远端监控系统.pdf

本发明公开了一种远端监控系统，它包括数个监测单元，其分别设置于待监测目标中，用以取得待监测目标即时变化的资料，并采用无线感知网状网路技术而在传输范围内相互传递待监测目标即时变化的资料；数个闸道器单元，其分别设置于所对应的各监测单元的传输范围内，用以分别接收各监测单元所传送的资料，并透过网际网路将资料传送出；一资料收集处理单元，其电连接各闸道器单元，该资料收集处理单元透过网际网路接收各闸道器单元所传回的资料，并进行储存、处理等动作，用以即时监控待监测目标的变化状态。本发明可获得监测幅员广大的效果，使用者可即时监控待监测目标的变化状态，节省设备铺设成本和维护系统正常运作成本，具有实用价值。

1、  一种远端监控系统，其特征在于它包括：
数个监测单元，该数个监测单元分别设置于待监测目标中，用以取得待监测目标即时变化的资料，并采用无线感知网状网路技术而在传输范围内相互传递待监测目标即时变化的资料；
数个闸道器单元，该数个闸道器单元分别设置于所对应的各监测单元的传输范围内，用以分别接收各监测单元所传送的资料，并透过网际网路将资料传送出；
一资料收集处理单元，该资料收集处理单元电连接各闸道器单元，该资料收集处理单元透过网际网路接收各闸道器单元所传回的资料，并进行储存、处理等动作，用以即时监控待监测目标的变化状态。

2、  如权利要求1所述的远端监控系统，其特征在于：各该监测单元分别包括电连接的一感测装置和一终端节点装置，该感测装置用以量测待监测目标即时变化的资料，该终端节点装置用以将资料处理、转换，以无线感知网状网路技术将资料传送至闸道器单元。

