智能监测系统与方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能监测系统与方法，该智能监测方法适于以无线信号处理单元监测至少一待测物体，每一个待测物体分别对应至一个射频信号辨识单元。此智能监测方法对待测物体发出一无线信号；使射频信号辨识单元接收由对应的待测物体反射无线信号所产生的一背散射信号；使射频信号辨识单元处理背散射信号而发射一无线监测信号；使无线信号处理单元接收无线监测信号；从无线监测信号取得对应此待测物体的变化的一变化侦测信号；以及根据变化侦测信号的内容决定后续处理程序。通过使用射频信号辨识单元作为无线信号的中继站，在不增加无线信号强度的情况下增加监测距离，配合设计好的无线信号编码方式，还能轻松的分隔出不同的待测物体所回传的信号。
【专利说明】
智能监测系统与方法
技术领域
[0001]本发明涉及智能监测技术领域，尤其涉及一种智能监测系统与方法。
【背景技术】
[0002]目前的非接触式雷达感测技术，主要是以连续波的多普勒雷达感测原理为基础，一般分为两种实践方式:连续波多普勒雷达直接转换接收方式以及锁相式自我注入锁定信号感测雷达收发方式。前者采用连续雷达波为侦测波源，将连续波发射给所要量测的物体，因为连续波在物体反射后会形成背散射信号，因此利用物体的位移变化而引起背散射信号的多普勒频率相角调制，再接收由物体反射后所产生的背散射信号；之后，将所接收到的背散射信号注入混波器中予以降频，并通过直接转换接收机(DCR，Direct Convers1nReceiver)消除发射时泄漏的连续波以及所接收的背散射信号上的载波，最终得到所要量测的物体的位移变化。后者则采用由注入锁相振荡器所产生的振荡连续波为侦测波源，同样地将振荡连续波发射给所要量测的物体，利用由物体反射回来所产生的背散射信号的多普勒频率相角调制；之后，再将所接收到的背散射信号注入回振荡器中，以注入锁相振荡器的自我注入锁定性质，取得所要量测的物体的位移变化现象。
[0003]由于信号的强度决定了量测的距离，所以当需要做较远距离的量测时，就必须增加信号的强度。然而，无线信号强度的增加就代表着电磁波的功率加强，而这种改变一方面增加了能量的消耗，另一方面也可能使物体因为受到更强的电磁波照射而对其造成不良的影响。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的实施例提供一种智能监测系统与方法，以增加非接触式雷达感测技术的监测范围。
[0005]本发明的一实施例提供一种智能监测系统，其适于监测至少一待测物体。此智能监测系统包括无线信号处理单元以及至少一射频信号辨识单元。无线信号处理单元适于向待测物体发射无线信号及接收对应的无线监测信号，并从所接收到的无线监测信号中取得对应于待测物体的变化的变化侦测信号。射频信号辨识单元适于接收相对应的待测物体反射无线信号而产生的背散射信号，此射频信号辨识单元处理背散射信号，以产生前述的无线监测信号，并将所产生的无线监测信号发射给无线信号处理单元。其中，每一个射频信号辨识单元具有一个电源供应元件以供其操作之用，且每一个射频信号辨识单元设置于与此射频信号辨识单元相对应的待测物体及无线信号处理单元之间的区域中。
[0006]在特定的实施例中，前述的电源供应元件可以是电池，或者是可以被无线信号充电的无线充电模块。
[0007]在特定的实施例中，所述至少一射频信号辨识单元设置于相对应的所述待测物体上以跟随所述待测物体一起移动。
[0008]在特定的实施例中，所述射频信号辨识单元的数量为两个以上，且所述无线信号处理单元轮流向每一所述多个射频信号辨识单元所对应的所述待测物体发射无线信号。
[0009]在特定的实施例中，前述的智能监测系统还包括一个驱动单元，此驱动单元根据所接收的控制信号而定位无线信号处理单元。
[0010]在特定的实施例中，前述的智能监测系统还包括一个摄影单元，一个影像分析单元以及一个处理器。摄影单元适于拍摄前述的至少一待测物体的影像。影像分析单元电性耦接至摄影单元以接收影像并分析待测物体的移动现象而产生参考信号。处理器电性耦接至影像分析单元以及无线信号处理单元，且处理器从影像分析单元取得参考信号，并将参考信号提供至无线信号处理单元，而无线信号处理单元则使用参考信号以辅助取得变化侦测信号。
