係，並將其透過二進位編碼的方式轉換成18bit之一第一資料串及16bit之一第二資料串，該六而定位資料則是將碼經度座標及該六碼緯度座標取個位數及小數點後五位等六碼，再分別轉換成24bit之一第三資料串及24bit之一第四資料串，依序結合後而形成容量大小為11Bytes之一資料流，而能在物聯網低功耗廣域網路進行一次性完整的傳輸工作，以確保資料的一致性之功效。

為達上述目的，本創作之一種物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，係利用該物聯網低功耗廣域網路進行資料傳輸，其中該物聯網低功耗廣域網路一次封包可傳遞11Bytes的資料流，該車牌回傳編碼方法之步驟係包括：提供一車牌資料及一定位資料，其中該車牌資料包含具英文字母的一三碼字串及一四碼字串，以及該定位資料包含一六碼經度座標及一六碼緯度座標；分析該三碼字串的內容後，並根據內容使用6bit二進位編碼方式，將該三碼字串轉換成18bit之一第一資料串；分析該四碼字串的內容後，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該四碼字串轉換成16bit之一第二資料串；分析該六碼經度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼經度座標轉換成24bit之一第三資料串；分析該六碼緯度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼緯度座標轉換成24bit之一第四資料串；及依序結合該第一資料串、該第二資料串、該第三資料串及該第四資料串後，並於最前方加上3bit處理，以產生小於11Bytes之一資料流，供在一封包完成所有的資訊傳遞作業。

於一實施例中，該三碼字串係由三個大寫英文字母及/或數字組成，以及該四碼字串係由四個數字所組成。並且，該三碼字串如只有二碼者，則前面補上代表「無」的111111編碼。而，本創作之該定位資料採用WGS84世界大地量測系統，且台灣經度範圍在120度至122度之間，緯度範圍在22度至25度之間。

其中，該車牌資料係由一影像擷取模組取得一影像資訊後，經一影像辨識模組進行識別分析所得之一數位資料；以及該定位資料係透過一衛星定位模組所取得之一數位資料，且該車牌資料及該定位資料係儲放於一儲存模組內。

本創作之另一目的，旨在提供一種車牌回傳編碼裝置，俾利用前述物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，結合影像擷取及辨識技術，以及衛星定位技術而製成的裝置，而便於將黑名單車牌車輛的車牌號碼資料及定位座標資料，快速透過物聯網低功耗廣域網路上傳至一控制中心之雲端資料庫，加速打擊犯罪的效率者。

為達上述目的，本創作之該車牌回傳編碼裝置包括一影像擷取模組，係供擷取一車牌之一影像資訊；一影像辨識模組，電性連接該影像擷取模組，且該影像辨識模組可將該影像資訊進行辨識而取得該車牌資料；一衛星定位模組，取得所在位置的該定位資料；一儲存模組，分別電性連接該影像辨識模組及該衛星定位模組，以將該車牌資料及該定位資料儲放於其內；一編碼模組，電性連接該儲存模組，將該車牌資料及該定位資料進行二進位編碼後，快速獲得該資料流並儲放於該儲存模組內；及一連線模組，電性連接該儲存模組，且該連線模組係透過該物聯網低功耗廣域網路進行該資料流的傳輸。

S1~S6:步驟

1:車牌回傳編碼裝置

11:影像擷取模組

12:影像辨識模組

13:衛星定位模組

14:儲存模組

15:編碼模組

16:連線模組

第1圖，為本創作較佳實施例的步驟流程圖。

第2圖，為應用本創作較佳實施例之車牌回傳編碼裝置的硬體方塊圖。

為使貴審查委員能清楚了解本創作之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1圖，係為本創作較佳實施例的步驟流程圖。如圖中所示，本創作之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，係利用該物聯網低功耗廣域網路進行資料傳輸，其中該物聯網低功耗廣域網路一次封包可傳遞11Bytes的資料流，該車牌回傳編碼方法係包括下列步驟：

