TW201606320A - 電器設備檢測方法與系統 - Google Patents

Abstract

一種電器設備檢測方法與系統，系統設有一資料庫，資料庫記載各電器設備於一段時間內的電氣資訊形成的電器識別資訊，方法流程包括接受連接電力插座的電器設備產生的電氣資訊，接著系統記錄各電器設備個別的電氣資訊，與資料庫所載的電器識別資訊比對，系統即根據所得到的各電器設備的電氣訊號改變判斷各電器設備是否有異常，可以據此產生一檢測訊號，包括輸出檢測訊號到一電子裝置。

Description

電器設備檢測方法與系統

本發明關於一種電器設備檢測方法與系統，特別是一種可以取得電氣資訊並據以檢測電器設備狀況的方法與系統。

一般電器設備運作之初可以保有原本設計時要求的效能，甚至具有省電的效果，然而，隨著電子元件使用一段時間後產生耗損，將使得電器設備漸漸失去原本設計的效能，同時也產生耗電的問題。但是一般使用者並無法準確地感知這些耗能的現象。

然而，使用者或可以採用電壓計或電流計檢測電器設備，利用界接這些電器設備取得輸出的電壓或電流訊號，然而這方式並非能夠讓一般使用者輕易得知電器設備的問題。

習知技術如中華民國專利第I423549號所揭示的辨識電器狀態的電力監測裝置及其電力監測方法，其中提出一電力監測裝置，可以取得電器的電耗特性的變化，藉此記錄其耗電情形，之後透過比對一電器特徵資料庫得知此電器相對於其他相同電器或具備相同功能之其他電器運作是否有效率，以達到節能效果。

不同於習知技術直接量測電器的電耗特性以透過比對其他相同電器判斷運作效率的方法，本發明提出一種電器設備檢測方法 與系統，其中先根據各電器設備於一段時間的電氣資訊設定各個電器的識別資訊，再比對透過一電力插座即時取得各電器設備的電氣資訊，進而判斷出該電器設備的狀況。

根據揭露書所載實施例，在電器設備檢測方法中，相關檢測系統接受一電器連接裝置傳送連接的一或多個電器設備的電氣資訊，並以記憶體記錄電器設備個別的電氣資訊，之後與資料庫中記載的各電器設備之電器識別資訊比對，以得到各電器設備的電氣訊號改變。這些電器設備的電氣訊號改變將可用以檢測電器設備狀況，判斷是否有耗損、耗電、潛在危害等問題，讓使用者可以自行判斷是否維修或是置換耗電過大或是有危險疑慮的電器設備。

根據再一實施例，自電器連接裝置取得各電器設備產生的電氣資訊的方式包括進入主動偵測模式與進入被動感測模式。

在主動偵測模式下，由檢測系統透過電器連接裝置對各電器設備發出一偵測載波，並再透過電器連接裝置接收各電器設備反饋的波訊，即為反映各電器設備狀況的電氣資訊。

在被動感測模式下，檢測系統直接經由電器連接裝置取得電器設備原本的電氣訊號，藉此比對資料庫中的記錄，以判斷電器設備狀況。

之後透過一連接手段傳送反映各電器設備狀況的檢測數據至一電子裝置，再由電子裝置根據檢測數據產生報告。亦可根據該檢測數據，透過一控制單元，對該電器連接裝置進行操控(例如斷電或限流)，以作為保護、節能等措施。

在電器設備檢測系統的實施例中，系統包括處理電器設備檢測系統內各電路單元的訊號的一控制單元，以及電性連接控制單元的多個電路單元，包括一電力訊號介面單元，用以自一電器連接裝置接收所介接的電器設備的電氣資訊；一記憶單元，用以儲存自電力訊號介面單元所接收的電氣資訊；一資料庫單元，用以 記錄一或多個電器設備在一段時間內的電氣資訊，其中在此時間內取得的電氣資訊的訊號特徵可設定為各電器設備的電器識別資訊；一數據處理單元，用以比對資料庫單元的一或多個電器設備的電器識別資訊而得到各電器設備的電氣訊號改變；一檢測資料產生單元，用以根據各電器設備的電氣訊號改變產生一檢測數據；以及一通訊單元，藉此可輸出檢測數據至一電子裝置，包括行動裝置、非揮發性記憶裝置或電腦裝置等，能透過各電器設備的電氣訊號改變以檢測電器設備狀況。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