[0011]本发明的另一实施例提供一种智能监测方法，其适于以一无线信号处理单元监测至少一待测物体，每一个待测物体分别对应至一个射频信号辨识单元。此智能监测方法对待测物体发出一无线信号；使射频信号辨识单元接收由对应的待测物体反射无线信号所产生的一背散射信号，并处理背散射信号而产生一无线监测信号；使无线信号处理单元接收无线监测信号；从无线监测信号取得对应此待测物体的变化的一变化侦测信号；以及根据变化侦测信号的内容决定后续处理程序。
[0012]在特定的实施例中，前述的智能监测方法还包括:通过拍摄影像确认所述的至少一待测物体是否存在；以及当所述的待测物体存在时，分析待测物体的移动现象而产生一参考信号。
[0013]更进一步的，还可以使用此参考信号辅助分析无线监测信号而取得所述的变化侦测信号。
[0014]在特定的实施例中，前述的待测物体及射频信号辨识单元的数量为两个以上，且对待测物体发出无线信号的步骤包括:循序对每一个待测物体发出无线信号。
[0015]在特定的实施例中，前述使射频信号辨识单元处理背散射信号后产生无线监测信号的步骤，包括:在加强背散射信号后，将被加强过的背散射信号输出为无线监测信号。
[0016]在特定的实施例中，前述使射频信号辨识单元处理背散射信号后产生无线监测信号的步骤，包括:除去背散射信号中的载波；以及通过加强被滤除载波后的背散射信号以产生所述的无线监测信号。
[0017]本发明利用射频信号辨识单元作为无线信号传递的中继站，从而延长无线信号的传递距离，所以可以扩大监测范围。此外，通过使多个射频信号辨识单元各自对应不同待测物体，则可一次监测多个待测物体，减少硬件设备的需求。
【附图说明】
[0018]图1为根据本发明一实施例的智能监测系统的示意图。
[0019]图2为根据本发明另一实施例的智能监测系统的示意图。
[0020]图3为根据本发明另一实施例的智能监测系统的示意图。
[0021]图4A为根据本发明一实施例的无线信号处理单元的外观示意图。
[0022]图4B为根据本发明一实施例的摄影单元的外观示意图。
[0023]图5为根据本发明一实施例的智能监测方法的流程图。
[0024]图6为根据本发明另一实施例的智能监测方法的流程图。
[0025]附图标记说明:
[0026]100:无线信号处理单元
[0027]102:灯号
[0028]110、110a、IlOb:射频信号辨识单元
[0029]112、112a、112b:电源供应元件
[0030]150、160:待测物体
[0031]200、340:显示装置
[0032]210、315、325、335、345、410、430:信号线
[0033]300:处理器
[0034]310:摄影单元
[0035]320:影像分析单元
[0036]400、420:驱动单元
[0037]BSJSpBS2:背散射信号
[0038]CTLp CTL2JS制信号
[0039]DS:变化侦测信号
[0040]REF:参考信号
[0041]S500?S510:施行本发明一实施例的步骤
[0042]S600?S614:施行本发明一实施例的步骤
[0043]WSJSp吧2:无线信号
[0044]WSMS1MS/:无线监测信号
【具体实施方式】
[0045]请参照图1，其为根据本发明一实施例的智能监测系统的示意图。在此实施例中，智能监测系统包括一个无线信号处理单元100与一个射频信号辨识(Rad1 FrequencyIdentificat1n, RFID)单元110，且智能监测系统通过无线信号处理单元100与射频信号辨识单元110来监测待测物体150的状态。
[0046]如图所示，无线信号处理单元100适于向待测物体150发射一个无线信号WS，并接收对应射频信号辨识单元110所发射的无线监测信号WS’。由无线信号处理单元100所发出的无线信号WS在碰到待测物体150之后会产生背散射(backscattered)现象。而因背散射现象所产生的背散射信号BS，则被射频信号辨识单元110所接收。射频信号辨识单元110在接收到背散射信号BS之后，即以事先设定好的处理程序来处理背散射信号BS，并将经处理过的背散射信号BS往外发送(例如:发射给无线信号处理单元100)，以作为前述无线信号处理单元100所接收的无线监测信号WS’。无线信号处理单元100在接收到无线监测信号WS’之后，就可以通过分析无线监测信号WS’而取得对应于待测物体150状态变化的一个变化侦测信号(图未示)。
