本專利申請要求2013年7月18日(2013.7.18)提交的美國臨時專利申請No.61/847,960和2013年10月9日(2013.10.9)提交的美國臨時專利申請No.61/889,013中的每個的優(yōu)先權(quán)。以上引用的專利申請中的每個的全部內(nèi)容出于所有目的通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利說明書涉及用于與危害檢測系統(tǒng)對接的系統(tǒng)和方法。更具體地，本專利說明書涉及用于檢測在危害檢測系統(tǒng)的附近執(zhí)行的姿勢的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

出于安全考慮，在住宅環(huán)境、商業(yè)環(huán)境和工業(yè)環(huán)境中已經(jīng)使用了諸如煙霧檢測器、一氧化碳檢測器、組合煙霧和一氧化碳檢測器的危害檢測系統(tǒng)以及用于檢測其它危險狀況的系統(tǒng)。當(dāng)這些系統(tǒng)檢測到存在危險狀況時，它們經(jīng)常發(fā)出可聽警報。警報常常被表征為具有極響或刺耳的聲音，并且對于人類聽眾而言會是令人不悅或者非常不舒服的。當(dāng)用戶得知將因非緊急情形(諸如，來自烹飪的煙)而造成警報時，一些危害檢測器可允許用戶按下位于單元的外罩上的按鈕(有時被稱為靜音按鈕或暫時無聲按鈕)。當(dāng)按下靜音按鈕或暫時無聲按鈕時，在諸如4至10分鐘的范圍內(nèi)的預(yù)定時間間隔內(nèi)，可聽警報噪聲被暫時無聲，在此期間，用戶有機會諸如通過打開窗戶來解決該情形，而不需要忍受警報刺耳的聲音。如果在該預(yù)定時間間隔結(jié)束時狀況繼續(xù)存在，則可聽警報噪聲重新開始。在許多實際情形下可引起的一個問題是，危害檢測器單元被安裝在墻壁或頂棚上用戶夠不到的高度，導(dǎo)致一些用戶找來梯子、椅子或掃帚來按下靜音按鈕或暫時無聲按鈕， 這會導(dǎo)致不方便、不切實際、和/或不安全的情況。本領(lǐng)域的技術(shù)人員鑒于本公開將清楚會出現(xiàn)其它問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本文中描述的實施例的危害檢測系統(tǒng)和方法可操作為使用戶能夠通過執(zhí)行非觸摸式姿勢與危害檢測系統(tǒng)對接?？稍谖：z測系統(tǒng)的附近執(zhí)行非觸摸式姿勢，而不需要物理地觸摸危害檢測系統(tǒng)。這使得用戶即使夠不到危害檢測系統(tǒng)也能夠與危害檢測系統(tǒng)互動。危害檢測系統(tǒng)可檢測姿勢并且響應(yīng)于所檢測的姿勢來執(zhí)行適宜動作。在一個實施例中，危害檢測系統(tǒng)可響應(yīng)于所檢測的姿勢使其可聽警報無聲。在另一個實施例中，危害檢測系統(tǒng)可響應(yīng)于所檢測的姿勢，先發(fā)制人地關(guān)掉其可聽警報。例如，如果用戶正在執(zhí)行可能導(dǎo)致警報事件但不一定確保的警報事件的活動(例如烹飪)，則用戶會希望先發(fā)制人地防止發(fā)出可聽警報。

可使用根據(jù)各種實施例的姿勢檢測電路和方法來檢測姿勢。姿勢檢測電路可使用一個或多個傳感器來檢測可能正在執(zhí)行姿勢的一個或多個對象。在一個實施例中，可使用一個或多個超聲傳感器來檢測姿勢。在另一個實施例中，可使用運動檢測器結(jié)合一個或多個超聲傳感器來檢測姿勢。

在一個實施例中，危害檢測系統(tǒng)可包括至少一個危害檢測傳感器。危害檢測傳感器中的一個或多個可操作為檢測煙霧、熱、濕度、一氧化碳、二氧化鈦或氡。該系統(tǒng)可包括警報產(chǎn)生電路，警報產(chǎn)生電路可操作為響應(yīng)于至少一個危害檢測傳感器檢測到的危害事件而發(fā)出可聽警報。該系統(tǒng)可包括：無源紅外(PIR)傳感器，其具有用于檢測至少一個對象的移動的相對寬的視場；以及至少一個超聲傳感器，其均具有用于檢測至少一個對象的存在的相對窄的視場。窄視場小于寬視場。該系統(tǒng)可包括控制電路，控制電路可操作為處理由PIR傳感器和超聲傳感器獲取的數(shù)據(jù)，確定在所處理的數(shù)據(jù)中是否存在姿勢靜音事件，當(dāng)確定姿勢靜音事件時停止發(fā)出可聽警報。