S1：提供一車牌資料及一定位資料，其中該車牌資料包含具英文字母的一三碼字串及一四碼字串，以及該定位資料包含一六碼經度座標及一六碼緯度座標。應注意的是，經過本創作人分析現行國內各式汽機車的車牌號碼後，其大部份為七碼，前三碼為大寫英文字母或數字組成，後三碼或四碼為數字，因此，可以統計出該三碼字串係由三個大寫英文字母及/或數字組成，以及該四碼字串係由四個數字所組成：例如：ABC-1234、XYZ-5678等排列方式，但也有例外的部分，針對比較舊式的車牌，也就是該三碼字串只有二碼者或該四碼字串只有三碼者，例如：AB-1234或是ABC-123，本創作也有相對應的編碼方式，相關方式會於後續說明中詳述。再者，本創作所使用的該定位資料採用WGS84世界大地量測系統，也是目前Google Map座標主要使用的定位方式，據此，台灣的經度範圍在120度至122度之間，緯度範圍在22度至25度之間，例如：經濟部工業局位於台北市大安區信義路三段41之3號)標定，使用Google Map進行定位後的座標為經度121.5318957，緯度25.0344576。

S2：分析該三碼字串的內容後，並根據內容使用6bit二進位編碼方式，將該三碼字串轉換成18bit之一第一資料串。由於本創作採用6bit二進位編碼方式，每一碼皆為6bit表示，其表示方式為1=000001；2=000010；3=000100；……A=001010=10；B=001011=11；……；Y=100010=34；Z=100011=35；如遇到前述之特殊情況時，則在對應第一碼的位置補上代表「無」的111111編碼，亦即無=111111。故車牌號碼AB-1234之該三碼字串以二進位表示如下：無AB=111111 001010 001011共使用18bit。

S3：分析該四碼字串的內容後，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該四碼字串轉換成16bit之一第二資料串。而，該四碼字串均為數字，採用4bit二進位編碼方式，也就是BCD(Binary-Coded Decimal)壓縮碼4bit方式，其每一碼皆以4bit表示，其表示方式為0=0000；1=0001；2=0010；3=0011；4=0100；5=0101；6=0110；7=0111；8=1000；9=1001，因此，車牌號碼AB-1234之該四碼字串以二進位表示如下：1234=0001 0010 0011 0100共使用16bit。

S4：分析該六碼經度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼經度座標轉換成24bit之一第三資料串。由於該六碼經度座標均為數字，其同樣採用4bit二進位編碼方式，也就是BCD(Binary-Coded Decimal)壓縮碼4bit方式，其每一碼皆以4bit表示，其表示方式為0=0000；1=0001；2=0010；3=0011；4=0100；5=0101；6=0110；7=0111；8=1000；9=1001，因此，根據Google Map進行定位後，經濟部工業局經度121.5318957，緯度25.0344576，座標表示為503445、153189經緯度各為六碼，也就是本創作所指的該六碼經度座標及該六碼緯度座標，故該六碼經度座標以二進位表示如下：503445=0101 0000 0011 0100 0100 0101共使用24bit。

S5：分析該六碼緯度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼緯度座標轉換成24bit之一第四資料串。參考前一步驟的方式，故該六碼緯度座標以二進位表示如下：153189=0001 0101 0011 0001 1000 1001共使用24bit。

S6：依序結合該第一資料串、該第二資料串、該第三資料串及該第四資料串後，並於最前方加上3bit處理，以產生小於11Bytes之一資料流，供在一封包完成所有的資訊傳遞作業。經過本創作之編碼處理後，可得到完整之該車牌資料及定位資料，其佔用容量為3bit+18bit+16bit+24bit+24bit共85bit，11Bytes為88bit，所以經本創作之編碼方法所產生的資料流，在該物聯網低功耗廣域網路的環境下，能夠一次傳遞一個具有車牌號碼及定位資訊的資料流，不需要中斷傳輸或切斷成二筆資料流進行傳輸，而能有效維持資料的完整性。

另外，本創作所稱之該車牌資料係由一影像擷取模組取得一影像資訊後，經一影像辨識模組進行識別分析所得之一數位資料；以及該定位資料係透過一衛星定位模組所取得之一數位資料，且該車牌資料及該定位資料係儲放於一儲存模組內，由於經過類比/數位轉換，數位資料能夠直接進行運算。

另舉一個實際案例，其說明如下：假設車輛車牌號碼AB-1234，經過定位後，確認其位置在經度121.12345，緯度23.12345處，因此，根據本創作的編碼方法，可得到該車牌資料為無AB-1234，其數字起點為4故於最前方的3bit處理時加上100的編碼，故該車牌資料的該三碼字串無AB→111111 001010 001011，該四碼字串1234→0001 0010 0011 0100，該座標資料經度121.12345取個位數後，該六碼經度座標1.12345→0001 0001 0010 0011 0100 0101，緯度23.12345取個位數後，該六碼緯度座標3.12345→0011 0001 0010 0011 0100 0101，經組合後，產生該資料流1001111110010100010110001001000110100000100010010001101000101001100010010001101000101000最後三碼補0(88-85=3bit)，如以16進制表示，則可獲得9F945891A0891A29891A28的編碼，大幅縮減該資料流的容量而便於進行傳輸，並維持資料的一致性，並可依據此一編碼原則，快速還原獲得該車牌資料及該定位資料的原始資訊。

