终端设备识别系统及其方法
技术领域
本发明是关于一种终端设备识别系统,尤其关于一种可根据终端设备上电后的开机数据识别终端设备的类型,并判断是否已经注册的终端设备识别系统及其方法。
背景技术
随着工业4.0的发展,如何有效地管理及实时监控终端设备对从事制造及供应链管理的公司来说已成为一个挑战,而现有的全回路监控由于需要为每个回路中的设备配置监控传感器及人工配置各监控设备的类型,以采集全部设备的运行状态,因此其建造成本很高。此外,由于需要手动配置监控模块与设备关系,因此在终端设备的配置改变时,必须以人工的方式逐个变更设备关系、更新检测脚本,并不适用于需要大批量快速部署的场景。因此,如何提高设备批量组网及集成管理的效率为目前所需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,需要一种终端设备识别系统及其方法以快速且准确地识别初次连接的未知设备。
本发明提供一种终端设备识别系统,与至少一待识别设备连接,其特征在于,所述终端设备识别系统包括存储模块、能源分析模块及检测模块。所述存储模块存储有对应于不同类型的终端设备的开机特征。所述能源分析模块与所述待识别设备连接,并于所述待识别设备上电后以既定采样率对所述待识别设备进行采样,及输出对应于所述待识别设备的开机数据。所述检测模块根据自所述能源分析模块所接收到的所述开机数据及所述存储模块中的所述开机特征判断所述待识别设备是否已经注册。
根据本发明一实施例,所述开机特征至少包括所述终端设备所对应的电流波形、能耗瞬变及谐波频谱,及所述开机数据至少包括所述待识别设备所对应的电流波形、能耗瞬变及谐波频谱。
根据本发明另一实施例,所述检测模块更透过智能插座重复启动所述待识别设备,并于所述能源分析模块连续采集到相同的所述开机数据达既定次数时,才将所述开机数据输出至所述检测模块。
根据本发明另一实施例,当所述待识别设备的开机数据与所述终端设备特征库中所述开机特征的任一者匹配时,所述检测模块将所述开机特征所对应的终端设备识别码分配给所述待识别设备;及当所述待识别设备的所述开机特征与所述终端设备特征库中每个所述开机特征皆不匹配时,所述检测模块分配新的终端设备识别码给所述待识别设备,并将所述开机数据存储为新的开机特征。
根据本发明另一实施例,所述检测模块透过网状网络协定与所述待识别设备连接。
附图说明
图1为根据本发明一实施例所述的终端设备识别系统的方块图。
图2为根据本发明一实施例所述的终端设备识别方法的流程图。
主要元件符号说明
终端设备识别系统 100
能源分析模块 110
检测模块 120
存储模块 130
智能插座 140
待识别设备 201
步骤流程 S201至S205
具体实施方式
有关本发明之系统及方法适用之其他范围将于接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是下列的详述以及具体的实施例,当提出有关终端设备识别系统及其方法的示范实施例时,仅作为描述的目的以及并非用以限制本发明的范围。
图1为根据本发明一实施例所述的终端设备识别系统100的方块图。终端设备识别系统100用以判断待识别设备201的类型,至少包括能源分析模块110、检测模块120、存储模块130及智能插座140。值得注意的是,图1中仅以一个待识别设备201作为示例,但当待识别设备的数量为复数个时,每个待识别设备皆透过各自所对应的智能插座140与能源分析模块110及检测模块120连接。能源分析模块110设置介于市电电源及智能插座140之间,以既定的采样率(例如1GS/s,Samples/Second)采集待识别设备201的开机数据(例如电流波形、能耗瞬变及谐波频谱等特征)。检测模块120透过有线及/或无线的方式与能源分析模块110及待识别设备201连接,根据能源分析模块110采集到的数据识别待识别设备的类型,并可透过智能插座控制待识别设备201。举例来说,检测模块120可透过有线的方式(例如光纤)与设备网关连接,而待识别设备201则透过无线的方式(例如透过智能插座内建的网状网络协定)连接至同一个设备网关,使得检测模块120可与待识别设备201进行通信。或者,于另一实施例中,若检测模块120内建无线通信模块,则可直接透过无线的方式(例如网状网络协定、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等)连接至与待识别设备201相同的设备网关。此外,检测模块120至少包括电流频谱分析模组与电流波形分析模组,以分别根据开机数据判断待识别设备的类型及运作状态。
存储模块130与检测模块120连接,设置有终端设备特征库,用以存储对应于不同类型的终端设备的开机特征,以供检测模块120判断待识别设备201的类型是否已经被记录在终端设备特征库中。每个开机特征皆对应有一个特定的终端设备识别码,以于待识别设备201匹配到对应的开机特征时(例如完全相同或者相似度大于既定百分比时),将对应的终端设备识别码分配给待识别设备201。其中,开机特征包括终端设备所对应的时域特征(电流波形)、能耗瞬变及谐波频谱等。此外,存储模块130更进一步地存储智能插座140的位置信息及对应的网络设备识别码,以供检测模块120存取运作中智能插座140的位置及执行智能插座140的相关功能。智能插座140设置于待识别设备201与能源分析模块110之间,使得市电电源可经由能源分析模块110及智能插座140对待识别设备201供电。此外,智能插座140更透过无线的方式(例如透过网状网络协定)与检测模块120连接,使得检测模块120于侦测到待识别设备201第一次透过智能插座140上电时,可透过智能插座140的相关信息得知待识别设备201的位置,并可透过智能插座140对应的网络设备识别码控制待识别设备201的开启与关闭。