[0047]在取得变化侦测信号之后，智能监测系统可以利用变化侦测信号的内容来调整后续的操作。最直觉的，假若后续的操作是要显示变化侦测信号的内容，那就可以根据变化侦测信号中所包含的内容来调整灯号的显示方式，例如，以无线信号处理单元100上的灯号102的亮灯位置或灯号102的亮灯变化方式来表示；或者，可以将变化侦测信号中所包含的内容向外传递至外部的显示装置或打印装置，以便将这些内容显示在显示装置或纸张上。在其他的实施例中，智能监测系统是将变化侦测信号的内容与某些临界值做比对，并进一步利用比对的结果来调整所要采用的后续操作。
[0048]再者，为了使射频信号辨识单元110能顺利的进行必要的操作，在射频信号辨识单元110的中必须存在一个电源供应元件112作为供应电力之用。为了供应电力，电源供应元件112可以是能耦接市电的变压器、电池或者能利用无线信号WS充电的无线充电模块。此外，射频信号辨识单元110可以被设置在无线信号处理单元100与待测物体150之间的区域内；较佳的，射频信号辨识单元110被设置于接近待测物体150之处，如此将可降低背散射信号BS路程上的功率损耗，进而降低无线信号处理单元100发射无线信号WS时所需的最小能量。在一些特定的环境下，射频信号辨识单元110可以被设置于待测物体150上或相对应于待测物体150的位置，以跟随待测物体一起相对应移动，以从而避免或减少因为待测物体的其他动作所产生的多普勒效应造成的影响。
[0049]接下来请参照图2，其为根据本发明另一实施例的智能监测系统的示意图。在此实施例中，智能监测系统包括无线信号处理单元100与两个射频信号辨识单元IlOa与IlOb ;此智能监测系统的无线信号处理单元100使用射频信号辨识单元IlOa来监测待测物体150的状态，同时也使用无线信号处理单元100与射频信号辨识单元IlOb来监测待测物体160的状态。特别的是，为了减少被监测的待测物体150与160和射频信号辨识单元IlOa或I1b之间的相对运动所造成的多普勒效应影响到监测的结果，在本实施例中的射频信号辨识单元IlOa与IlOb都分别贴附在待测物体150与160上以随着待测物体150与160 —起移动。
[0050]在本实施例中，无线信号处理单元100通过发射无线信号胃31与WS 2而分别达到监测待测物体150与160的目的。为了达到分辨不同监测对象的目的，使用不同的无线信号WSr^WS213其中一种方式是在无线信号胃51与WS2里面加入不同的调制编码，而射频信号辨识单元IlOa与IlOb则被设计成，只处理由具有特定调制编码的无线信号产生的背散射信号，之后再利用无线监测信号WS/与WS2’发射待测物体150与160的监测信息给无线信号处理单元100。
[0051]更详细地说，假设无线信号WS1被标记有编号001的代码，而无线信号WS2被标记有编号002的代码，则无线信号WS1经过待测物体反射后所产生的背散射信号BS i也就会具有编号001的代码；同理，无线信号WS2经过待测物体反射后所产生的背散射信号BS 2则会具有编号002的代码。因此，可以将射频信号辨识单元IlOa设定为只在接收到具有编号001代码的背散射信号时候，进行分析以发射无线监测信号WS / ;同理，可以将射频信号辨识单元IlOb设定为只在接收到具有编号002代码的背散射信号BS2的时候，进行分析以发射无线监测信号WS2’。因此，智能监测系统就可以轻易地对不同的待测物体进行监测。
[0052]此外，假设射频信号辨识单元IlOa被标记有编号001的代码，而射频信号辨识单元IlOb被标记有编号002的代码，则无线信号WS经过待测物体反射后所产生的背散射信号BS1也就会经由有编号001的代码的射频信号辨识单元IlOa接收并作信号处理，同理，背散射信号BS2*会经由有编号002的代码的射频信号辨识单元IlOb接收并作信号处理。最后，发射无线监测信号WS1 ’或WS2’，以轻易地对不同的待测物体进行监测。
[0053]此外，虽然射频信号辨识单元IlOa被设定为只会在接收到具有编号001代码的背散射信号BS1的时候进行信号处理，但是因为无线信号处理单元100在发射无线信号WS i与WS2的时候一般是以广播的方式发出，所以射频信号辨识单元IlOa实际上除了无线信号WS1之外，也会接收到无线信号WS 2。因此，若将射频信号辨识单元IlOa中的电源供应元件112a设计为如前述的无线充电模块，那么电源供应元件112a就可以接续利用无线信号WS1与评^来充电，以提供足够的电力供射频信号辨识单元IlOa进行操作。
