专利名称：估算动态存量的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种估算存量的系统及方法，且特别涉及一种估算动态存量的系统及方法。
背景技术：
为了了解各样物品的存量以决定是否进行物品的选购，快速且便利的盘点系统可以节省许多的时间与人力，算是相当不错的帮手。而就目前来看，一般的盘点系统可以自动计算物品的个数，如桌椅、电视、笔等等，但却无法以重量或容量的方式来计算肉类、蔬果、流质等物品的存量。
此外，或可结合磅秤、水位计或是压力计等装置来计算上述这些物品的存量，但是以目前所见的库存系统来看，这样的结合也只能测量单一种类物品的存量，并无法支持同一瞬间测量多种不同物品的功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种估算动态存量的系统，其使用电子标签进行识别，并支持同一瞬间测量多种不同物品。
本发明又提供一种估算动态存量的方法，其可估算无法以个数计算的物品存量。
本发明提出一种估算动态存量的系统，此系统包括电子标签识别装置、重量测量装置与计算装置。其中，电子标签识别装置辨识与放置于此系统中的物品相对应的电子标签的内容，而重量测量装置则承载此物品并测量所承载的所有物品的整体重量。计算装置连接至重量测量装置与电子标签识别装置以接收由重量测量装置所输出的整体重量，并根据放置此物品前后所分别得到的整体重量以及电子标签识别装置识别电子标签所得的结果，估算并记录物品的重量。
本发明另外提出一种估算动态存量的方法，适用于判断系统内的物品的存量。此估算动态存量的方法首先检测系统内的所有物品并列出物品清单，其中，不具备可辨识的电子标签的物品归类为某一特定类别；之后检测整体重量是否有所改变，并在整体重量发生变化时检测系统内的电子标签是否有新增或减少的现象。当电子标签新增时，将新增的电子标签所相对应的物品判断为系统中的新增物品，改变上述物品清单并估算新增物品的个别重量；反之，当电子标签减少时，则将减少的电子标签所相对应的物品判断为系统内取出物品，并将取出物品从物品清单上去除；而当电子标签数量不变时，则改变前述特定类别的重量。
在本发明的一个实施例中，前述电子标签记录了物品的包装重量与原始净重。若在同一瞬间置入k个物品于系统中，则利用下式估算这k个物品的个别重量值max(0,T-Σj=1kPj-Σj=1,j≠1kNj)≤Ri≤min(Ni,T-Σj=1kPj)]]>其中，Ri为第i个物品的估算重量，pj为第j个物品的包装重量，Ni与Nj分别为第i个与第j个物品的原始净重，T为置入前述k个物品前后的整体重量间的差异，亦即此k个物品的总重量。
根据前一个实施例，当同一瞬间从系统中取出前述k个物品中的m(m≤k)个物品时，为了表示方便，且不失一般性，假设此m个物品的编号为第1个至第m个，则利用下式估算前述k个物品中剩余k-m个物品的个别重量值max(0,T-T′-Σj=m+1kPj-Σj=m+1,j≠1kNj)≤Ri≤min(Ni,T-T′-Σj=m+1kPj)]]>其中，Ri为第i个物品的估算重量，pj为第j个物品的包装重量，Ni与Nj分别为第i个与第j个物品的原始净重，T为放置前述k个物品前后的整体重量间的差异，而T′则为取出前述m个物品前后的整体重量间的差异，亦即此m个物品的总重量。
综上所述，本发明因采用电子标签识别的方式，因此可以同一瞬间收纳各种不同的物品。此外，配合本发明所提供的物品存量估算方法，假使同一瞬间只置入一个物品，则可提供该物品的精确存量；即使同一瞬间置入多个不同物品，同样可以提供各种物品的估计存量。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为依据本发明一实施例的估算动态存量的系统的系统方块图。