12‧‧‧電器連接裝置

10‧‧‧檢測系統

101‧‧‧行動裝置

103‧‧‧記憶卡

105‧‧‧電腦裝置

121、123、125‧‧‧電器設備

22‧‧‧電子裝置

24‧‧‧電器連接裝置

20‧‧‧檢測系統

201‧‧‧控制單元

202‧‧‧記憶單元

203‧‧‧資料庫單元

204‧‧‧電力訊號介面單元

205‧‧‧數據處理單元

206‧‧‧檢測資料產生單元

207‧‧‧通訊單元

p‧‧‧脈波寬度

步驟S301~S307‧‧‧建立電器設備識別資訊的流程

步驟S401~S413‧‧‧電器設備檢測方法的流程

步驟S501~S509‧‧‧電器設備檢測方法的流程

步驟S601~S611‧‧‧執行對應措施的流程

步驟S701~S719‧‧‧電器設備檢測方法流程

圖1顯示本發明電器設備檢測系統之架構實施例示意圖；圖2顯示本發明電器設備檢測系統之實施例功能方塊圖；圖3描述本發明電器設備檢測方法中建立電器設備識別資訊的方法實施例；圖4描述本發明電器設備檢測方法的流程實施例之一；圖5描述本發明電器設備檢測方法的流程實施例之二；圖6描述本發明電器設備檢測方法中執行對應措施的流程實施例；圖7描述本發明電器設備檢測方法的實施例；圖8示意為偵測載波之範例之一；圖9示意為特徵波形之範例之一；圖10示意為特徵波形之範例之二。

本發明提出一種電器設備檢測系統，特別是提出一個檢測裝置，電性連接插接電器的電力插座，可以透過電力插座發出檢測訊號，以及接收自電器反饋的電氣訊號，先透過這些電氣訊號辨識各個電器，以及根據一段時間的電氣訊號變化檢測該電器的狀態，透過系統所執行的電器設備檢測方法則是可以透過所取得的電氣資訊檢測電器設備狀況的方法流程。

本發明電器設備檢測系統可參考圖1所示之系統架構實施例示意圖。

圖中示意顯示一個電器連接裝置12，比如為壁掛式或延長式的電力插座，其上包括一或多個電力插槽，可以連接多種電器設備121、123、125，一般家電比如除濕機、電扇、電視等。而每一種電器設備，即便是同一款電器，在電氣訊號的表現來看，都會有差異，這些差異也就是本發明電器設備檢測系統用以識別各個電器設備的依據，系統除了可以讓使用者自行鍵入每個電器的識別資訊外，更可以自動根據電氣訊號特徵識別各個電器設備，並能自動建立對應各電器設備的資料庫，作為識別以及檢測電器運作狀況的用途。其中，資料庫係記錄經由電器連接裝置所接收的一或多個電器設備在一段時間內的電氣資訊，此一段時間的電氣資訊的訊號特徵包括如訊號走勢、平均訊號、時域響應、頻率響應等，可以設定為各電器設備的電器識別資訊。

此例中，檢測系統10電性連接電器連接裝置12，檢測系統10提供與各式終端裝置(101、105)連線的措施，比如可以建立與各種終端裝置的有線或無線的近端連線，也不排除提供遠端連線的功能。

連接圖示的檢測系統10的終端裝置有一行動裝置101，比如行動電話、平板電腦等，此類裝置可以安裝對應接收檢測系統10產生的資料的軟體，比如常見的行動軟體APP，透過軟體或內建 功能建立與檢測系統10的連線，可以接收由檢測系統10產生的資訊，比如是檢測系統10自行判斷各個連接電器連接裝置12的電器設備的狀況的訊息。

使用者亦可採用如記憶卡103等的外接式非揮發性記憶裝置插接檢測系統10所提供的讀卡裝置，可以直接下載檢測系統10所產生的資訊，之後可以其他電腦設備讀取。電腦裝置105也可透過有線或無線方式連接檢測系統10，比如桌上型或筆記型電腦等，可以透過特定軟體，或是網頁瀏覽器自檢測系統10取得電器設備的電氣資訊。