3、  如权利要求2所述的远端监控系统，其特征在于：各该终端节点装置包括一中央处理器部分、一记忆体部分和一无线通讯部分。

4、  如权利要求3所述的远端监控系统，其特征在于：该中央处理器部分用以将资料封包处理，该记忆体部分储存封包的资料，该无线通讯部分用以接收、传送资料。

5、  如权利要求3所述的远端监控系统，其特征在于：该记忆体部分包括一静态随机存取记忆体和一电子式可清除程式化唯读记忆体。

6、  如权利要求1所述的远端监控系统，其特征在于：各该闸道器单元整合TCP/IP，用以桥接无线感知网状网路与乙太网路，而连上网际网路。

7、  如权利要求1所述的远端监控系统，其特征在于：各该闸道器单元包括一中央处理器部分、一记忆体部分、一无线通讯部分和一网路传输部分。

8、  如权利要求7所述的远端监控系统，其特征在于：该记忆体部分包括一静态随机存取记忆体和一电子式可清除程式化唯读记忆体。

9、  如权利要求1所述的远端监控系统，其特征在于：该资料收集处理单元包括一伺服器和一集线器，该集线器电连接各该闸道器单元和伺服器。

10、  如权利要求9所述的远端监控系统，其特征在于：该伺服器内建有一控制软件，以供使用者利用该控制软件所产生的图形化人机界面来进行监控动作。

远端监控系统
技术领域
本发明属于监控系统技术领域，具体地说，是涉及一种利用无线感知网状网路技术而可即时监控待监测目标状态的远端监控系统。
背景技术
目前，远端监控技术在全球正处于蓬勃发展中，其应用领域甚广，诸如生活智慧化(居家、社区、都市自动化、建筑、环境及安全控制自动化等)、工业智慧化(工业环境及安全控制监测自动化等)等方面，其可由远端(管理者端)直接管理、监控各受监测目标的运作状态，而获得直接、有效率的远端管理效果，相关的专利甚多，此处不一一详列。
不过，目前所见的远端监控技术，其受监测目标与管理者端间的资讯传递多属单独通讯的方式，不但路线铺设的成本庞大，且各受监测目标间无法作资讯的互动传递，形同铺设成本的浪费。
当然，目前亦有采用GSM、GPRS或蓝牙通讯等无线方式来传送监测资讯至管理者端的技术，不论是GSM、GPRS或蓝牙通讯，其设备的耗电量均很大，使用传统电池的平均寿命多为七天左右，此庞大的耗电量及电池的高更换率，更使其维护系统正常运作的成本很高，而且，受监测目标的监测资讯传送时所占的频宽甚小，闲置不用的频宽显然甚浪费网路的资源。
目前，亦有利用ZigBee技术的监控系统。ZigBee是一种具低耗电量的网状网路技术，具备低成本、低耗电、双向传输、感应网路功能等特色，其传输范围超过100公尺，可支援集群、星型或网状的网路配置终端节点达65000个，而使用Zigbee技术的产品的电池使用寿命可达数月至数年之久。不过，目前运用ZigBee技术的监控系统并无法提供管理者进行视觉化的即时监控与资料分析，管控功能仍有待加强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远端监控系统，该远端监控系统使用双向传输的无线感知网状网路技术(Zigbee Mesh Network)，不仅可获得监测幅员广大的效果，还可即时将受监测目标的运作状态讯息传送至管理者端，以供管理者即时得知待监测目标的视觉化地异常变化状态、资料分析，从而获得即时监控改善预防的效果，而且，可节省设备铺设成本和维护系统正常运作的成本。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种远端监控系统，其特征在于它包括：
数个监测单元，该数个监测单元分别设置于待监测目标中，用以取得待监测目标即时变化的资料，并采用无线感知网状网路技术而在传输范围内相互传递待监测目标即时变化的资料；
数个闸道器单元，该数个闸道器单元分别设置于所对应的各监测单元的传输范围内，用以分别接收各监测单元所传送的资料，并透过网际网路将资料传送出；
一资料收集处理单元，该资料收集处理单元电连接各闸道器单元，该资料收集处理单元透过网际网路接收各闸道器单元所传回的资料，并进行储存、处理等动作，用以即时监控待监测目标的变化状态。
本发明的优点是：
1、本发明运用的无线感知网状网路(Zigbee)通讯技术，相较于习知采用GSM、GPRS或蓝牙通讯等无线方式来传送监测资讯的技术，具备了低成本、低耗电、双向传输、感应网路功能等优点，可节省设备铺设成本和维护系统正常运作的成本。
2、本发明运用无线感知网状网路通讯技术，可藉由邻近的终端节点装置作为传输资料的跳板，以顺利地将监测资料传递至对应的闸道器单元(即若某一终端节点装置发生故障，也可透过其他终端节点装置跳跃传送至闸道器单元)，是一种很有效率的资料传送模式。
3、本发明可供使用者、管理者视觉化地即时监控受监测目标的运作状态，并进行资料分析、整合。
4、本发明可供使用者、管理者前瞻性地在受监测目标运作状态恶化前予以处理该受监测目标，还可将警报讯息以call out的方式(如手机、室内电话、电子邮件等方式)传送给使用者或管理者、主管，以便于紧急处理。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的系统架构图；
图2是本发明一较佳实施例中监测单元的架构图；
图3是本发明一较佳实施例中闸道器单元的架构图；
图4是本发明一较佳实施例的使用者界面即时监测示意图；
图5是本发明一较佳实施例的另一使用者界面即时监测示意图；
图6是本发明一较佳实施例的使用者界面应用程式资料分析示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一较佳实施例进行进一步的详细说明。