图2为依据本发明一实施例的估算动态存量的方法的流程图。
主要元件标记说明10估算动态存量的系统100容纳室110电子标签识别装置120重量测量装置130计算装置140、150、160物品142、152电子标签S200～S250本发明一实施例的实施步骤具体实施方式
请参照图1，其为依据本发明一实施例的估算动态存量的系统的系统方框图。在本实施例中，估算动态存量的系统10包括一个容纳室100、设置于容纳室100内的电子标签识别装置110与重量测量装置120，以及计算装置130。再者，放入容纳室100中的物品140与150上最好能各自存在有可被电子标签识别装置110所识别的电子标签142与152。当然，假若放入容纳室100中的物品上没有电子标签，如物品160，或是物品上的电子标签无法识别，则将这些物品归类为一种特定类别。另外，在实际实施本发明时并不一定需要容纳室100的存在，亦即容纳室100可以是密闭式空间或开放式空间。或者，换句话说，本发明的系统可只需要以重量测量装置120来放置物品，并以电子标签识别装置110来读取放置于重量测量装置120上的物品所附带的电子标签，并将相关信息提供至计算装置130即可。
在本实施例中，重量测量装置120承载了存放于容纳室100里面的物品，并测量所有这些物品的整体重量。计算装置130则连接至重量测量装置120以及电子标签识别装置110，其接收前述的整体重量，并根据放置某一物品前后所分别得到的整体重量以及电子标签识别装置110识别容纳室100内之物品上的电子标签所得的结果，估算并记录此物品的存量。
必须注意的是，此处的重量测量装置120虽是用以测量物品的重量，但本发明并非仅能以此为唯一实施方式。举例来说，用以测量压力的压力测量装置也可运用于本系统中，并通过测量到的压力值与相关参数来得到物品的重量。而为了讲述上的方便，在后续的说明书中将全部以重量测量装置来代表各种能正确得到物品重量的装置。
为能正确估算各物品的重量，就必须要有一个合适的估算方法。请参照图2，其为依据本发明一实施例的估算动态存量的方法的流程图。在本实施例中，若在执行上述这些方法之前在特定位置(如图1所示的容纳室100)处已存在一个或一个以上物品，则于执行上述这些方法之前应先知晓目前在特定位置处的物品种类与整体重量。为了达成此目的，首先利用各种检测装置(例如图1所示的电子标签识别装置，或者是二维条形码识别装置等)来检测已放置于容纳室中的物品的种类，并将检测到的结果列成一张物品清单(步骤S200)。其中，若有检测装置无法辨识的物品，则全部归类为某一特定类别。再者，前述分别适用于各种检测装置的被检测装置，例如射频辨识元件(RFID)与二维条形码表单等，必须至少记载有上述这些物品的名称。此外，若需要更精密的重量估算，则最好在这些被检测装置上进一步记载上述这些物品的包装重量；若未记载，则将上述这些物品的包装重量视为零。
应注意的是，前述步骤S200仅需在方法执行前已储存有物品的情况下使用，假若在方法开始执行之前并无任何物品在容纳室内，则步骤S200可以仅列出一张空白的物品清单。再者，虽然为了简化说明而在整份说明书中是以电子标签识别装置与电子标签分别来替代所有可能使用的检测装置与相应的被检测物品，但这并非代表本发明仅能以此为唯一的实施手段。
在确认容纳室内的现有物品之后，系统会开始检测容纳室内各物品总和的整体重量是否有所改变(步骤S210)。一旦检测出整体重量有所改变，则首先检查电子标签是否有新增或减少的现象(步骤S220)。假若在容纳室中的电子标签有增加的现象，就表示有新的物品被放到容纳室里，此时可利用读取电子标签的内容来将新增物品列入物品清单，并且对物品的重量(或称为存量)进行估算(步骤S230)。反过来，假若在容纳室中的电子标签有减少的现象，就表示有物品被从容纳室中取出，此时可以根据消失的电子标签找到相对应的物品，并将此物品自物品清单中去除(步骤S240)。在另一种情况下，若是物品整体重量有所改变而又检测不出电子标签的数量有所变化，则表示新增或取出的物品为前述归类为特定类别的物品，此时就必须修改特定类别的物品的相应存量(步骤S250)。