上述電器設備檢測系統的實施方式可參閱圖2所示之實施例功能方塊圖。

圖示有一電器設備檢測系統，簡稱檢測系統20，實際實現時可以為一個設於電器連接裝置24一側的電腦裝置，或者可以整合於電力插座中，或是可以為同時連接一個場所內的多個電氣連接裝置24的電腦裝置。檢測系統20一端透過電力訊號介面單元204電性連接一或多個電器連接裝置24，比如以電力線連接到電器連接裝置24，可透過電器連接裝置24傳送檢測訊號到所連接的多個電器設備，亦可以隨時取得這些電器連接裝置24產生的電氣訊號。

檢測系統20一端透過通訊單元207以有線或無線方式連接電子裝置22，通訊單元207可為執行特定無線或有線網路通訊協定的電路，電子裝置22如圖1顯示的各種終端裝置，使用者可以操作電子裝置22取得由檢測系統20產生的資訊。

檢測系統20為一獨立運作與具有獨立電源管理機制的電腦裝置，其中設有處理檢測系統20內各電路單元的訊號的控制單元201，以及電性連接各個執行特定功能的電路單元，主要電路單元有記憶單元202、資料庫單元203、電力訊號介面單元204、數據處理單元205、檢測資料產生單元206與通訊單元207等。

在此電器設備檢測系統20中，如前述設有連接一或多個電器 連接裝置24的電力訊號介面單元204，能夠藉此自電器連接裝置24接收連接電器連接裝置24的一或多個電器設備的電氣資訊；檢測系統20由控制單元201產生檢測訊號，可以透過電力訊號介面單元204傳送出去，經由電器連接裝置24傳送到各個連接的電器設備，之後可以記錄由相同路徑接收由各電器設備反饋的訊號，經過一段時間的記錄後，前後的訊號關係成為識別特定電器設備的依據，也成為檢測電器狀況的依據。

檢測系統20設有記憶單元202，為系統的記憶體，可用以儲存自電力訊號介面單元204所接收的電氣資訊，也可成為儲存整個系統運作之必要作業程式、軟體程式的儲存媒體。

檢測系統20設有一資料庫單元203，資料庫單元203用以記錄一或多個電器設備在過去一段時間內的電氣資訊，這些電氣資訊的訊號特徵將形成識別各電器設備的依據。根據實施例之一，資料庫單元203也是在一個記憶體內儲存的資料，比如為一個系統自動根據訊號特徵建立對比特定電器設備的查找表，其中記載多個電器設備所對比的多筆電氣資訊的數據，其中數據資料也是系統用以比對之後接收自各電器設備產生的電氣資訊而檢測電器設備狀況的依據。值得一提的是，上述電氣資訊的訊號特徵比如是一段時間的電氣資訊的訊號平均值、訊號走勢形成的圖像(pattern)等，這些特徵可設定為各電器設備的電器識別資訊。

檢測系統20除處理內部訊號的控制單元201外，更可設有數據運算的數據處理單元205，電性連接控制單元201，數據處理單元205用以比對即時接收的電氣資訊與資料庫單元203中所記載的資訊，藉此可以檢測電器設備的狀況。

當檢測系統20自電器連接裝置24即時接收一或多個電器設備的電氣資訊，將先比對資料庫單元203的資料判斷這些電氣資訊是否對應到特定電器設備，如果沒有，將先建立一筆新的項目，予以編號，或可由使用者維護時修改為可辨識的資訊。如果有對 應的電器設備，將比對即時接收的資訊與記錄於資料庫單元203的一或多個電器設備的電器識別資訊，得到各電器設備的電氣訊號改變，透過各電器設備的電氣訊號改變檢測電器設備狀況，這些改變可能反映出電器設備的變化。

接著，這些比對資訊可以透過系統內檢測資料產生單元206產生輸出資料，檢測資料產生單元206將根據各電器設備的電氣訊號改變產生一檢測數據，之後由通訊單元207輸出至電子裝置22。通訊單元207透過一連接手段傳送各電器設備的電氣訊號改變至行動裝置、非揮發性記憶裝置或電腦裝置等裝置上。