请参阅图1至图3所示，本发明一较佳实施例的远端监控系统10可设置于工业环境中，用以即时监测待监测目标(如工业设备的抽风机、压力表、电力箱、精密生产设备等)的相关运作状态(如温度、压差、震动等)，其包括数个监测单元12、数个闸道器单元14和一资料收集处理单元16。
各监测单元12分别由一感测装置22与一终端节点装置24电连接组成。该感测装置22是用以量测受监测目标特定数值的习知感测器，如红外线温度感测器、压差感测器、速度感测器、流量感测器等。该终端节点装置24包括一中央处理器部分26、一记忆体部分28和一无线通讯部分30，该中央处理器部分26内建有韧体，用以将该感测装置22所传送的资料封包处理，该记忆体部分28储存封包的资料，该无线通讯部分30内建无线感知网状网路技术(Zigbee Mesh Network)通讯协定，用以接收、传送资料，该记忆体部分28包括一静态随机存取记忆体(Static Random AccessMemory，SRAM)和一电子式可清除程式化唯读记忆体(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EERPOM)。该终端节点装置24用以将感测装置22所传送的资料封包处理，再以无线传输的方式将资料传送至闸道器单元14。
各闸道器单元14分别包括一中央处理器部分32、一记忆体部分34、一无线通讯部分36和一网路传输部分38。该中央处理器部分32内建有韧体，用以整合TCP/IP而用以桥接无线感知网状网路与乙太网路，而连结上网际网路，该记忆体部分34储存监测单元12无线传输的资料，该无线通讯部分36内建无线感知网状网路(ZigbeeMesh)通讯协定，可透过网路使用界面(显示于资料收集处理单元16)建立和管理Mesh网路上所有终端节点装置24的回传路径资料表，以及自动扫描工作范围内的终端节点装置24，予以加入或移除，用以接收该监测单元12无线传输的资料，该网路传输部分38以TCP/IP将资料网路传输至资料收集处理单元16。该记忆体部分34也包括一静态随机存取记忆体(Static Random Access Memory，SRAM)和一电子式可清除程式化唯读记忆体(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EERPOM)。
该资料收集处理单元16可透过网际网路接收各闸道器单元14所传回的资料，并进行储存、处理等动作，用以即时监控待监测目标的变化状态，其包括一伺服器40和一集线器42(HUB)，该集线器42电连接各闸道器单元14和伺服器40。该伺服器40内建有一控制软件(INTOUCH HMI)，可供使用者利用该伺服器40的图形化人机界面来进行以下监控动作：
1、视觉化即时监控：如图4和图5所示，透过视觉化的使用者界面图形显示和操作引导，使用者可以即时获取各闸道器单元14所传回的资料，可对各监测单元12所监测设备的运作状态一目了然，并作出最即时的处理。
2、资料收集与分析：如图6所示，可将监测所得的资料自动储存于该伺服器40的资料库内，并可自资料库中取出资料，以曲线图方式呈现或制成报表输出，其可记录各监测单元12所监测设备的运作历程，以利于使用者分析设备的性能或制程变化。
3、资讯整合与交换：可将该伺服器40的资料传送至其他伺服器，以供资讯整合之用。
4、警报管理：收集、分析后的监测资料可供使用者、管理者前瞻性地在受监测目标运作状态恶化前予以处理该受监测目标，更可透过该控制软件将警报讯息以callout的方式(如手机、室内电话、电子邮件等方式)传送给使用者或管理者、主管，以便于紧急处理。
藉此，本发明远端监控系统将各监测单元设置于工业环境中的多数个待监测目标利用无线感知网状网路技术而将各监测单元所监测取得的资料传送至对应的闸道器单元，再透过网际网路即时将监测资料传送到资料收集处理单元，从而使用者即可利用该伺服器即时监控受监测目标变化的状态，并可利用该伺服器内建的控制软件进行情境设定，如受监测目标产生异常现象或超出警戒范围时可自动启动警报机制，藉以降低灾害的发生或生产中断的损失(使用于工业环境设备监测的状况)，以取代习知利用人工定期监测方式所产生的不确实、易疏忽的缺失。
藉此，本发明远端监控系统具备以下特点及效果：
1、本发明运用的无线感知网状网路(Zigbee)通讯技术，相较于习知采用GSM、GPRS或蓝牙通讯等无线方式来传送监测资讯的技术，具备了低成本、低耗电、双向传输、感应网路功能等优点，可节省设备铺设成本和维护系统正常运作的成本。
2、本发明运用无线感知网状网路通讯技术，可藉由邻近的终端节点装置作为传输资料的跳板，以顺利地将监测资料传递至对应的闸道器单元(即若某一终端节点装置发生故障，也可透过其他终端节点装置跳跃传送至闸道器单元)，是一种很有效率的资料传送模式。
3、本发明可供使用者、管理者视觉化地即时监控受监测目标的运作状态，并进行资料分析、整合。
4、本发明可供使用者、管理者前瞻性地在受监测目标运作状态恶化前予以处理该受监测目标，还可将警报讯息以call out的方式(如手机、室内电话、电子邮件等方式)传送给使用者或管理者、主管，以便于紧急处理。
综上所述，不仅本发明所提供的远端监控系统中的各监测单元、闸道器单元的布建容易，而且，藉由将多数监测单元、闸道器单元布建于工业环境中待监测目标的方式可获得监测幅员广大的效果，另外，使用者可利用该伺服器视觉化地即时监控待监测目标变化的状态，进而达到监控改善预防的目的，可节省设备铺设成本和维护系统正常运作的成本，具有实用价值。