以下将进一步详细说明前述实施例在不同的物品置入或取出情况下的操作方式。一般来说，物品置入或取出不外乎分为下列几项1.逐一放入，2.逐一取出，3.多个物品一起放入，以及4.多个物品一起取出。以下将逐一进行介绍。
当物品是逐一放入容纳室内的时候，可以直接取得该物品置入系统前、后的系统内所有物品的整体重量变化为T，此外，并可通过读取物品上的电子标签的内容而得知置入物的种类(或称品名或识别码)以及包装重量pi。如此一来就可以简单的根据下列式子来估算该物品的存量Ri，并新增或修改物品清单，以将新置入的物品建档。
Ri＝T-pi而当有两个以上物品同一瞬间被置入本系统时，系统只能测量置入物的整体重量，无法得知个别存量。但是如果电子标签内存有物品原始净重信息，则可估测出每个物品个别存量的范围，说明如下当k个物品同一瞬间被置入本系统，假设每个物品包装重量为pi(1≤i≤k)，每个物品原始净重为Ni(l≤i≤k)，置入后系统整体重量变化为T，则可以下式来估测每个物品存量范围Ri(1≤i≤k)max(0,T-Σj=1kPj-Σj=1,j≠1kNj)≤Ri≤min(Ni,T-Σj=1kPj)]]>而当此k个物品中有单一或多个物品被取出，则剩余物品的存量范围可动态改变。若由此k个物品中取出m个物品(1≤m≤k)，为了表示方便，且不失一般性，假设取出的物品编号为第1个至第m个，整体重量减少T′，系统中剩余的k-m个物品中每个物品的存量范围Ri(m+1≤i≤k)可用下列公式求得max(0,T-T′-Σj=m+1kPj-Σj=m+1,j≠1kNj)≤Ri≤min(Ni,T-T′-Σj=m+1kPj)]]>再者，若此k个物品中，取出前k-1个物品，也就是只剩下第k个物品时，是个特例，可以明确得知物品存量，不必估测范围。也就是当m＝k-1且i＝k，上式可化简为
max(0,T-T′-Σj=(k-1)+1kPJ-Σj=(k-1)+1,j≠kkNj)≤Rk≤min(Ni,T-T′-Σj=(k-1)+1kPj)]]>max(0,T-T′-Σj=kkPj-Σj=k,j≠kkNj)≤Rk≤min(Ni,T-T′-Σj=kkPj)]]>其中Σj=k,j≠kkNj=0]]>max(0，T-T′-Pk)≤Rk≤min(Nk，T-T′-Pk)其中T-T′-Pk≥0，Nk≥T-T′-Pk，所以T-T′-Pk≤Rk≤T-T′-Pk可得出Rk＝T-T′-Pk。
此外，对于电子标签识别装置无法识别的物品(包含不具有电子标签或其标签无法为电子标签识别装置所识别的物品)，可以在计算装置中使用一个特别记录以维持系统整体重量的一致性。当物品置入系统时，重量或压力测量装置测量出系统整体重量改变，但是电子标签识别装置未感应出电子标签信息改变，则视为无法识别的物品。计算装置将所有此类无法识别的物品视为一个物品，给定一个特定类别(特别的品名或识别码)，并将此类物品的重量总和视为一个物品的物品存量。一个或多个无法识别的物品由系统取出时，计算装置根据系统整体重量变化，更新该物品的重量信息。使用此技术可避免无法识别物品造成重量计算错误，也可容许系统中同一瞬间存在含电子标签以及不含电子标签的物品。
为使本发明之技术能更明显易懂，以下利用实际数字来举出一个详细的例子。以智能冰箱为例，其中使用冰箱作为容纳室，RFID标签做为电子标签，RFID识别装置作为电子标签识别装置，电子磅秤作为重量或压力感测装置，嵌入式系统作为计算装置。
嵌入式系统随时更新智能冰箱中物品整体重量以及电子标签的信息，亦即物品清单。例如当容纳室含有半瓶牛奶、一块牛肉时，物品清单内容如下表所示
