TWI817548B - 感測系統及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一種感測系統包含節點單元以及處理單元。當節點單元之工作時間與處理單元之工作時間部分重疊,處理單元於工作時間接收感測資料並輸出標準時間至節點單元。當節點單元之工作時間被完全重疊於處理單元之休眠時間,節點單元切換至同步校正模式。本發明更包含感測系統的控制方法。
Description
本發明係有關一種感測系統,尤指一種兼顧自動同步且可節能運作的感測系統及其控制方法。
隨著智慧型物聯網路(smart IoT)及智慧建築的發展與普及應用,在不同感測單元或裝置之群組織間的通訊變得格外重要。尤其是,各個感測節點與資料收集器(例如,伺服器、閘道器或工作站等)之間的通訊,將影響整體系統是否正常或是否穩定運作。當一併使用了多數個感測節點的時候,各感測節點可具有不同的時間(例如,不同地理時區)或計時方式(例如,RTC、GPS等),而資料收集器為了確保可以在與多數個感測節點進行資料交換的過程順利,通常會被設置為無時無刻都處於正常運作時期,以確保在任一時刻都可以與任一感測節點進行資料傳輸。
然而,資料收集器為保持持續正常運作相當地耗電,且不允許有容錯的空間,當感測節點無法與資料收集器順利進行資料傳輸,通常就會使得整個系統停擺,且需要額外的人力或時間成本進行檢修和排除問題。
為此,如何提出一種感測系統及其控制方法,乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明之其中一目的在於提供一種感測系統,不需要無時無刻都處於高效運轉,且具有容錯空間,當資料傳輸出現異常時可自動校正,達到節約能耗且方便維護之目的。
為了達到前述目的,本發明所提出的感測系統包含:節點單元以及處理單元。節點單元啟動第一工作時間後休眠第一休眠時間,且於第一工作時間輸出感測資料。處理單元與節點單元通信連接,啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間。
在某些實施例中,於預設模式中,當節點單元之第一工作時間與處理單元之第二工作時間部分重疊,處理單元於第二工作時間接收感測資料並輸出標準時間至節點單元。
在某些實施例中,當節點單元之第一工作時間被完全重疊於處理單元之第二休眠時間,節點單元切換至同步校正模式。
在某些實施例中,於同步校正模式中,節點單元啟動第一工作時間後休眠第三休眠時間,第三休眠時間為第一工作時間與第二工作時間之差的絕對值。
在某些實施例中,於同步校正模式中,節點單元休眠第三休眠時間後啟動第一工作時間。
在某些實施例中,於同步校正模式中,當處理單元接收到感測資料並輸出標準時間至節點單元,節點單元切換回預設模式。
在某些實施例中,第二工作時間大於第一工作時間。
在某些實施例中,感測系統更包含計時單元,計時單元與處理單元通信連接,且輸出標準時間至處理單元。
本發明之另一目的在於提供一種感測系統的控制方法,不需要無時無刻都處於高效運轉,且具有通訊容錯空間,當資料傳輸出現異常時可自動校正,達到節約能耗且方便維護之目的。
為了達到前述目的,本發明所提出的感測系統的控制方法包含下列步驟:提供彼此通信連接的處理單元與節點單元;控制節點單元啟動第一工作時間後休眠第一休眠時間,且使節點單元於第一工作時間輸出感測資料;控制處理單元啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間;於預設模式中,當節點單元之第一工作時間與處理單元之第二工作時間部分重疊,控制處理單元於第二工作時間接收感測資料並輸出標準時間至節點單元;當節點單元之第一工作時間被完全重疊於處理單元之第二休眠時間,切換節點單元至同步校正模式;以及於同步校正模式中,控制節點單元啟動第一工作時間後休眠第三休眠時間,其中第三休眠時間為第一工作時間與第二工作時間之差的絕對值。
在某些實施例中,於同步校正模式中,控制節點單元休眠第三休眠時間後啟動第一工作時間。
在某些實施例中,於同步校正模式中,當處理單元接收到感測資料並輸出標準時間至節點單元,節點單元切換至預設模式。
在某些實施例中,第二工作時間大於第一工作時間。
在某些實施例中,其中處理單元與計時單元通信連接,控制方法更包含下列步驟:控制計時單元傳送標準時間至處理單元。
綜上所述,本發明之感測系統的處理單元以及節點單元皆不需要無時無刻運轉,處理單元以及節點單元僅需要啟動一段時間區間(例如,第一工作時間或第二工作時間)。相對於傳統技術,尤其是負責接收且處理感測資料的處理單元,可藉由間歇地工作與休眠而降低耗電需求。