經連結上述實施例所載的電器設備檢測系統至電器連接裝置時，也如一般常見電力插座，電器設備檢測系統可以自電器連接裝置取得連接的電器設備的電氣資訊。特別的是，電器設備檢測系統將可以自動根據所接收的電氣訊號特徵建立識別各個電器設備的識別資訊，相關的流程如圖3所示之流程，其中描述本發明電器設備檢測方法中建立電器設備識別資訊的方法實施例。

開始如步驟S301，電器設備檢測系統經由電器連接裝置接收各個電器設備傳送的電氣資訊，接著利用系統內記憶體記錄其中波訊相位、時間、電壓與電流資訊，如步驟S303，透過這些電氣訊號取得的電器阻抗，可以形成電器設備之電器識別資訊，如步驟S305。舉例來說，每個電器設備都會因為其中電子元件整體形成的差異產生不同的電氣訊號，當系統取得這些電氣訊號後，可以記錄一種識別圖像，藉由這個圖像可以用以識別每個電器設備。當系統反覆接收來自同一個電器設備的電氣訊號時，經過一段時間的統計資料就可以得到一個電器設備的訊號特徵，比如用圖像(Pattern)表示。藉此形成比對資料庫，如步驟S307。

接著，電器設備檢測系統可以根據所建構的比對資料庫開始檢測電器設備的狀況，比對檢測的方法包括有主動偵測的模式，也可有被動感測的模式。

實施例之一如圖4描述本發明電器設備檢測方法的流程。

開始如步驟S401，系統進入主動偵測模式，在此模式下，由電器設備檢測系統中的控制電路產生檢測訊號，如一種載波，再如步驟S403，經由檢測系統的電力訊號介面，透過電器連接裝置對各電器設備發出偵測載波，當電器設備接收到此偵測載波時，會反饋一個訊號，如步驟S405，電器設備檢測系統於是經由電器連接裝置接收此反饋的波訊，此波訊將反映出電器設備的阻抗資訊，可以成為識別該電器設備的資訊。相關實施範例可參閱圖8、圖9與圖10所示以及相關描述。

接著如步驟S407，電器設備檢測系統將比對由電器設備反饋的訊號與資料庫中的電器資訊，比對中如果判斷所接收的訊號並未符合任何一筆資料庫中所載的電器識別資訊，可以判斷為新增電器設備；若符合一筆資料庫中的電器識別資訊，即判斷為同一電器設備，會根據前後訊號進行檢測，並同時記錄、更新資料庫，如步驟S409。

經與資料庫中記載的各電器設備之先前電器識別資訊比對，得到各電器設備的電氣訊號改變記錄比對後(步驟S411)，產生檢測訊息(步驟S413)。其中，如果訊號差異反映出有任何需要注意的情況時，系統將可透過各種方式通知使用者，包括聲響、燈號、透過電子裝置產生訊息等，或進一步透過其它控制元件以管理電器連接裝置，或僅產生檢測報告由使用者自行判斷。上述產生檢測報告的芳是可以在系統內完成，亦可由外部電子裝置接收了比對結果後，由其他軟體完成。

圖5接著描述另一本發明電器設備檢測方法的流程實施例。

此例為系統進入被動感測模式，如步驟S501，也就是電器設備檢測系統持續由電器連接裝置接收各電器設備的波訊，如步驟S503，系統所產生的數據包括電氣訊號相位、時間、電壓與電流資訊。接著如步驟S505，記錄所取的的電氣訊號，並同時更新資 料庫，如果為新增電器設備，則在資料庫新增項目。再如步驟S507，系統將與先前記錄比對，比對結果可以在系統端形成檢測報告，或是經由傳送到外部電子裝置後產生檢測訊息，如步驟S509。

根據本發明所揭示的電器設備檢測系統的實施方式，使用者可以使用行動裝置、電腦設備等裝置連接電器設備檢測系統，以取得系統所取得的各種檢測數據，而行動裝置或電腦設備可以位於遠端，可以透過網際網路或是特定安全通道連線到電器設備檢測系統取得各電器設備的電氣資訊。之後，可以在電子裝置上形成檢測報告，包括可以圖表方式表示給使用者，當有任何需要注意的檢測結果時，相關裝置上的軟體可以透過影像畫面、燈號、聲響或其他方式通知使用者，或者，檢測系統亦可輸出訊號至外接控制裝置，以安全的管理電器連接裝置。