[0054]类似的，由于射频信号辨识单元IlOb也可以接收无线信号评51与WS 2，所以若将射频信号辨识单元IlOb中的电源供应元件112b设计为如前述的无线充电模块，那么电源供应元件112b就可以接续利用无线信号胃31与胃32来充电，以从而提供足够的电力供射频信号辨识单元IlOb进行操作。
[0055]通过射频信号辨识单元IlOa的操作，背散射信号BS1会被转换为反射后无线监测信号WS/并向外发送。其中，对背散射信号BS1所进行的转换可以有许多种方式。在一个特定的实施例中，射频信号辨识单元IlOa直接将背散射信号强度加强之后，就将被加强过的背散射信号BS1输出，而无线信号处理单元100就接收被加强过的背散射信号BS1,并以此为无线监测信号WS/。在另一个特定的实施例中，背散射信号BS1*的载波会先被射频信号辨识单元IlOa滤除，而此一被滤除了载波的背散射信号BS1的信号强度在进一步被加强之后才被往外输出，并被无线信号处理单元100接收为前述的无线监测信号WS/。
[0056]射频信号辨识单元IlOa中所能进行的操作可以根据射频信号辨识单元IlOa中的电路设计以及电源供应元件112a所能提供的电力而定，并不限于上述的方式。再者，射频信号辨识单元IlOb的操作过程与射频信号辨识单元IlOa雷同，在此不予赘述。
[0057]当接收到无线监测信号WS/的时候，无线信号处理单元100就会分析所接收到的反射后无线监测信号WS/，以从无线监测信号WS/中取得对应于待测物体150的变化的变化侦测信号DS。此处在无线信号处理单元100中所进行的分析操作，或者先前提到在射频信号辨识单元IlOa或IlOb中所进行的滤除载波的操作，都可以采用现有技术中所提到的几种方式来进行，在此就不多描述。而经过分析所得的变化侦测信号DS，一方面可以采取先前实施例中的作法，利用灯号102来表示其内容，另一方面则可以通过信号线210而将变化侦测信号DS传递至显示装置200，以在显示装置200上将变化侦测信号DS的内容显示出来。
[0058]接下来请参照图3，其为根据本发明另一实施例的智能监测系统的示意图。图3所示的智能监测系统比图2所示的智能监测系统多出了一个处理器300以及一个摄影单元310以及一个影像分析单元320。在本实施例中，无线信号处理单元100、待测物体150与160以及射频信号辨识单元IlOa与IlOb之间的操作方式皆与图2所示的实施例雷同。为了精简说明书的内容，雷同的部分在此不再重述，后续仅对相较于图2为新增或有差异之处进行说明。
[0059]首先，在硬件配置的部分，摄影单元310通过信号线315而电性耦接至影像分析单元320，影像分析单元320进一步通过信号线325而电性耦接至处理器300。再者，处理器300通过信号线335而电性耦接至无线信号处理单元100，并且通过信号线345而电性耦接至显示装置340。
[0060]如图3所示，摄影单元310用于对周遭环境进行拍摄，以通过拍摄而取得周遭环境的影像。在本实施例中，摄影单元310的拍摄范围可以涵盖两个待测物体150与160 ;也可以仅涵盖待测物体150或160，并经由改变拍摄方位而拍摄到另一个先前未拍摄到的待测物体160或150。拍摄所得的影像由摄影单元310通过信号线315而传送至影像分析单元320。影像分析单元320自摄影单元310接收影像，并分析影像所包含的待测物体的移动现象而产生参考信号REF。
[0061]影像分析单元320会因为分析影像时所采用的不同分析方式而得到不同的参考信号REF。举例来说，对于一般的环境监测而言，影像分析单元320可以对于待测物体150或160的外在移动进行分析。也就是说，当待测物体150移动或产生变形，影像分析单元320就可以通过比对前后取得的多个影像而分析得知待测物体150出现移动现象，并因此产生对应的参考信号REF以代表待测物体150正在产生变化；类似的，当待测物体160移动或产生变形，影像分析单元320也可以通过比对前后取得的多个影像而分析得知待测物体160出现移动现象，并因此产生对应的参考信号REF以代表待测物体160正在产生变化。