在某些實施例中,當節點單元在傳輸感測資料至處理單元時,如節點單元發現無法自處理單元獲得標準時間(即在時間軸上第一工作時間被完全重疊於第二休眠時間,且當處理單元啟動時節點單元仍處於休眠,處理單元以及節點單元無法順利連接),則感測系統可自動地切換為同步校正模式,藉由改變節點單元的休眠時間,最終使得節點單元回到預設模式,且不需要多餘的人力及時間介入。
為此,本發明感測系統及其控制方法,不需要無時無刻都處於高效運轉,且具有通訊容錯空間,當資料傳輸出現異常時可自動校正,達到節約能耗且方便維護之目的。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用,本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
須知,本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等,均僅用以配合說明書所揭示之內容,以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀,並非用以限定本發明可實施之限定條件,故不具技術上之實質意義,任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整,在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下,均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下。
圖1為本發明感測系統之第一實施例的系統架構圖。
如圖1所示,本發明所提出的感測系統1包含:節點單元10以及處理單元20。
節點單元10啟動第一工作時間後休眠第一休眠時間,且於第一工作時間輸出感測資料11。進一步而言,節點單元10於第一工作時間的時間區間內保持啟動,且於第一休眠時間的時間區間內保持休眠。
在某些實施例中,節點單元10用以通信連接多數個感測器(圖中未示),且蒐集來自多數個感測器的感測資料11。進一步而言,節點單元10可以包含傳統路由器(router)、分布式路由器(例如,基於菊花鏈(daisy-chain)拓撲、星型(star)拓撲、網狀(mesh)拓撲或樹狀(tree)拓樸等)、訊號延伸器(extender)、中繼器(repeater)、集線器(hub)、分享器(sharer)、橋接器(bridge)或具備通訊功能之智慧型感測器(Smart Sensor)等終端通訊或感測通訊複合裝置,然其非限制性。
在某些實施例中,多數個感測器可具有不同的時間(例如,不同地理時區)或計時方式,例如實時時鐘(real-time clock, RTC)等,然其非限制性。進一步而言,多數個感測器可包含溫度感測器、濕度感測器、氣壓感測器、可見光感測器、超聲波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、遠紅外線感測器、飛時測距(Time of flight, ToF)感測器、3D結構光感測器、都卜勒(Doppler)雷達、流量感測器、煙霧感測器、氣體感測器、指紋感測器、指靜脈感測器、虹膜感測器、流速計、風速計、功率計、加速度感測器、壓力感測器等,然其非限制性。
在某些實施例中,節點單元10用以通信連接多數個感測器之間的所述通信連接,可藉由無線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由無線收發天線以及接收晶片而達成。前述無線協定可包含藍牙(Bluetooth)、無線射頻(radio frequency, RF)、近場通訊(near field communication, NFC)、紅外線(infrared, IR)、Wi-Fi、LoRa、LoRaWAN、Wi-SUN或Zigbee等無線協定,然其非限制性。
在某些實施例中,節點單元10用以通信連接多數個感測器之間的所述通信連接,亦可藉由有線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由USB埠、micro USB埠口、RJ45埠口、I
2C、SPI、HART、SDI-12或串列(Serial)埠而達成。前述有線協定可包含控制器區域網路(controller area network, 可簡稱為CAN或CAN bus)、載具診斷系統(On-Board Diagnostics, OBD,亦可稱之為載具自動診斷系統)以及區域網際網路(local interconnect network, 可簡稱為LIN或LIN bus)的至少一者,其中所述載具診斷系統的實體線路可稱之為K-line,然其非限制性。
