TWM461058U - 一種適用於移動載具之低耗能定位系統以及低耗能定位裝置 - Google Patents

Description

一種適用於移動載具之低耗能定位系統以及低耗能定 位裝置

本創作揭露一種適用於移動載具之低耗能定位系統以及低耗能定位裝置，更明確的說，本創作係提出了一種得以長時間待機的定位裝置、應用該裝置之定位系統以及包含有該定位系統之移動載具。

全球定位系統(global positioning system，GPS)在車輛管理上的應用，被稱作車輛定位系統。舉例來說，由銳俤科技股份有限公司所生產、提供之高性能SLS-00886型衛星定位車機，即為一例。前述之衛星定位車機是一款具備簡訊息服務(short message service，SMS)/通用封包無線服務技術(general packet radio service，GPRS)功能的GPS衛星定位車機，其內建高靈敏度的SiRF Star III GPS模組及Quad-Band GSM模組，可將車輛的即時座標位置透過通用封包無線服務技術回傳至遠端之網路伺服器，或是以簡訊息服務方式傳至用戶設定之特定門號手機，以進行車輛定位追蹤的遠端監控管理。於實務上，SLS-00886型衛星定位車機可安裝於摩托車和電動腳踏車上，並透過上述之模組之運作，使得SLS-00886型衛星定位車機可隨時地進行電壓偵測、定位追蹤、監控與記錄行車路徑等。

其中，SLS-00886型衛星定位車機更提供了一種正常模式以及省電模式，當其進入省電模式時，其GPS模組將被關閉且GSM模組將進入休眠，與此同時，設置於其內的微控制器(microcontroller unit，MCU)將持續地進行運算處理。舉例來說 ，微控制器將依據其中之預設設定來定時地開啟該GPS及GSM模組以接收或發送資料。若GSM模組接收有一簡訊或來電訊號時，其車機本身將進入正常模式以持續時依一特定頻率發射訊號。

依其設計，車機中所設置的備用電池將持續地以車輛之電瓶為電源以為充電之用。在正常模式時，其車機的待機耗電量約為60mA，而於省電模式時，其車機的待機耗電量約為30mA。以機車電瓶為例，其機車電瓶為於正常模式時得以對車機供電約4天，而於省電模式中，機車電瓶將得對車機供電約為7天。

惟若機車所使用電瓶之品質不佳時，其電瓶之蓄電能力將因其持續放電而受影響，進而造成其機車電瓶僅得支持前述之衛星定位車機之2至3天電量。更甚者，在極端的例子中，將因電能之耗盡而使機車無法發動，進而造成使用者之不便。據此，如何突破傳統的思考模式來提供一種低耗能、結構簡單以及長待機時間之定位裝置，實為所屬技術領域急欲解決的問題。

本創作的一範疇在於提供一種適用於移動載具之低耗能定位系統以及低耗能定位裝置，本創作之移動載具係其包含有一動力裝置、一發電裝置以及一低耗能定位系統。動力裝置係用以將一化學能轉變為動能；發電裝置係用以與動力裝置連接以藉由動能來產生有一電能。

而前述的低耗能定位系統係包含有一儲電模組以及一低 耗能定位裝置。儲電模組係儲存有一電能；而低耗能定位裝置則係包含有一電量感測模組，此電量感測模組與控制模組及電源模組耦接，用以感測電源模組之一電量。其中，在應用時，當電量感測模組感測得電源模組之電量係低於一下電量門檻時，控制模組使電源模組與儲電模組耦接並使電源模組自儲電模組取得有電能，而當電量感測模組感測得電源模組之電量係高於一上電量門檻時，控制模組使電源模組與儲電模組斷接。

而更明確的說，前述的低耗能定位裝置係被應用於一環境中，環境具有一甲類信號及一乙類信號，甲類信號及乙類信號係相對應於一甲信號源及一乙信號源，定位裝置係包含有電源模組、定位模組、通訊模組、啟動模組以及控制模組。電源模組係儲存有一電能；定位模組係藉由單向地接收有甲類信號來判斷低耗能定位裝置所處之位置並產生有一相對應之座標資料；通訊模組係藉由對乙類信號來將座標資料傳送予乙信號源；啟動模組係用以感測有一指定條件以產生有一啟動信號；而控制模組則係耦接並控制定位模組、通訊模組、啟動模組以及電源模組。