根据本发明一实施例,待识别设备201透过智能插座140设置于一般插座上后,且智能插座140透过网状网络协定与检测模块120连接。当使用者启动待识别设备201且检测模块120接收到注册待识别设备201的指令后,能源分析模块110开始以既定的采集率采集待识别设备201的开机电流波形、能耗瞬变及谐波频谱等数据,并将取得的开机电流波形、能耗瞬变及谐波频谱等数据上传至检测模块120。其中,为了准确地取得待识别设备201的开机电流波形,检测模块120可透过智能插座140不断地重复启动待识别设备201,并藉由能源分析模块110记录每次启动后的开机数据,直到相同的特征连续重复出现达既定次数(例如连续出现3次)时,能源分析模块110才判定该特征(至少包括电流波形、能耗瞬变及谐波频谱)为对应于待识别设备201的开机数据,并将该开机数据连同对应的时间戳上传至检测模块120。接着,检测模块120停止重新启动待识别设备201,并将接收到的开机数据与终端设备特征库中所存储的开机特征进行比对。
当检测模块120搜索到与待识别设备201的开机电流波形及频谱特征相同的开机特征时,检测模块120将该开机特征所对应的终端设备识别码分配给待识别设备201。反之,当检测模块120无法于终端设备特征库中搜索到对应的开机特征时,检测模块120将一个新的终端设备识别码分配给待识别设备201,并将待识别设备201对应的开机电流波形及频谱特征存储为新的开机特征,并将该开机特征与新的终端设备识别码绑定,以达到实时更新终端设备特征库的目的。最后,当待识别设备201取得对应的终端设备识别码后,即完成识别程序,检测模块120输出指令告知能源分析模块110停止开机数据的采样,并切换至每隔既定时间(例如30分钟)采集待识别设备的运作数据(例如电流、电压、功率的实时值等),以供检测模块120监控待识别设备201的能耗及运作状态等。
值得注意的是,当待识别设备201本身具有连网功能时,亦可直接连接至无线网状路由器即可,而不需透过智能插座140及设备网关与检测模块120连接,而待识别设备201的位置则可根据无线网状路由器的位置及待识别设备201的无线信号强度及天线波束角度来推算。
图2为根据本发明一实施例所述的终端设备识别方法的流程图。其中,待识别设备201、能源分析模块110、检测模块120、存储模块130及智能插座140的连接关系如图1所示,在此即不加以描述以精简说明。首先,于步骤S201,将待识别设备201透过智能插座140与市电电源连接后,将待识别设备201上电,并启动检测模块120的识别程序。于步骤S202,能源分析模块110以既定采样率采集待识别设备201的开机数据(包括电流波形、能耗瞬变及谐波频谱等数据),并将采集到的开机电流波形及频谱特征输出至检测模块120。于步骤S203,检测模块120将待识别设备201所对应的开机数据与终端设备特征库中的开机特征(至少包括电流波形、能耗瞬变及谐波频谱)进行比对。当待识别设备201所对应的开机数据与端设备特征库中的开机特征的任一者匹配时,进入步骤S204,检测模块120将该开机特征所对应的终端设备识别码分配给待识别设备201。反之,当检测模块120无法于终端设备特征库中搜索到对应的开机特征时,进入步骤S205,检测模块120将一个新的终端设备识别码分配给待识别设备201,并将待识别设备201对应的开机电流波形及频谱特征存储为新的开机特征,并将该开机特征与新的终端设备识别码绑定,以更新终端设备特征库中的开机特征。
除此之外,于取得终端设备识别码后,能源分析模块110每隔既定时间(例如30分钟)采集待识别设备201的数据(例如电流、电压、功率的实时值等),并输出至检测模块120,以供检测模块120判断待识别设备201的运作数据是否维持在正常的工作范围内。若检测模块120判断待识别设备201发生异常时,更生成一异常列表,以记录发生故障或失效的设备。
值得注意的是,尽管上述方法已在使用一系列步骤或方框之流程图的基础上描述,但本发明不局限于这些步骤的顺序,并且一些步骤可不同于其余步骤的顺序执行或其余步骤可同时进行。此外,本领域技术人员将可理解在流程图中所示的步骤并非唯一的,其可包括流程图的其它步骤,或者一或多个步骤可被删除而不会影响本发明的范围。
综上所述,根据本发明一些实施例所提出的终端设备识别系统及方法,透过将待识别设备经由智能插座与能源分析模块及检测模块连接,使得检测模块可于待识别设备上电后,根据待识别设备的开机电流波形及频谱特征判断待识别设备是否已经注册。此外,由于待识别装置为透过事先配置的智能插座上电,使得检测模块可根据智能插座判断待识别装置的部署位置,除了可进一步地透过智能插座控制待识别装置的开启与关闭外,更可于识别或注册设备后,监测设备的运行,以达到设备批量快速组网、提高集成管理效率及设备故障的预测的目的。
值得注意的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
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