在某些實施例中,所述第一工作時間、第一休眠時間、以及感測資料11可以被儲存於節點單元10內的記憶體(例如,ROM)、獨立的儲存單元如EEPROM、快閃記憶體(例如,NAND flash或包含控制晶片之SSD等)、或雲端伺服器等非揮發性儲存媒介,然其非限制性。
在某些實施例中,節點單元10可包含微控制器(micro control Unit, MCU)、微處理器(micro processing unit, MPU)、中央處理器(central processing unit, CPU)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit, ASIC)、數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)、圖形處理器(graphic processing unit, GPU)、現場可程式化邏輯陣列(field programmable gate array, FPGA)、以及系統單晶片(system on a chip, SoC)的其中一者。所述微控制器(MCU)亦可包含基於Arduino機器碼架構的電路板,例如,印刷電路板(printed circuit board, PCB)。系統單晶片可以是博通(Broadcom)或高通(Qualcomm)的通訊晶片,亦可以是樹莓派(Raspberry Pi),且其型號可以是1A型、1A+型、1B型、1B+型、2B型、3B型、3B+型、3A+型或4B型,然其非限制性。
處理單元20與節點單元10通信連接,啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間。進一步而言,節點單元10於第一工作時間的時間區間內保持啟動,且於第一休眠時間的時間區間內保持休眠。
在某些實施例中,處理單元20用以通信連接多數個節點單元10,且蒐集來自多數個節點單元10的感測資料11。進一步而言,處理單元20可以做為資料搜集器,且可包含閘道器(gateway)、伺服器(server)、工作站(workstation)、雲端運算(cloud computing)平台或區塊鏈(block chain)等通訊裝置,然其非限制性。
在某些實施例中,處理單元20用以通信連接多數個節點單元10之間的所述通信連接,可藉由無線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由無線收發天線以及接收晶片而達成。前述無線協定可包含藍牙(Bluetooth)、無線射頻(radio frequency, RF)、近場通訊(near field communication, NFC)、紅外線(infrared, IR)、Wi-Fi、LoRa、LoRaWAN、Wi-SUN或Zigbee等無線協定,然其非限制性。
在某些實施例中,處理單元20用以通信連接多數個節點單元10之間的所述通信連接,亦可藉由有線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由USB埠、micro USB埠口、RJ45埠口或串列(Serial)埠而達成。前述有線協定可包含控制器區域網路(controller area network, 可簡稱為CAN或CAN bus)、載具診斷系統(On-Board Diagnostics, OBD,亦可稱之為載具自動診斷系統)以及區域網際網路(local interconnect network, 可簡稱為LIN或LIN bus)的至少一者,其中所述載具診斷系統的實體線路可稱之為K-line,然其非限制性。
在某些實施例中,所述第二工作時間以及第二休眠時間可以被儲存於處理單元20內的記憶體,例如唯讀記憶體(read-only memory, ROM)、獨立的儲存單元如電子抹除式可複寫唯讀記憶體(electrically-erasable programmable read-only memory, EEPROM)、快閃記憶體(例如,NAND flash或包含控制晶片之固態硬碟(solid-state drive, SSD)等)、或雲端伺服器等非揮發性儲存媒介,然其非限制性。