其中，低耗能定位裝置係具有一正常模式以及一停止模式，在正常模式時，控制模組係以一預定模式自定位模組取得有座標資料並藉由通訊模組來藉由乙信號源來將座標資料傳送予一遠端以作一定位之用，在停止模式時，定位模組、通訊模組為關閉，而控制模組將於接收有啟動信號時將低耗能定位裝置自停止模式切換至正常模式。

更進一步的，在應用時，啟動模組係為一動態感測模組，此動態感測模組係用以感測一機械作動以產生有啟動信號。除 此之外，啟動模組亦得為一電感測模組，此電感測模組係包含有一電壓感測電路，用以感測一電壓改變來產生有啟動信號。其中定位模組係相對應於一全球定位系統。乙類信號以及乙信號源係分別指一相對應於一行動電話系統之信號以及一基地台。需注意的是，前述的定位模組得被省略且以通訊模組本身予以替代之。

綜上所述，本創作突破了傳統的思考模式以省略不必要的電能消耗來增加其低耗能定位裝置之待機時間，解決了習知定位裝置存在已久且無法克服的難題，實為一不可多得之創作。

為了解決前述先前技術所存在的問題，本創作係基於銳俤科技股份有限公司所生產、提供之高性能SLS-00886型衛星定位車機之設計上進行改良，進而完成有一種低耗能定位裝置、低耗能定位系統以及一移動載具。考量SLS-00886型衛星定位車機之設計及其用途等細部資料均得於網路上輕易獲取，故以下將對與其相異或新增之部份多加說明，使用者於實施本創作時應可參酌前述先前技術以為之。

更明確的說，本創作所提出的移動載具係應用有該低耗能定位系統(下稱系統)，而系統本身又包含有前述之低耗能定位裝置(下稱裝置)者。簡單來說，本創作之低耗能定位裝置係藉由一定位模組來進行定位而產生一座標資料，進而藉由一通訊模組將該座標資料傳送予遠端，以使低耗能定位裝置得以取得前述移動載具之座標位置。其中，本創作之主要技術特徵在於本創作之該低耗能定位裝置之省能模式之應用及其 切換方法。更明確的說，除了該先前技術之正常模式以及省電模式之外，本創作更提出了一種效能更佳的停止模式。

與省電模式之GSM模組會持續地被供電相異，本創作之該低耗能定位裝置於停止模式時，其中之GPS模組(即定位模組)及GSM模組(即通訊模組)將會分別地被關閉，以達節能之效。而該低耗能定位裝置將於其中的動態感測模組感測到震動或電感測模組感測到移動載具被發動時，將會自動地將該低耗能定位裝置自該停止模式切換至該正常模式以為正常之使用，以此達到節能之效。

再者，本創作之另一主要技術特徵在於本創作係藉由對裝置內部的電池電量進行感測，於低耗能定位裝置內部的電池電量低於某一門檻值時，方指示裝置內部的電池自移動載具之電池取得電能以進行充電，藉由非連續地對移動載具之電瓶取電，藉此，其電能之使用效率將得以大幅提升，同時得以增加該裝置內部電池之使用壽命。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。

請參閱圖1，圖1係繪述了本創作之移動載具於一具體實施例時之功能方塊圖。由圖1可見，本創作的移動載具A係主要由動力裝置3、發電裝置5以及本創作之低耗能定位系統1組成。於本例中，前述所指之移動載具A為一YAMAHA TMAX 530機車。動力裝置3係前述所指之移動載具A之引擎及其相對應之傳動、變速機構；而發電裝置5則係指與前述 動力裝置3連接之發電機或是任一得以持續地供給有電能之裝置；考量前述之各設計均得見於前述特定型號移動載具之規格書中，故將不於此贅述。需注意的是，本創作所指之移動載具A並不以前述之四行程機車為限，凡具有輪體以為作動之載具，如電動機車、汽車等均得為視本創作之移動載具。此外，本創作之低耗能定位裝置10由於具有良好的防潮以及抗腐蝕效果，因此本創作之移動載具A更可以為一種水上活動載具，例如輪船、輪帆船或是水上摩托車。

以下將對低耗能定位系統1之組成進行說明。由圖可見，本創作之系統係大致上的包含有一儲電模組30以及一低耗能定位裝置10。於本例中，前述的儲電模組30為前述移動載具A之電瓶，但其不以電瓶為限，凡設置於移動載具A內部得以持續地提供電能之裝置均得被視為本創作之儲電模組30。