實施例再如圖6所示之流程，其中描述本發明電器設備檢測方法中執行對應措施的流程實施例。

在此實施例中，開始如步驟S601，使用者可以透過行動裝置建立與系統的連線，並如步驟S603，開始接收系統根據各電器設備產生的檢測訊息，之後在行動裝置端可以執行後續步驟，比如統計電氣資訊(步驟S605)、透過各電器設備的電氣訊號改變檢測電器設備狀況以判斷異常現象(步驟S607)、執行對應措施(步驟S609)，最後如步驟S611，在行動裝置上以軟體手段形成報表。

整合上述各實施例，本發明實施例所揭示的電器設備檢測方法之實施例可參閱圖7所描述的流程，此流程描述實現此檢測方法的各種情況。

開始時，如步驟S701，電器設備檢測系統進行運作前測試，並進入待機模式，同時，如步驟S703，系統將透過經由電器連接裝置所得到的訊號判斷是否有設備連接？

若尚未有任何設備接入(否)，流程反覆步驟S701；當有任何 電器設備接入電器連接裝置，即有電氣訊號反映此一狀態(是)，如步驟S705，系統將持續接收來自該電器設備的電氣訊號，包括系統主動發出偵測載波，或是被動感收來自電器設備的訊號。

步驟如S707，系統根據資料庫所記載的電氣訊號等資訊判斷所接收的訊號參數是否符合現有資料？

當系統判斷所接收的電氣訊號並未符合(可設有比對門檻判斷是否接近)記載於資料庫內任何一筆電氣識別資料(否)，表示這是一個新增的電器，如步驟S713，系統將於資料庫中新增一筆項目，並記錄相關的電氣資訊，經取得一段時間累積的訊號後，可以建立對應該電器設備的電氣識別資料，如步驟S715，同時更新數據，如步驟S717。

當如步驟S707判斷所接收的電氣訊號的訊號特徵符合系統之資料庫所載的電氣識別資料時(是)，如步驟S709，系統將根據各電器設備的電氣訊號改變形成一檢測數據，並根據與資料庫所載的訊號判斷該電器設備是否正常？比如訊號顯示有不尋常的電壓或電流訊號，或是訊號相位、阻抗、或其它特徵改變時，系統可以用一門檻值作為判斷標準，也就是，當各電器設備的電氣訊號特徵改變大於門檻值時，將判斷電器設備為異常(否)，並執行對應措施，如步驟S719，比如產生一指示訊號(燈號、聲響、震動等)，或是透過通訊方法將異常訊息傳送給特定電子裝置上。流程之後可以再回到步驟S703，持續檢測其他電器設備的狀況。如果電氣訊號顯示電器設備運作正常(是)，這些數據都可用來更新資料庫，如步驟S711。

根據實施例之一，在主動偵測模式下，檢測系統透過電器連接裝置對各電器設備發出偵測載波，藉此取得電器設備的電氣特性，相關的偵測載波比如圖8所示之範例。

圖8所示波形圖的橫軸為時間，縱軸為電位，偵測載波可為此例顯示的週期性的窄方波，但不排除其他載於負載線上的三角 波或特定波形，此時系統先記錄此輸入電器設備的偵測載波的特性，如週期、頻率、波形、波幅、脈波寬度(p)等。

圖9與圖10則分別顯示檢測系統由不同電器設備所接收的特徵波形，也就是系統先以如圖8所示偵測載波到兩個電器設備，接著接收如圖9與圖10顯示的特徵波形，可以藉此波形的特徵(如週期、脈波寬度、波幅等)辨別電器設備，例如當系統於某時間接收到波形時，可比對資料庫內的各種波形特徵，以此識別電器設備。另外，當系統量測記錄自各電器設備產生的波形訊號時，可形成設備的時域響應或計算其頻域響應曲線，藉此定義為該電器設備的特徵。