再者，請一併參閱第2圖，係為為應用本創作較佳實施例之車牌回傳編碼裝置的硬體方塊圖。如圖中所示，本創作人亦使用於前述物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法製成一車牌回傳編碼裝置1，其包括：一影像擷取模組11，係供擷取一車牌之一影像資訊，一般來說就是攝影鏡頭；一影像辨識模組12，電性連接該影像擷取模組11，且該影像辨識模組12可將該影像資訊進行辨識而取得該車牌資料，並且，該車牌資料為數位資料；一衛星定位模組13，取得所在位置的該定位資料，且該定位資料也為數位資料；一儲存模組14，分別電性連接該影像辨識模組12及該衛星定位模組13，以將該車牌資料及該定位資料儲放於其內，因此，該儲存模組14係選用硬碟及動態記憶體之組合，能夠提供運算時所需的緩衝空間，以及運算完畢後的資料儲存用途；一編碼模組15，電性連接該儲存模組14，該編碼模組15係採用前述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，分別針對該車牌資料及該定位資料進行分析後，並同步進行二進位編碼後，以快速獲得該資料流並儲放於該儲存模組14內；及一連線模組16，電性連接該儲存模組14，且該連線模組16係透過該物聯網低功耗廣域網路進行該資料流的傳輸。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

S1~S6

Claims

一種物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，係利用該物聯網低功耗廣域網路進行資料傳輸，其中該物聯網低功耗廣域網路一次封包可傳遞11Bytes的資料流，該車牌回傳編碼方法之步驟係包括：提供一車牌資料及一定位資料，其中該車牌資料包含具英文字母的一三碼字串及一四碼字串，以及該定位資料包含一六碼經度座標及一六碼緯度座標；分析該三碼字串的內容後，並根據內容使用6bit二進位編碼方式，將該三碼字串轉換成18bit之一第一資料串；分析該四碼字串的內容後，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該四碼字串轉換成16bit之一第二資料串；分析該六碼經度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼經度座標轉換成24bit之一第三資料串；分析該六碼緯度座標的內容後，取個位數及小數點後五位等六碼，並根據內容使用4bit二進位編碼方式，將該六碼緯度座標轉換成24bit之一第四資料串；及依序結合該第一資料串、該第二資料串、該第三資料串及該第四資料串後，並於最前方加上3bit處理，以產生小於11Bytes之一資料流，供在一封包完成所有的資訊傳遞作業。
如申請專利範圍第1項所述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，其中，該三碼字串係由三個大寫英文字母及/或數字組成，以及該四碼字串係由四個數字所組成。
如申請專利範圍第1項所述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，其中，該三碼字串如只有二碼者，則前面補上代表「無」的111111編碼。
如申請專利範圍第1項所述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，其中，該定位資料採用WGS84世界大地量測系統，且台灣經度範圍在120度至122度之間，緯度範圍在22度至25度之間。
如申請專利範圍第1項所述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法，其中，該車牌資料係由一影像擷取模組取得一影像資訊後，經一影像辨識模組進行識別分析所得之一數位資料；以及該定位資料係透過一衛星定位模組所取得之一數位資料，且該車牌資料及該定位資料係儲放於一儲存模組內。
一種使用如申請專利範圍第1項所述之物聯網低功耗廣域網路之車牌回傳編碼方法而製成的車牌回傳編碼裝置，其包括：一影像擷取模組，係供擷取一車牌之一影像資訊；一影像辨識模組，電性連接該影像擷取模組，且該影像辨識模組可將該影像資訊進行辨識而取得該車牌資料；一衛星定位模組，取得所在位置的該定位資料；一儲存模組，分別電性連接該影像辨識模組及該衛星定位模組，以將該車牌資料及該定位資料儲放於其內；一編碼模組，電性連接該儲存模組，將該車牌資料及該定位資料進行二進位編碼後，快速獲得該資料流並儲放於該儲存模組內；及一連線模組，電性連接該儲存模組，且該連線模組係透過該物聯網低功耗廣域網路進行該資料流的傳輸。