另一方面，本創作之定位裝置係主要地由一電源模組11、一定位模組12、一通訊模組13、一啟動模組14以及一控制模組15所組成。本創作係之應用於一環境中，該環境具有一甲類信號及一乙類信號，該甲類信號及該乙類信號係相對應於一甲信號源及一乙信號源，進而得以供遠端之使用者藉由該乙類信號得悉該移動載具A之物理座標。

更明確的說，本創作之電源模組11係指一用於儲存電能之鋰電池。而定位模組12則係藉由單向地接收有該甲類信號來判斷該低耗能定位裝置10所處之位置並產生有一相對應之座標資料，更明確的說，前述的定位模組12得被理解為全球定位系統模組(global positioning system，GPS)，其用於單向地接收由各衛星所發出的訊號，藉由三角推算來得悉有該裝置 所處之位置，並將該位置之相關資料輸出為一座標資料。需知悉的是，前述的座標資料得由一包含有時、分、秒等單位之座標資料所組成。

接著，通訊模組13係藉由對該乙類儲號來將座標資料傳送予乙信號源。更明確的說，於本例中，在前述的定位模組12完成定位後，其座標資料將藉由控制模組15來傳送予通訊模組13，而通訊模組13將得藉由附近的信號源來將該些座標資料傳送予該遠端以供使用者分析、使用。

需知道的是，前述的通訊模組13得為一種如行動電話通訊協定的無線通訊模組，如應用有全球行動通訊系統(global system for mobile communications，GSM)、寬頻分碼多工(wide band code division multiple access，WCDMA)、長期演進技術(long term evolution，LTE)或是全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)等2G、3G或是4G流動通話技術的通訊模組13，而相對應的，該信號源將為一無線基地台。需知悉的是，需要時，該通訊模組13得為一利用有Wi-Fi或其他具較大接收範圍之無線通訊協定之相對應模組，本創作將不對其進行限制。

此外，本創作在此並不加以限制定位模組12是否需為SiRF Star III GPS模組以及通訊模組13是否需為Quad-Band GSM模組，於所屬技術領域具有通常知識者可依據實際使用需求逕行採用不同規格與型號之功能晶片。附帶一提的是，本創作之定位模組12並不以具有前述的全球定位系統模組為限，舉例來說，本創作之低耗能定位裝置10亦可藉由通訊模組13以多個基地台之相對位置來予以推算之並產生有一相對應 之座標資料，故於某些網路發達且全球定位系統模組收訊不佳的市區區域中，其得對與全球定位系統模組之相對應模組進行省略。

接著，啟動模組14係用以感測有一指定條件以產生有一啟動信號。請參閱圖2，圖2係繪述了本創作之移動載具於另一具體實施例時之功能方塊圖。如圖2所示，前述的啟動模組14係包含一動態感測模組141(亦可為震動感測模組)，其用於感測移動載具A是否受到移動、晃動或震動，據以使得啟動模組14得以受到觸發而產生有一電子信號。而另一方面，前述的啟動模組14並不以動態感測模組141為限，其啟動模組14亦得進一步的包含有一電感測模組142。此電感測模組142具有一電壓感測電路，以用於感測儲電模組30或電源模組11之電壓變化來產生該啟動訊號。更明確的說，在應用時，前述的電感測模組142係用以感測移動載具A之啟動時其電池所產生的電壓改變進而產生前述的啟動訊號。藉此，無論是使用者啟動移動載具A或是其移動載具A被強行搬、移動均將觸發本創作之啟動模組14，據以使得本創作之裝置開啟定位功能進而對外傳送有座標資料以為定位之用。藉此，本創作之裝置將得應用於防竊。

而本創作之控制模組15則係耦接並控制本創作之各模組的運作及作動。更明確的說，於本例中，控制模組15係指一微控制器(microcontroller unit，MCU)，惟其不以此為限，按使用者之需要，控制模組15亦得為一具有一中央處理器(central processing unit，CPU)之電子裝置或是一燒結或佈設有邏輯電路之電路板及其相對應之元件組合等元件。