在某些實施例中,處理單元20可包含微控制器(micro control Unit, MCU)、微處理器(micro processing unit, MPU)、中央處理器(central processing unit, CPU)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit, ASIC)、數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)、圖形處理器(graphic processing unit, GPU)、現場可程式化邏輯陣列(field programmable gate array, FPGA)、以及系統單晶片(system on a chip, SoC)的其中一者。所述微控制器(MCU)亦可包含基於Arduino機器碼架構的電路板,例如,印刷電路板(printed circuit board, PCB)。系統單晶片可以是博通(Broadcom)或高通(Qualcomm)的通訊晶片,亦可以是樹莓派(Raspberry Pi),且其型號可以是1A型、1A+型、1B型、1B+型、2B型、3B型、3B+型、3A+型或4B型,然其非限制性。
圖2及圖3為本發明感測系統之第一實施例的控制方法流程圖。圖6為本發明感測系統的時序關係圖。
請一併參閱如圖1以及圖2所示,本發明感測系統1之控制方法包含步驟S1至步驟S6。步驟S1係提供彼此通信連接的處理單元20與節點單元10。
在步驟S1中,處理單元20與節點單元10通信連接。亦即,使處理單元20與節點單元10之間彼此傳輸資料。例如,節點單元10會將感測資料11傳送給處理單元20。
步驟S2係控制節點單元10啟動第一工作時間後休眠第一休眠時間,且使節點單元10於第一工作時間輸出感測資料11。
在某些實施例中,第一工作時間以及第一休眠時間均為時間軸上的一段時間區間(例如,數秒、數分、數小時等),且進一步地,所述第一工作時間以及第一休眠時間均以一日作為最大單位,亦即第一工作時間以及第一休眠時間所包含的時間區間均小於等於一日,然其非限制性。
步驟S3係控制處理單元20啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間。
在某些實施例中,第二工作時間以及第二休眠時間均為時間軸上的一段時間區間(例如,數秒、數分、數小時等),且進一步地,所述第二工作時間以及第二休眠時間均以一日作為最大單位,亦即第二工作時間以及第二休眠時間所包含的時間區間均小於等於一日,然其非限制性。
步驟S4係判斷節點單元10之第一工作時間是否被完全重疊於處理單元20之第二休眠時間。
進一步而言,當節點單元10與處理單元20在時間軸上至少存在有兩者皆呈啟動狀態,則在當前時間區間內,處理單元20可接收到來自節點單元10的感測資料11,且處理單元20亦可在如前述同一時間區間內將標準時間21傳輸至節點單元10,以供節點單元10之自身運作的時序校正或對感測資料11進行時間戳記,然其非限制性。
步驟S5係預設模式,即第一工作時間未被完全重疊於第二休眠時間,控制處理單元20於第二工作時間接收感測資料11並輸出標準時間21至節點單元10。進一步而言,在預設模式中,第一工作時間與第二工作時間部分重疊。
在某些實施例中,所述預設模式係依系統或產品出廠或售出時已預先配置的電腦可讀介質(computer readable medium),抑或是供使用者於啟用系統或產品時,自行藉由身份認證程序而可被載入的電腦可讀介質,並藉由安裝於行動通訊裝置內的應用軟體(App),且搭配身份認證模組一併運行,前述僅示例性說明,然其非限制性。
在某些實施例中,前述身份認證程序可運用的資料可包含電子信箱資訊、密碼資訊、指紋資訊、指靜脈資訊、聲紋資訊、臉部影像資訊、虹膜資訊或視網膜資訊,然其非限制性。
在某些實施例中,前述身份認證模組可包含指紋感測器、指靜脈感測器、麥克風、攝影機、虹膜感測器或視網膜感測器。
在某些實施例中,進一步而言,所述行動通訊裝置可以是任何能與外界網路連接之電子裝置,例如:智慧型手機、個人數位助理(personal digital assistant, PDA)、平板電腦(Pad)、筆記型電腦(notebook, NB)等,然其非限制性。
在某些實施例中,所述標準時間21可以被儲存於處理單元20內的記憶體,例如唯讀記憶體(read-only memory, ROM)、獨立的儲存單元如電子抹除式可複寫唯讀記憶體(electrically-erasable programmable read-only memory, EEPROM)、快閃記憶體(例如,NAND flash或包含控制晶片之固態硬碟(solid-state drive, SSD)等)、或雲端伺服器等非揮發性儲存媒介,然其非限制性。