[0062]在另一个例子中，影像分析单元320可以通过色调的变化来判断在待测物体150或160之中是否存在内部变化(或内部移动)。例如，在对于人体健康进行监测的时候，可以利用人体血液中所含有的血红素(hemoglobin)具备吸收绿色光线的特性，让摄影单元310捕捉待测物体150或160表面的红、绿、蓝三原色的亮度变化，以从而使影像分析单元320判断出待测物体150或160内部血液运行的状况，并可由此粗略分析待测物体150或160的心跳频率(后称参考用心跳频率)。在此实施例中，分析所得的待测物体150的心跳频率或者待测物体160的心跳频率即可作为参考信号REF的一部分，并可在进行其他分析操作时作为辅助之用。
[0063]前述的参考信号REF会经由信号线325而被从影像分析单元320传送至处理器300。处理器300可能储存参考信号REF、直接显示参考信号REF的内容，或者将参考信号REF的内容通过信号线335提供至无线信号处理单元100。在本实施例中，参考信号REF的内容就被通过信号线335提供至无线信号处理单元100，而无线信号处理单元100所进行的信号分析操作则会搭配参考信号REF作为辅助，以使信号分析操作能够更为快速以及准确。
[0064]具体而言，可以通过在参考信号REF中放入待测物体150或160的位置，使无线信号处理单元100能更准确的对准所要监测的待测物体的位置而进行无线信号WS1S无线信号发射，降低把其他物体设定为监测目标的可能性。
[0065]在对人体状态进行监测的例子中，为了得到人体生理呼吸与心脏跳动的相关信息，必须将收到的无线监测信号WS/或ws2’中的载波进行解调，并利用低通(或带通)滤波的方式去除系统噪声，才可以从中得到含有背景噪声、人体生理呼吸与心脏跳动的信号。但前述过程需要较为大量的计算与比对。因此，若将参考信号REF中所包含的参考用心跳频率设定为低通滤波的信号处理的初始值，就可以减少抽样检波所需的信号处理时间，加快取得更精确的呼吸频率(后称实际呼吸频率)与心跳频率(后称实际心跳频率)的数据。由于实际呼吸频率与实际心跳频率都是人体健康监测时的重要指标，所以这些频率数据都可以是变化侦测信号DET的内容。于是，利用参考信号REF来辅助无线信号处理单元100所进行的信号分析操作，显然有利于取得最终的变化侦测信号DET，并因此得以加快整个智能监测系统的反应速度。
[0066]综合上述，由于摄影单元310所提供的影像与影像分析单元320所提供的参考信号REF仅需要提供可供参考的信息，所以可以选用较为平价的一般设备。反过来看，当待测物体150、160离开或者因为某些机件故障而无法对其取得正常的变化侦测信号DET的时候，也可以回过头来利用摄影单元310来确认现场的状况，避免因误判成各种紧急事件(例如:心跳停止)而误报。
[0067]在其他的实施方式中，影像分析单元320与处理器300可以是一个整体，或者摄影单元310、影像分析单元320与处理器300可以被整合在一起。甚至于，无线信号处理单元100、摄影单元310、影像分析单元320与处理器300可以被整合成为一个同时具有摄影、影像分析与无线信号处理能力的多功能摄影装置。而除了上述的硬件设备之外，还可以进一步通过旋转摄影单元310或者无线信号处理单元100 (从而改变天线的角度或对应方向)来加大智能监测系统的监测范围。
[0068]请参照图4A，其为根据本发明一实施例的无线信号处理单元的外观示意图。在本实施例中，无线信号处理单元100耦接到驱动单元400，而驱动单元400则通过信号线410而电性耦接至如图3所示的处理器300或者其他的控制装置，以通过处理器300或其他控制装置所发出的控制信号CTL1来定位(包含但不限于旋转、移动以及任何可改变位置或方向的方式)无线信号处理单元100。应注意的是，虽然在图4A中只画出驱动单元400沿箭头方向所提供的转动模式，但实际上驱动单元400也可以设计成让无线信号处理单元100进行其他类型移动的模式。
[0069]请参照图4B，其为根据本发明一实施例的摄影单元的外观示意图。在本实施例中，摄影单元310耦接到驱动单元420，而驱动单元420则通过信号线430而电性耦接至如图3所示的处理器300或者其他的控制装置，以通过处理器300或其他控制装置所发出的控制信号(:112来定位摄影单元310。类似的，虽然在图4B中只画出驱动单元420沿箭头方向所提供的转动模式，但实际上驱动单元420也可以设计成让摄影单元310进行其他类型移动的模式。