同時，除了前述之先前技術中所提及之正常模式以及省電模式外，本創作更提供有一停止模式。

正常模式係指裝置中的各個模組均正常地運作，此時該控制模組15係以一預定模式來自該定位模組12取得有該座標資料並藉由該通訊模組13來藉由該乙信號源來將該座標資料傳送予該乙信號源，而該乙訊號源則得以將該資料傳送予一遠端之電腦或伺服器以作一定位之用。簡單來說，前述的預定模式係指以一預定的頻率(例如，每三十秒)來對乙信號源之基地台發送有該座標信號。而停止模式則係指裝置中的該定位模組12、該通訊模組13為關閉以為節省電能之效。需附帶一提的是，前述的關閉一詞得被理解成完全斷絕其電能之供給進而使其無法運作。

而在應用時，控制模組15於接收有該啟動信號時，將該低耗能定位裝置10自該停止模式切換至該正常模式。以圖2所繪述之設計為例，該控制模組15係同時耦接有包含有一啟動模組14，更明確的說，該啟動模組14係指一動態感測模組141，該動態感測模組141用以感測一機械作動以產生有該啟動信號。於本例中，該動態感測模組141係包含有一光感應元件(light sensing element)，設置於移動載具A之各車輪處，當該車輪轉動時，該光感應元件將感測有一機械之作動以產生有該啟動信號。惟前述的光感應元件並不以設置於該車輪處為限，其亦得藉由其他各種設置方式來直接或間接地感測移動載具A的移動、晃動或振動等機械作動以為該啟動信號之產生條件。另一方面，本發明不以前述的光感應元件為限，其亦得為一電子加速規(accelerometer，亦稱為加速度感測器)，用以 感測一加速度以產生有該啟動信號。同時，啟動模組14係指一電感測模組142，該電感測模組142係包含有一電壓感測電路，用以感測一電壓改變來產生有該啟動信號。惟本創作並不以同時具有該動態感測模組141以及電感測模組142為限，於應用時，使用者得按其需求自該二者中擇一即可。

另一方面，在指定條件下，該控制模組15將把該低耗能定位裝置10自正常模式切換至停止模式。前述的指定條件為移動載具A並非處於ACC狀態下且靜止超過一指定時間長度(如五分鐘)時。需說明的是，前述的ACC一詞是指在汽車還沒有發動之前，鑰匙己插入檔位，且移動載具A內某些電子裝置，如收音機、點煙器或是煞車燈等已獲得供電時之狀態。此外，上述的指定時間長度可以依據實際使用情況而逕行設定出合理的分鐘與秒數，本創作在此不加以限制。

藉此，以上即為本創作之低耗能定位裝置10之基本設計。惟於應用時，除了前述的各元件外，本創作之裝置中的更得包含有一電量感測模組16，此電量感測模組16與電源模組11及控制模組15耦接，其用以感測該電源模組11之一電量。當該電量感測模組16感測得該電源模組11之該電量係低於一下電量門檻時，該控制模組15使該電源模組11與該儲電模組30電性耦接，並使該電源模組11自該儲電模組30取得有該電能，而當該電量感測模組16感測得該電源模組11之該電量係高於一上電量門檻時，該控制模組15使該電源模組11與該儲電模組30斷接。

前述的下電量門檻及上電量門檻得按使用者之需求自由設定，本創作將不對其進行限制，唯於應用時建議將該下電量 門檻及上電量門檻分別設為電源模組11之最大使用電壓之百分之七十及百分之九十。藉此，該電源模組11僅於其電量不足以維持低耗能定位裝置10於停止模式的基本運作時，才向儲電模組30取得電能，藉此減少儲電模組30的電能消耗。

再次地，藉由本創作之設計，其裝置之耗電量將得使其於待機時的耗電量由60mA(正常模式)及30mA(省電模式)減少至2mA(停止模式)。依實驗數據指出，在狀況最佳時，其待機時間將得為先前技術之約十五倍以上且其待機時間將得以持續達數月之久，同時移動載具A之電瓶壽命亦將更為持久。

綜上所述，本創作突破了傳統的思考模式以省略不必要的電能消耗來增加其低耗能定位裝置之待機時間，解決了習知定位裝置存在已久且無法克服的難題，實為一不可多得之創作。此外，藉由啟動模組來觸發其他功能模組(例如本實施例中的通訊模組以及定位模組)開始運作的概念更不限制於低耗能定位裝置中。更明確的說，該啟動模組得與本裝置以外的其他系統耦接及使用，例如，該功能模組得為一警鈴以為警報或是配合一斷電電路以為傾倒斷油器，惟本創作並不以此為限，使用者得按其需要對啟動模組來作更進一步的延伸應用。