根據一應用本發明技術特徵的實施例，藉由本發明提出能識別電器身分的特性，可以根據記錄形成各種電器使用的慣性，還能據此達到其它附加監測功能。舉例來說，衛洗麗便座經常需要使用，當有使用記錄時，檢測系統會得到相關的特徵波形，若有一段時間(如12小時)未偵測到使用紀錄時，系統將可發出警訊提醒觀測者，因為相關訊息顯示該用戶可能已發生狀況。

是以，根據揭露書所載實施例，在本發明實施例所揭示的電器設備檢測方法中，檢測系統根據資料庫中記載的各電器設備之電器識別資訊判斷即時接收的電氣訊號的改變，可以根據這些電器設備的電氣訊號改變檢測電器設備狀況，判斷是否有耗損、耗電、毀壞等問題，藉此提供一個針對電器設備自動安全檢測的方案。另外，各電器設備之電器識別資訊亦可作為監控使用者的行為的依據。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。

12‧‧‧電器連接裝置

10‧‧‧檢測系統

101‧‧‧行動裝置

103‧‧‧記憶卡

105‧‧‧電腦裝置

121、123、125‧‧‧電器設備

Claims (10)

1. 一種電器設備檢測方法，包括：接受一電器連接裝置傳送連接該電器連接裝置的一或多個電器設備的電氣訊號；記錄該一或多個電器設備個別的電氣訊號；以及與一資料庫中記載的各電器設備之電器識別資訊比對，得到各電器設備的電氣訊號改變；其中，透過各電器設備的電氣訊號改變檢測該電器設備狀況。
2. 如請求項1所述的電器設備檢測方法，其中該資料庫係記錄經由該電器連接裝置所接收的該一或多個電器設備在一段時間內的電氣訊號，該一段時間的電氣訊號的訊號特徵設定為各電器設備的電器識別資訊。
3. 如請求項1所述的電器設備檢測方法，其中該電器設備產生電氣訊號的方式包括：由一檢測系統透過該電器連接裝置對各電器設備發出一偵測載波；以及透過該電器連接裝置接收各電器設備反饋的波訊，即為反映各電器設備狀況的電氣訊號。
4. 如請求項1所述的電器設備檢測方法，其中，當各電器設備的電氣訊號改變大於一門檻值，判斷該電器設備異常，產生一指示訊號。
5. 如請求項1至4其中之一所述的電器設備檢測方法，其中根據各電器設備的電氣訊號改變形成一檢測數據。
6. 如請求項5所述的電器設備檢測方法，其中透過一連接手段傳送各電器設備的電氣訊號改變至一電子裝置，產生一檢測報告。
7. 如請求項1所述的電器設備檢測方法，其中，與該資料庫中記載的各電器設備之電器識別資訊比對後，若無接近的任何識別資訊，新增一筆對比該電器設備的資料庫項目。
8. 一種電器設備檢測系統，包括；一控制單元，用以處理該電器設備檢測系統內各電路單元的訊號；一電力訊號介面單元，電性連接該控制單元，用以自一電器連接裝置接收連接該電器連接裝置的一或多個電器設備的電氣訊號；一記憶單元，電性連接該控制單元，用以儲存自該電力訊號介面單元所接收的電氣訊號；一資料庫單元，電性連接該控制單元，用以記錄一或多個電器設備在一段時間內的電氣訊號，該一段時間的電氣訊號的訊號特徵設定為各電器設備的電器識別資訊；一數據處理單元，電性連接該控制單元，用以比對自該電器連接裝置即時接收的一或多個電器設備的電氣訊號與記錄於該資料庫單元的該一或多個電器設備的電器識別資訊，得到各電器設備的電氣訊號改變；一檢測資料產生單元，電性連接該控制單元，用以根據各電器設備的電氣訊號改變產生一檢測數據；以及一通訊單元，電性連接該控制單元，用以輸出該檢測數據至一電子裝置；其中，透過各電器設備的電氣訊號改變檢測該電器設備狀況。
9. 如請求項8所述的電器設備檢測系統，其中該通訊單元透過一連接手段傳送各電器設備的電氣訊號改變至一行動裝置、一非揮發性記憶裝置或一電腦裝置。
10. 如請求項8所述的電器設備檢測系統，其中該電器連接裝置為一壁掛式或延長式的電力插座。