[0070]前述由处理器或者其他的控制装置所产生的控制信号(^!^与CTL 2有许多种可能的产生方式。以控制信号CTL1来说，在第一个可能的例子中，控制信号CTL i可以是人为决定的，也就是说，由监测人员主动控制要如何移动无线信号处理单元100，并在监测人员下达移动指令之后，由处理器300转换为对应的控制信号CTL1，并将控制信号CTL1提供至驱动单元400以移动无线信号处理单元100到对应的位置。在第二个可能的例子中，无线信号处理单元100是进行周期性的往复运动，因此处理器300会主动的根据设定好的路程来产生对应的控制信号CTL1，并将控制信号(^!^提供至驱动单元400以控制无线信号处理单元100移动到对应的位置。在第三个可能的例子中，无线信号处理单元100被设定在捕捉移动中的物体，所以当摄影单元310发现有移动的物体时，会将相关的信息经过参考信号REF传递至处理器300，然后处理器300就会产生对应的控制信号CTL1，并将控制信号CTL1提供至驱动单元400，从而控制无线信号处理单元100自动移动到对应的位置(或方向)。
[0071]类似的，可以利用上述三种可能的方式来产生控制信号CTL2,以从而控制摄影单元310移动到对应的位置(或方向)。
[0072]除了上述的例子之外，还可应用分时多工的方式进行多组待测物体的感测。例如，有可能将摄影单元310与无线信号处理单元100安装在同一个载具上，并由驱动单元400或420借着以固定时间间隔循环移动移动载具方位，进而同时改变摄影单元310与无线信号处理单元100的位置，如此则可以不同时间感测不同待测物体的方式，达到感测多组待测物的目的。也有可能同时提供多个摄影单元310，而驱动单元420则根据控制信号CTL2而启动不同的摄影单元310，从而达到等同于移动摄影单元310的效果；或者，也可能同时在单一无线信号处理单元100上提供多组智能高指向性天线，而驱动单元400则可以根据控制信号(^^而达到等同于移动无线信号处理单元100的效果。
[0073]前述的无线信号WS可以是射频连续信号(Rad1 Continuous Wave Signal)或射频调制信号(Rad1 Modulat1n Signal ；FSK,或 PM)。
[0074]另外，为了使各种信息能够轻易的被使用者得知，摄影单元310可以具有定址摄影机(IP Camera)的功能；或者，也可以利用处理器300的媒体存取控制(MAC，MediaAccess Control)以方便使用者进行远端感测结果读取，或从而远端设定控制信号CTL1SCTL2，决定如何移动摄影单元310的位置或定位摄影单元310的方向。
[0075]除此之外，一些较为复杂的计算过程，例如影像的分析功能或在无线信号处理单元100中所进行的分析操作与滤波操作等，都可以合并到处理器300中执行。如此一来就可以简化无线信号处理单元100的硬件架构，而且也不需设置影像分析单元320。
[0076]根据前述的说明，可以将本发明所提供的技术以另一种角度来呈现。请参照图5，其为根据本发明一实施例的智能监测方法的流程图。在本实施例中，首先在步骤S500使无线信号处理单元或者任何适合的无线信号产生单元对待测物体发出无线信号；接下来则在步骤S502使射频信号辨识单元接收由与其对应的待测物体通过反射无线信号所产生的背散射信号。如前所述，在同时监测多个待测物体的时候，可以通过在无线信号中加入编号以达到使射频信号辨识单元能区分何时应该接收背散射信号的目的。
[0077]在接收到背散射信号之后，在步骤S504中会使射频信号辨识单元处理背散射信号而产生相对应的无线监测信号。在此处，处理背散射信号的方式可以采用先前提及的单纯加强信号强度以产生无线监测信号的方式，或者可以采用在载波解调后，再加强信号强度以产生含待测物体信息的新无线信号(等同于前述的无线监测信号)，或者也可以采用其他任何适合的、足以延续信号传递的方式来产生新无线信号(等同于前述的无线监测信号)O
[0078]在步骤S504中所发射的无线监测信号会在接下来被无线信号处理单元所接收(步骤S506)。在接收到无线监测信号之后，就可以直接由前述的无线信号处理单元或者由图3所示的处理器300，从无线监测信号取得对应于待测物体的变化的变化侦测信号(步骤S508)，并最终在步骤S510中根据变化侦测信号的内容而调整后续的处理程序。