以上所述僅為本創作之實施例，其並非用以侷限本創作之專利範圍。需注意，本說明書中之電性連接或耦接一詞係指二者間具有能量、資料或信號的傳輸事實，其不以實際連接為限，據此，舉凡藉有線、無線之方式以電、光、電磁波等手段進行的傳輸行為均屬其義。藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反 地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本創作所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排

A‧‧‧移動載具

1‧‧‧低耗能定位系統

10‧‧‧低耗能定位裝置

11‧‧‧電源模組

12‧‧‧定位模組

13‧‧‧聯絡模組

14‧‧‧啟動模組

141‧‧‧動態感測模組

142‧‧‧電感測模組

15‧‧‧控制模組

16‧‧‧電量感測模組

30‧‧‧儲電模組

3‧‧‧動力裝置

5‧‧‧發電裝置

圖1係繪述了本創作之移動載具於一具體實施例時之功能方塊圖。

圖2係繪述了本創作之移動載具於另一具體實施例時之功能方塊圖。

A‧‧‧移動載具

1‧‧‧低耗能定位系統

10‧‧‧低耗能定位裝置

11‧‧‧電源模組

12‧‧‧定位模組

13‧‧‧通訊模組

14‧‧‧啟動模組

15‧‧‧控制模組

16‧‧‧電量感測模組

30‧‧‧儲電模組

3‧‧‧動力裝置

5‧‧‧發電裝置

Claims (7)

1. 一種低耗能定位裝置，應用於一環境中，該環境具有一甲類信號及一乙類信號，該甲類信號及該乙類信號係相對應於一甲信號源及一乙信號源，該定位裝置係包含有：一電源模組，儲存有一電能；一定位模組，藉由單向地接收有該甲類信號來判斷該低耗能定位裝置所處之位置並產生有一相對應之座標資料；一通訊模組，藉由對該乙類信號來將該座標資料傳送予該乙信號源；一啟動模組，用以感測有一指定條件以產生有一啟動信號；以及一控制模組，耦接並控制該定位模組、該通訊模組、該啟動模組以及該電源模組；其中，該低耗能定位裝置係具有一正常模式以及一停止模式，在該正常模式時，該控制模組係以一預定模式自該定位模組取得有該座標資料並藉由該通訊模組來將該座標資料傳送予該乙信號源以作一定位之用，在該停止模式時，該定位模組、該通訊模組為關閉，而該控制模組將於接收有該啟動信號時將該低耗能定位裝置自該停止模式切換至該正常模式。
2. 如申請專利範圍第1項之低耗能定位裝置，其中該啟動模組係包含一動態感測模組，用以感測一機械作動以產生有該啟動信號。
3. 如申請專利範圍第1項之低耗能定位裝置，其中該啟動模組係 包含一電感測模組，該電感測模組係包含有一電壓感測電路，用以感測外部電源的一電壓改變來產生有該啟動信號。
4. 如申請專利範圍第1項之低耗能定位裝置，其中該定位模組係相對應於一全球定位系統。
5. 如申請專利範圍第1項之低耗能定位裝置，其中該乙類信號以及乙信號源係分別指一相對應於一行動電話系統之信號以及一基地台。
6. 一種低耗能定位系統，其包含有：一儲電模組，儲存有一電能；以及如申請專利範圍第1項至第5項之任一者的低耗能定位裝置的任一者，其進一步包含有一電量感測模組，該電量感測模組與該控制模組及該電源模組耦接，用以感測該電源模組之一電量；其中，當該電量感測模組感測得該電源模組之該電量係低於一下電量門檻時，該控制模組使該電源模組與該儲電模組耦接並使該電源模組自該儲電模組取得有該電能，而當該電量感測模組感測得該電源模組之該電量係高於一上電量門檻時，該控制模組使該電源模組與該儲電模組斷接。
7. 一種移動載具，其包含有：一動力裝置，將一化學能轉變為動能；一發電裝置，與該動力裝置連接以藉由該動能來產生有一電能；以及一如申請專利範圍第6項所述之低耗能定位系統，該儲電模組係與該發電裝置耦接以自其取得該電能。