進一步而言,標準時間21的來源係包含世界協調時間(coordinated universal time, UTC)、國際原子時間(international atomic time)、格林威治平均時間(Greenwich mean time, GMT)、積體電路時間(或可稱之為實時時鐘(real-time clock,RTC))、網路時間協定(network time protocol, NTP)或全球導航衛星系統(global navigation satellite system, GNSS)等,然其非限制性。進一步而言,所述全球導航衛星系統可包含美國的全球定位系統(global positioning system, GPS)、輔助全球衛星定位系統(assisted global positioning system, AGPS)、***的格洛納斯系統(global navigation satellite system, GLONASS)、中國大陸的北斗衛星導航系統(Beidou navigation satellite system, BDS)、以及歐盟的伽利略定位系統(Galileo satellite system)等,然其非限制性。
步驟S6係當節點單元10之第一工作時間被完全重疊於處理單元20之第二休眠時間,切換節點單元10至同步校正模式。
進一步而言,同步校正模式係為了解決節點單元10與處理單元20至少有一者呈休眠狀態的情況,且藉由調整節點單元10與處理單元20之休眠的時間區間。例如,將節點單元10之休眠的時間區間延長,且將處理單元20之休眠的時間區間縮短,以期在時間軸上的至少一時刻能實現節點單元10與處理單元20皆呈啟動之狀態,然其非限制性。
在某些實施例中,當節點單元10之第一工作時間被完全重疊於處理單元20之第二休眠時間(即節點單元10發現無法自處理單元20獲得標準時間21,節點單元10與處理單元20在時間軸上不存在有兩者皆呈啟動狀態的時刻,且當處理單元20啟動時節點單元10仍處於休眠,使得處理單元20以及節點單元10無法順利連接),節點單元10切換至同步校正模式,用以對處理單元20與節點單元10無法順利連接且節點單元10無法接收標準時間21的技術問題進行校正,然其非限制性。
在某些實施例中,進一步而言,於同步校正模式中,節點單元10啟動第一工作時間後休眠第三休眠時間,處理單元20啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間。如圖6所示,第三休眠時間為第一工作時間tn與第二工作時間tc之差的絕對值,即|tc-tn|。
在某些實施例中,第二工作時間大於第一工作時間,即處理單元20處於啟動的時間區間,比起節點單元10處於啟動的時間區間還要更長,然其非限制性。進一步而言,節點單元10與處理單元20自休眠喚醒之喚醒時間點,係依據每日0點0分0秒作為排程之喚醒時間點,且所述喚醒時間點為編號0,繼而以每一秒為一個喚醒時間點,依序編號,因此每日共有86400個可用的喚醒時間點之編號,喚醒週期T可以是86400的因數,然其非限制性。
進一步而言,喚醒週期T等於第一工作時間與第一休眠時間之和,喚醒週期T亦等於第二工作時間與第二休眠時間之和。
進一步而言,所述差值係以處理單元20處於啟動的時間區間(即第二工作時間),減去節點單元10處於啟動的時間區間(即第一工作時間),且如前所述第二工作時間大於第一工作時間,故所述差值為正值,且亦為86400的因數,然其非限制性。
在某些實施例中,進一步而言,於該同步校正模式中,節點單元10休眠第三休眠時間後啟動第一工作時間,且繼而再次確認節點單元10之第一工作時間與處理單元20之第二工作時間是否部分重疊(即確認節點單元10與處理單元20在時間軸上是否至少存在有兩者皆呈啟動狀態的時刻),當處理單元20接收到感測資料11並輸出標準時間21至節點單元10,節點單元10切換回預設模式,然其非限制性。
例如,第二工作時間為10分鐘,第一工作時間為2分鐘,則在同步校正模式中,處理單元20啟動10分鐘後,會休眠至下一個喚醒時間點,節點單元10啟動2分鐘後,會休眠8分鐘(即10-2分鐘)。接著,節點單元10休眠8分鐘後啟動,並工作2分鐘,若在工作期間仍未與處理單元20通信連接,則節點單元10會再休眠8分鐘及工作2分鐘,重複至處理單元20接收到感測資料11並輸出標準時間21至節點單元10。上述僅為釋例,非用以限制本發明。
請一併參閱如圖1至圖3所示,本發明控制方法之步驟S6包含步驟S7及步驟S8。
在某些實施例中,步驟S7係於同步校正模式中,節點單元10啟動第一工作時間後休眠第三休眠時間,第三休眠時間為第一工作時間與第二工作時間之差的絕對值。
在某些實施例中,步驟S8係處理單元20啟動第二工作時間後休眠第二休眠時間。
在某些實施例中,進一步而言,於該同步校正模式中,節點單元10休眠第三休眠時間後啟動第一工作時間,且繼而再次確認節點單元10之第一工作時間與處理單元20之第二工作時間是否部分重疊(即確認節點單元10與處理單元20在時間軸上是否至少存在有兩者皆呈啟動狀態的時刻),當處理單元20接收到感測資料11並輸出標準時間21至節點單元10,節點單元10切換回預設模式,然其非限制性。