[0079]在另一个实施例中，可以将上述的智能监测方法搭配图3所示的系统硬件而提供一个更完善的技术手段。请参照图6，其为根据本发明另一实施例的智能监测方法的流程图。在本实施例中，智能监测方法首先确认某一个特定的物体是否存在(步骤S600)。详细地说，可以利用前述的摄影单元310所拍摄的影像来进行分析，或者是利用前述从无线信号处理单元100所得到的无线监测信号来进行分析，以从而判断是否有待测物体的存在。假若在分析后发现不存在需要被监测的物体，则可以重复进行步骤S600，直到需要被监测的物体出现为止。而若在步骤S600中发现存在需要被监测的物体，则流程进入步骤S602以分析物体的移动现象并产生对应的参考信号。然而，在某些特定实施方式之中，可以在特定物体在监测范围内才开启智能监测的流程，因此实际上对物体是否存在的判断，可以不是一开始就必要的程序。
[0080]如前所述，参考信号的内容可以考虑各种环境需求而产生。在一般的监测环境下，可以以被监测物体的外在是否产生位置变化作为标准来执行移动现象存在与否的判断，此时的参考信号可以仅包含被监测的物体的位置和/或物体是否在移动。而在人体监测的特殊情境下，则可以根据物体(此处即为人体脸部表面)所表现的色调制化来先一步判断其内部变化，例如人体内部血液流动的变化，之后再以内部变化的有无作为是否存在移动现象的确认原则，以确认目前监测的对象是否存在移动现象；此时的参考信号除了包含被监测的物体的位置及/或物体是否在移动之外，还可以进一步提供先前所说的参考用心跳频率。
[0081]在经过步骤S602产生参考信号之后，流程进入步骤S604以对待测物体发出无线信号，并接收无线信号经过待测物体反射而传回的无线监测信号。图5中所示的步骤S500?S506可以在此作为步骤S604的【具体实施方式】，相关的说明请参照先前的内容，在此不再重述。
[0082]接下来在步骤S606中，先前所产生的参考信号在此时被作为辅助来分析所接收的无线监测信号，并在分析后取得对应于物体变化的变化侦测信号。如前所述，此变化侦测信号可以是物体的精确变化状况，例如实际心跳频率或者实际呼吸频率。再者，参考信号并不仅限于上述辅助分析的功能，也可以被直接用来作为判断物体是否存在的依据。
[0083]在取得变化侦测信号之后，在步骤S608中会判断变化侦测信号是否超过先前设定好的预设标准。若在步骤S608中发现变化侦测信号超过先前设定好的预设标准，也就代表在监测中出现了不正常的现象，例如:在本应静止的环境中出现移动物体(预设标准为移动速度为0，结果出现有移动速度高于O的物体)，甚至此移动物体还具备了呼吸或心跳的特征，或者此移动物体的瞬间移动频率超出了静止环境的定义范围(假设预设标准为一分钟震动20次，但某一物体突然一分钟震动超过20次);或者，本应存在呼吸或心跳特征的人体，突然失去了这些特征，或是相反的超出了正常的呼吸或心跳频率。于是，当在步骤S608中发现变化侦测信号超过先前设定好的预设标准时，除了在步骤S610中显示变化侦测信号的内容之外，还会在步骤S612中发出警信，并且返回步骤S600以通过影像拍摄或无线信号反射状况做进一步的确认。相对的，假若在步骤S608中发现变化侦测信号并未超过所设定的预设标准，那么就仅需要在步骤S614中显示变化侦测信号的内容即可，接下来的流程将回到步骤S604以进行下一次的侦测。
[0084]上述流程是针对同一待测物体进行监测时的流程。然而，在对每个待测物体进行一到多次的监测流程之后，可以更换监测的目标再重新进行一到多次的监测流程。特别是，通过射频辨识信号装置以及无线信号的对应编码方式，可以很轻易的在多个待测物体之间进行切换。
[0085]此外，前述根据参考信号而调整摄影方位或无线信号天线的波束成型指向技术，也可以被运用在图6所示的流程中。相关的流程增添可以参照先前的系统说明而简单获得，在此不再重复说明。
[0086]综上而言，通过使用射频信号辨识单元作为无线信号的中继站，不但可以在不增加无线信号强度的情况下增加监测的距离，而且当配合事先设计好的无线信号编码方式的时候，还能轻松的分隔出不同的待测物体所回传的信号。对于监测领域来说，前述各实施例所公开的技术的确提供了极大的优势。
【主权项】