当电子磅秤测量到容纳室中物品整体重量减轻，启动RFID识别装置，只检测到牛肉的RFID标签，对比物品清单，得知牛奶已被取出，则嵌入式系统会将牛奶的记录自物品清单中删除，结果如下表所示
当电子磅秤测量到容纳室中物品整体重量增加，启动RFID识别装置，分别检测到牛奶和牛肉的RFID标签，对比物品清单，得知牛奶被置入。电子磅秤测量出牛奶置入前容纳室整体重量为345g，置入后为695g，RFID标签上记录牛奶包装重量为20g。根据算式Ri＝T-Pi可以算牛奶目前存量为(695g-345g)-20g＝330g，嵌入式系统根据上述估算方法更新物品清单内容如下
如下表所示，当三瓶未含RFID标签、总重100g的饮料置入智能冰箱中，嵌入式系统产生一个品名为“无法识别”的记录，包装重量设定为0g，存量为物品置入前后的容纳室整体重量变化。
如下表所示，当其中两瓶未含RFID标签、总重80g的饮料同一瞬间由容纳室取出，嵌入式系统根据容纳室中物品整体重量的变化，更新品名为“无法识别”的物品记录，包装重量设为0g，存量为目前存量减去物品置入前后，容纳室中物品的整体重量变化。
此外，为了解决同一瞬间置入多个物品的问题，RFID标签除了品名(或识别码)与包装重量外，必须记录物品的原始净重。承上例，当高丽菜、空心菜以及葱等三种物品同一瞬间置入智能冰箱时，电子磅秤测量出整体重量变化为1285g-695g＝590g，也就是三种物品的存量以及包装总和为590g。如下表，扣掉三种物品的包装重量总合20g+15g+5g＝40g，得知三种物品存量总和为550g，但无法得知三种物品的个别存量。
此时可利用前述的公式来估算出三种物品存量范围max(0，590-(20+15+5)-(250+120))≤高丽菜存量≤min(300，590-(20+15+5))max(0，180)≤高丽菜存量≤min(300，550)
180≤高丽菜存量≤300上式估算出高丽菜存量介于180克至300克之间。
max(0，590-(20+15+5)-(300+120))≤空心菜存量≤min(250，590-(20+15+5))max(0，130)≤空心菜存量≤min(250，550)130≤空心菜存量≤250上式估算出空心菜存量介于130克至250克之间。
max(0，590-(20+15+5)-(300+250))≤葱存量≤min(120，590-(20+15+5))max(0，0)≤葱存量≤min(120，550)0≤葱存量≤120上式估算出葱的存量介于0克至120克之间。
经过存量范围估测，嵌入式系统所记录的物品清单内容如下表所示
承上，当三种物品被取出两种时，可明确计算剩余物品存量。如下表，若同一瞬间取出高丽菜以及空心菜，也就是系统中只剩下葱时，容纳室中物品整体重量剩下775g。
依上述公式得出葱的存量为T-T′-Pk＝590-(1285-775)-5＝75如下表
综上所述，利用本发明所提供的系统及方法，可以有效估算各种物品的动态存量。再者，在电子标签能提供某些特定信息的时候，即使有多个物品被同一瞬间置入于容纳室内也可以估算出可能的存量范围。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种估算动态存量的系统，其特征是包括电子标签识别装置，用以辨识与放置入此系统的物品相对应的电子标签的内容；重量测量装置，承载该物品并测量所承载的所有物品的整体重量；以及计算装置，连接至该重量测量装置及该电子标签识别装置，该计算装置接收该整体重量，并根据放置该物品前后所分别得到的整体重量以及该电子标签识别装置识别该电子标签所得的结果，估算并记录该物品的重量。
2.根据权利要求1所述的估算动态存量的系统，其特征是该电子标签记录该物品的包装重量与原始净重，并内含识别码。
3.根据权利要求2所述的电子标签，其特征是该识别码不得与其它电子标签内含的识别码重复。