在另一個實施例中，一種危害檢測系統(tǒng)可包括：至少一個危害檢測傳感器；警報產(chǎn)生電路可操作為發(fā)出可聽警報；揚聲器，用于播放記錄的消息；以及至少一個對象檢測傳感器，用于檢測姿勢事件。該系統(tǒng)可包括控制電路，該控制電路可操作為通過所述揚聲器播放記錄的消息。所記錄的消息可包括使用戶在所述危害檢測系統(tǒng)的附近執(zhí)行所述姿勢事件的指令。所述控制電路進一步可操作為處理從所述至少一個對象檢測傳感器獲取的數(shù)據(jù)，以確定是否已執(zhí)行所述姿勢事件，以及響應(yīng)于確定已執(zhí)行所述姿勢事件，而改變所述危害檢測系統(tǒng)的狀態(tài)。

在另一個實施例中，提供了一種用于使危害檢測系統(tǒng)的危害警報無聲的方法。所述方法可包括：響應(yīng)于檢測到的危害事件，發(fā)出可聽警報；播放提供關(guān)于如何至少暫時使所述可聽警報無聲的指令的記錄；根據(jù)所述記錄的指令，檢測所述危害檢測系統(tǒng)的附近移動的對象；以及響應(yīng)于檢測到對象根據(jù)所述記錄的指令移動，而至少暫時使所述可聽警報無聲。

在另一個實施例中，一種危害檢測系統(tǒng)可包括：警報產(chǎn)生電路，用于響應(yīng)于檢測的危害事件，產(chǎn)生可聽警報；以及至少一個超聲傳感器，美國超聲傳感器具有用于監(jiān)視至少一個對象的存在的檢測場。所述系統(tǒng)可包括控制電路，所述控制電路可操作為：指示所述警報產(chǎn)生電路在所檢測的危害事件期間發(fā)出所述可聽警報；從包括所述至少一個超聲傳感器的至少一個傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)；處理所述傳感器數(shù)據(jù)，以確定所接收的傳感器數(shù)據(jù)是否已捕捉靜音姿勢；以及指示所述警報產(chǎn)生電路在所接收的傳感器數(shù)據(jù)已捕捉靜音姿勢時發(fā)出所述可聽警報。

在另一個實施例中，一種用于處理用于改變可聽警報的狀態(tài)的姿勢的方法。所述方法可包括：激活警報產(chǎn)生電路，以發(fā)出可聽警報； 對至少一個超聲檢測場監(jiān)視至少一個對象的存在；確定在所述至少一個對象存在于所述至少一個超聲檢測場中時所述至少一個對象是否正在根據(jù)姿勢移動；以及當(dāng)確定在所述至少一個對象存在于所述至少一個超聲檢測場中時所述至少一個對象正在根據(jù)所述姿勢移動時，使所述警報產(chǎn)生電路去激活，以停止發(fā)出所述可聽警報。

在另一個實施例中，一種危害檢測系統(tǒng)可包括至少一個危害檢測傳感器，可操作為監(jiān)視所述危害檢測系統(tǒng)的附近的環(huán)境。所述危害檢測系統(tǒng)可根據(jù)空閑模式、預(yù)警報模式和警報模式中的一個操作。所述系統(tǒng)可包括警報產(chǎn)生電路，所述警報產(chǎn)生電路可操作為在所述警報模式下發(fā)出可聽警報；揚聲器，可操作為播放至少一個記錄的消息；以及姿勢檢測電路，可操作為對所述附近監(jiān)視姿勢。所述系統(tǒng)可包括控制電路，所述控制電路可操作為基于從所述至少一個危害檢測傳感器獲取的數(shù)據(jù)，選擇所述空閑模式、所述預(yù)警報模式和所述警報模式中的一個。當(dāng)所述危害檢測系統(tǒng)處于所述預(yù)警報模式時，所述控制電路進一步進行可操作為通過所述揚聲器播放記錄的消息；檢測所述姿勢檢測電路是否監(jiān)視到姿勢；以及當(dāng)檢測到所述姿勢并且從所述至少一個危害檢測傳感器獲取的數(shù)據(jù)足以將所述系統(tǒng)操作從所述預(yù)警報模式改變到所述警報模式時，先發(fā)制人地禁用所述警報產(chǎn)生電路。

在另一個實施例中，一種姿勢檢測系統(tǒng)可包括：無源紅外(PIR)傳感器，可操作為檢測至少一個對象的移動；超聲傳感器，可操作為檢測至少一個對象的存在；以及電路。所述電路可操作為：使用所述超聲傳感器來創(chuàng)建靜態(tài)環(huán)境模型；使用所述超聲傳感器來產(chǎn)生動態(tài)環(huán)境模型；以及將所述動態(tài)模型與所述靜態(tài)模型進行比較，以確定是否存在至少一個新對象。