1.一种智能监测系统，适于监测至少一待测物体，其特征在于，所述智能监测系统包括:一无线信号处理单元，适于向所述待测物体发射一无线信号并接收对应的一无线监测信号，并从所述无线监测信号中取得对应于所述待测物体的变化的一变化侦测信号；以及 至少一射频信号辨识单元，适于接收相对应的所述待测物体反射所述无线信号而产生的一背散射信号，所述至少一射频信号辨识单元处理所述背散射信号以产生关于待测物体的变化的所述无线监测信号，并将所述无线监测信号发射给所述无线信号处理单元； 其中，每一所述射频信号辨识单元具有一电源供应元件以供所述射频信号辨识单元操作之用，且每一所述射频信号辨识单元设置于与所述射频信号辨识单元相对应的所述待测物体及所述无线信号处理单元之间的区域中。2.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述电源供应元件是电池。3.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述电源供应元件是一无线充电模块，所述无线充电模块利用所述无线信号充电。4.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述至少一射频信号辨识单元设置于相对应的所述待测物体上以跟随所述待测物体一起移动。5.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述射频信号辨识单元的数量为两个以上，且所述无线信号处理单元轮流向每一所述多个射频信号辨识单元所对应的所述待测物体发射无线信号。6.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，还包括: 一驱动单元，根据所接收的一控制信号而定位所述无线信号处理单元。7.如权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，还包括: 一摄影单元，适于拍摄所述至少一待测物体的一影像； 一影像分析单元，电性耦接至所述摄影单元以接收所述影像并分析所述至少一待测物体的移动现象而产生一参考信号；以及 一处理器，电性耦接至所述影像分析单元以及所述无线信号处理单元， 其中，所述处理器从所述影像分析单元取得所述参考信号，并将所述参考信号提供至所述无线信号处理单元，所述无线信号处理单元使用所述参考信号以辅助取得所述变化侦测信号。8.如权利要求7所述的智能监测系统，其特征在于，还包括: 一驱动单元，电性耦接至所述处理器，并根据所述处理器所产生的一控制信号而定位所述摄影单元。9.如权利要求7所述的智能监测系统，其特征在于，还包括: 一驱动单元，电性耦接至所述处理器，并根据所述处理器所产生的一控制信号而定位所述无线信号处理单元。10.一种智能监测方法，适于以一无线信号处理单元监测至少一待测物体，每一所述待测物体分别对应至一射频信号辨识单元，其特征在于，所述智能监测方法包括: 对所述待测物体发出一无线信号； 使所述射频信号辨识单元接收由对应的所述待测物体反射所述无线信号所产生的一背散射信号； 使所述射频信号辨识单元处理所述背散射信号而产生一无线监测信号； 使所述无线信号处理单元接收所述无线监测信号； 从所述无线监测信号取得对应所述待测物体的变化的一变化侦测信号；以及 根据所述变化侦测信号的内容决定后续处理程序。11.如权利要求10所述的智能监测方法，其特征在于，还包括: 通过拍摄影像确认所述至少一待测物体是否存在；以及 当所述至少一待测物体存在时，分析所述至少一待测物体的移动现象而产生一参考信号。12.如权利要求11所述的智能监测方法，其特征在于，还包括: 以所述参考信号辅助分析所述无线监测信号而取得所述变化侦测信号。13.如权利要求10所述的智能监测方法，其特征在于，所述至少一待测物体及所述射频信号辨识单元的数量为两个以上，且对所述多个待测物体发出所述无线信号包括: 循序对每一所述待测物体发出所述无线信号。14.如权利要求10所述的智能监测方法，其特征在于，使所述射频信号辨识单元处理所述背散射信号后产生所述无线监测信号，包括: 在加强所述背散射信号后，将被加强过的背散射信号输出为所述无线监测信号。15.如权利要求10所述的智能监测方法，其特征在于，使所述射频信号辨识单元处理所述背散射信号后产生所述无线监测信号，包括: 除去所述背散射信号中的载波；以及 加强除去载波后的背散射信号以产生所述无线监测信号。
【文档编号】G01S13/50GK105988111SQ201510093215
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月2日
【发明人】郭荣发, 詹佳慧, 李中旺
【申请人】明泰科技股份有限公司