4.根据权利要求1所述的估算动态存量的系统，其特征是当该电子标签识别装置无法辨识与该物品相对应的该电子标签的内容时，该计算装置将该物品归类为一种特定类别。
5.根据权利要求4所述的估算动态存量的系统，其特征是该电子标签识别装置无法辨识与该物品相对应的该电子标签的内容，包括该物品上不设置有该电子标签。
6.根据权利要求1所述的估算动态存量的系统，其特征是该重量测量装置设置于容纳室中。
7.根据权利要求6所述的估算动态存量的系统，其特征是该电子标签识别装置也设置于该容纳室中。
8.一种估算动态存量的方法，适用于判断放置于系统内的物品的存量，该系统具有重量测量装置，其特征是该估算动态存量的方法包括下列步骤检测该重量测量装置上所承载的整体重量是否有所改变；以及当整体重量发生变化，检测该系统内的物品的电子标签是否有新增或减少的现象，包括下列步骤当电子标签新增时，判断新增的电子标签所相对应的物品为该系统内的新增物品，改变物品清单并估算新增物品的个别重量；当电子标签减少时，判断减少的电子标签所相对应的物品为该系统中的取出物品，并将取出物品从该物品清单上去除；以及当电子标签数量不变时，改变特定类别的重量。
9.根据权利要求8所述的估算动态存量的方法，其特征是该电子标签记录该物品的包装重量与原始净重。
10.根据权利要求9所述的估算动态存量的方法，其特征是估算新增物品的个别重量的步骤，在同一瞬间置入k个物品于该系统中时，包括利用下式估算这k个物品的个别重量值max(0,T-Σj=1kPj-Σj=1,j≠ikNj)≤Ri≤min(Ni,T-Σj=1kPj)]]>其中，Rj为第i个物品的估算重量，Pj为第j个物品的包装重量，Ni与Nj分别为第i个与第j个物品的原始净重，T为放置前述k个物品前后，该重量测量装置所输出的该整体重量间的差异。
11.根据权利要求10所述的估算动态存量的方法，其特征是当同一瞬间从该系统中取出前述k个物品中编号为第1个至第m个的m个物品时，利用下式估算该重量测量装置上的前述k个物品中剩余物品的个别重量值max(0,T-T′Σj=m+1kPj-Σj=m+1,j≠ikNj)≤Ri≤min(Ni,T-T′-Σj=m+1kPj)]]>其中，Ri为第i个物品的估算重量，Pj为第j个物品的包装重量，Ni与Nj分别为第i个与第j个物品的原始净重，T为放置前述k个物品前后该重量测量装置所输出的该整体重量间的差异，而T′则为取出前述m个物品前后该重量测量装置所输出的该整体重量间的差异。
12.根据权利要求9所述的估算动态存量的方法，其特征是估算新增物品的个别重量的步骤，在仅置入一个物品时利用下式估算新增物品的重量Ri＝T-Pi其中，Ri为该物品的存量，T为该新增物品置入该系统前后由该重量测量装置所输出的该整体重量间的差异，Pi为该物品的包装重量。
13.根据权利要求8所述的估算动态存量的方法，其特征是还包括于执行该估算动态存量的方法之初，先行检测该系统内的所有物品并列出该物品清单，其中，将不具备可辨识的电子标签的物品归类为该特定类别。
全文摘要
一种估算动态存量的系统及方法，此系统具有电子标签识别装置、重量测量装置与计算装置。放置物品于系统内时，电子标签识别装置辨识与此物品相对应的电子标签的内容，而重量测量装置则承载此物品并测量所承载的所有物品的整体重量。计算装置连接至重量测量装置及电子标签识别装置以接收由重量测量装置所输出的整体重量，并根据放置此物品前后所分别得到的整体重量以及电子标签识别装置识别电子标签所得的结果，估算并记录此物品的存量。
文档编号G01G19/40GK1979100SQ20051012775
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月6日 优先权日2005年12月6日
发明者赖育升, 梁哲玮 申请人:财团法人工业技术研究院