在某些實施例中,第二工作時間大於第一工作時間,即處理單元20處於啟動的時間區間,比起節點單元10處於啟動的時間區間還要更長,然其非限制性。進一步而言,節點單元10與處理單元20自休眠喚醒之喚醒時間點,係依據每日0點0分0秒作為排程之喚醒時間點,且所述喚醒時間點為編號0,繼而以每一秒為一個喚醒時間點,依序編號,因此每日共有86400個可用的喚醒時間點之編號,故喚醒週期T可以是86400的因數,然其非限制性。
進一步而言,喚醒週期T等於第一工作時間與第一休眠時間之和,喚醒週期T亦等於第二工作時間與第二休眠時間之和。
為此,本發明之感測系統1的處理單元20以及節點單元10皆不需要無時無刻運轉,在本發明某些實施例中,處理單元20以及節點單元10僅需要啟動一段時間區間(例如,第一工作時間或第二工作時間)。相對於傳統技術,尤其是負責接收且處理感測資料11的處理單元20,可藉由間歇地工作與休眠而降低耗電需求。
在某些實施例中,當第一工作時間與第二休眠時間在時間軸上部分重疊,處理單元20以及節點單元10無法順利連接,則感測系統1可自動地切換為同步校正模式,藉由改變節點單元10的休眠時間,最終使得節點單元10回到預設模式,且不需要多餘的人力及時間介入。
圖4為本發明感測系統之第二實施例的系統架構圖。圖5為本發明感測系統之第二實施例的控制方法流程圖。
本發明第二實施例之感測系統2與前述第一實施例之感測系統1大致相同,惟更包含計時單元30。
在某些實施例中,計時單元30與處理單元20通信連接,且輸出標準時間21至處理單元20。
在某些實施例中,計時單元30用以通信連接多數個處理單元20,且產生標準時間21。進一步而言,計時單元30可包含衛星、電波站、基地台、閘道器(gateway)、伺服器(server)、工作站(workstation)、雲端運算(cloud computing)平台或區塊鏈(block chain)等通訊裝置,然其非限制性。
進一步而言,標準時間21的來源係包含世界協調時間(coordinated universal time, UTC)、國際原子時間(international atomic time)、格林威治平均時間(Greenwich mean time, GMT)、積體電路時間(或可稱之為實時時鐘(real-time clock,RTC))、網路時間協定(network time protocol, NTP)或全球導航衛星系統(global navigation satellite system, GNSS)等,然其非限制性。進一步而言,所述全球導航衛星系統可包含美國的全球定位系統(global positioning system, GPS)、輔助全球衛星定位系統(assisted global positioning system, AGPS)、***的格洛納斯系統(global navigation satellite system, GLONASS)、中國大陸的北斗衛星導航系統(Beidou navigation satellite system, BDS)、以及歐盟的伽利略定位系統(Galileo satellite system)等,然其非限制性。
在某些實施例中,計時單元30與處理單元20通信連接之間的所述通信連接,可藉由無線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由無線收發天線以及接收晶片而達成。前述無線協定可包含藍牙(Bluetooth)、無線射頻(radio frequency, RF)、近場通訊(near field communication, NFC)、紅外線(infrared, IR)、Wi-Fi、LoRa或Zigbee等無線協定,然其非限制性。
在某些實施例中,計時單元30與處理單元20通信連接之間的所述通信連接,亦可藉由有線協定耦接外部設備(例如,指令單元、伺服器、行動通訊裝置等),其硬體連接可以是藉由USB埠、micro USB埠口、RJ45埠口、SPI、I
2C或串列(Serial)埠而達成。前述有線協定可包含控制器區域網路(controller area network, 可簡稱為CAN或CAN bus)、載具診斷系統(On-Board Diagnostics, OBD,亦可稱之為載具自動診斷系統)以及區域網際網路(local interconnect network, 可簡稱為LIN或LIN bus)的至少一者,其中所述載具診斷系統的實體線路可稱之為K-line,然其非限制性。
請一併參閱如圖4以及圖5所示,本發明第二實施例之控制方法與前述第一實施例之控制方法大致相同,惟步驟S1以及步驟S3之間更包含步驟S9。
進一步而言,步驟S9係控制計時單元30傳送標準時間21至處理單元20。繼而,所述標準時間21可以被儲存於處理單元20內的記憶體,用以供與節點單元10進行資料傳輸。
為此,本發明之處理單元20以及節點單元10可依據計時單元30不斷更新的標準時間21,而獲得準確的時間以及同步校正之成果,有助於維護整體系統之穩定性,然其非限制性。
綜上所述,本發明之感測系統的處理單元以及節點單元皆不需要無時無刻運轉,在本發明某些實施例中,處理單元以及節點單元僅需要啟動一段時間區間(例如,第一工作時間或第二工作時間)。相對於傳統技術,尤其是負責接收且處理感測資料的處理單元,可藉由間歇地工作與休眠而降低耗電需求。
在某些實施例中,當節點單元在傳輸感測資料至處理單元時,如節點單元發現無法自處理單元獲得標準時間(即第一工作時間與第二休眠時間在時間軸上重疊,處理單元以及節點單元無法順利連接),則感測系統可自動地切換為同步校正模式,藉由改變節點單元的休眠時間,最終使得節點單元回到預設模式,且不需要多餘的人力及時間介入。
在某些實施例中,本發明之處理單元以及節點單元可依據計時單元不斷更新的標準時間,而獲得準確的時間以及同步校正之成果,有助於維護整體系統之穩定性,然其非限制性。
為此,本發明感測系統及其控制方法,不需要無時無刻都處於高效運轉,且具有通訊容錯空間,當資料傳輸出現異常時可自動校正,達到節約能耗且方便維護之目的。
以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包含於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
1、2:感測系統
10:節點單元
11:感測資料
20:處理單元
21:標準時間
30:計時單元
S1-S9:步驟
圖1為本發明感測系統之第一實施例的系統架構圖;
圖2及圖3為本發明感測系統之第一實施例的控制方法流程圖;
圖4為本發明感測系統之第二實施例的系統架構圖;
圖5為本發明感測系統之第二實施例的控制方法流程圖;以及
圖6為本發明感測系統的時序關係圖。
1:感測系統
10:節點單元
11:感測資料
20:處理單元
21:標準時間
Claims (10)
- 一種感測系統,包含: 一節點單元,啟動一第一工作時間後休眠一第一休眠時間,且於該第一工作時間輸出一感測資料;以及 一處理單元,與該節點單元通信連接,啟動一第二工作時間後休眠一第二休眠時間; 其中,於一預設模式中,當該節點單元之該第一工作時間與該處理單元之該第二工作時間部分重疊,該處理單元於該第二工作時間接收該感測資料並輸出一標準時間至該節點單元; 當該節點單元之該第一工作時間被完全重疊於該處理單元之該第二休眠時間,該節點單元切換至一同步校正模式; 於該同步校正模式中,該節點單元啟動該第一工作時間後休眠一第三休眠時間,該第三休眠時間為該第一工作時間與該第二工作時間之差的一絕對值。
- 如請求項1所述之感測系統,其中,於該同步校正模式中,該節點單元休眠該第三休眠時間後啟動該第一工作時間。
- 如請求項1所述之感測系統,其中,於該同步校正模式中,當該處理單元接收到該感測資料並輸出該標準時間至該節點單元,該節點單元切換回該預設模式。
- 如請求項1所述之感測系統,其中,該第二工作時間大於該第一工作時間。
- 如請求項1所述之感測系統,更包含: 一計時單元,與該處理單元通信連接,且輸出該標準時間至該處理單元。
- 一種感測系統的控制方法,包含: 提供彼此通信連接的一處理單元與一節點單元; 控制該節點單元啟動一第一工作時間後休眠一第一休眠時間,且使該節點單元於該第一工作時間輸出一感測資料; 控制該處理單元啟動一第二工作時間後休眠一第二休眠時間; 於一預設模式中,當該節點單元之該第一工作時間與該處理單元之該第二工作時間部分重疊,控制該處理單元於該第二工作時間接收該感測資料並輸出一標準時間至該節點單元; 當該節點單元之該第一工作時間被完全重疊於該處理單元之該第二休眠時間,切換該節點單元至一同步校正模式;以及 於該同步校正模式中,控制該節點單元啟動該第一工作時間後休眠一第三休眠時間,其中該第三休眠時間為該第一工作時間與該第二工作時間之差的一絕對值。
- 如請求項6所述之控制方法,其中,於該同步校正模式中,控制該節點單元休眠該第三休眠時間後啟動該第一工作時間。
- 如請求項6所述之控制方法,其中,於該同步校正模式中,當該處理單元接收到該感測資料並輸出該標準時間至該節點單元,切換該節點單元至該預設模式。
- 如請求項6所述之控制方法,其中,該第二工作時間大於該第一工作時間。
- 如請求項6所述之控制方法,其中該處理單元與一計時單元通信連接,該控制方法更包含: 控制該計時單元傳送該標準時間至該處理單元。
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