可通過參照說明書的剩余部分和附圖來實現(xiàn)對本文中討論的實施例的性質(zhì)和優(yōu)點的進一步理解。

附圖說明

圖1是根據(jù)一些實施例的具有危害檢測系統(tǒng)的封閉空間的示圖；

圖2示出根據(jù)一些實施例的說明性封閉空間中正使用的危害檢測系統(tǒng)的說明性框圖；

圖3示出根據(jù)一些實施例的危害檢測系統(tǒng)的說明性電路示意圖；

圖4A至圖4E示出根據(jù)一些實施例的危害檢測系統(tǒng)連同其若干接口傳感器的說明性定位的不同視圖；

圖5A示出根據(jù)一些實施例的源自安裝在第一位置的危害檢測系統(tǒng)的接口傳感器的說明性檢測場；

圖5B示出根據(jù)一些實施例的源自安裝在第二位置的危害檢測系統(tǒng)的接口傳感器的說明性檢測場；

圖6A至圖6D示出根據(jù)一些實施例的人使用姿勢來使可聽警報無聲時的說明性快照；

圖7示出根據(jù)一些實施例的危害檢測系統(tǒng)的各種組件的說明性時序圖；

圖8示出根據(jù)一些實施例的PIR傳感器的說明性檢測場；

圖9A至圖9D示出根據(jù)一些實施例的示出PIR傳感器數(shù)據(jù)的若干不同說明性曲線圖；

圖10示出根據(jù)一些實施例的原始PIR數(shù)據(jù)和經(jīng)過濾的PIR數(shù)據(jù)的說明性波形；

圖11示出根據(jù)一些實施例的危害檢測系統(tǒng)響應(yīng)于監(jiān)視姿勢而使可聽警報無聲的說明性過程；

圖12示出根據(jù)示例情形的可形成兩個不同超聲傳感器的校準基礎(chǔ)的說明性波形圖；

圖13示出根據(jù)示例情形的說明性波形圖；

圖14A至圖14C示出根據(jù)一些實施例的用于操作具有姿勢靜音能力的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程；

圖15示出根據(jù)一些實施例的危害檢測系統(tǒng)響應(yīng)于監(jiān)視姿勢而使可聽警報無聲的說明性過程；

圖16示出根據(jù)一些實施例的用于操作配備有至少一個超聲傳感 器的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程；以及

圖17示出根據(jù)一些實施例的用于操作配備有PIR傳感器和至少一個超聲傳感器的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程；

圖18示出根據(jù)一些實施例的示例性校準矩陣；

圖19A示出根據(jù)一些實施例的可表示由超聲傳感器中的一個隨時間檢測的距離的說明性波形；

圖19B示出根據(jù)一些實施例的圖19A的波形的衍生波形；

圖20示出根據(jù)一些實施例的可表示揮手姿勢的說明性姿勢波形；以及

圖21示出根據(jù)一些實施例的包含姿勢波形的說明性緩沖器。

具體實施方式

在下面的具體實施方式中，出于解釋的目的，闡述眾多特定細節(jié)以便各種實施例的徹底理解。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，各種這些實施例只是說明性的，而不旨在以任何方式進行限制。其它實施例將容易向受益于本公開的技術(shù)人員揭示它們自身。

另外，出于清晰的目的，沒有示出或描述本文中描述的實施例的所有常規(guī)特征。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易理解，為了形成任何這種實際實施例，可以需要眾多實施例特定決策來實現(xiàn)特定的設(shè)計目的。針對不同的實施例并且對于不同的開發(fā)者，這些設(shè)計目的將有所不同。此外，應(yīng)該理解，這種開發(fā)努力會是復(fù)雜且耗時的，但卻將是受益于本公開的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的常規(guī)工程承擔(dān)。

應(yīng)理解，雖然本文中是在用于住宅(諸如，單個家庭住宅)的上下文中進一步描述了一個或多個危害檢測實施例，但本教導(dǎo)的范圍不受此限制。更一般地，危害檢測系統(tǒng)可應(yīng)用于各式各樣的封閉空間，諸如例如復(fù)式住宅、連棟房屋、多單元公寓樓、旅館、零售店、辦公樓和工廠廠房。另外，應(yīng)理解，雖然可使用術(shù)語用戶、顧客、安裝工、屋主、居住者、訪客、房客、房東、維修人員等來表示在本文中描述 的一種或多種情況的上下文中與危害檢測器正在交互的一個或多個人員，但這些引用決不被認為相對于正執(zhí)行這些動作的一個或多個人員限制本教導(dǎo)的范圍。

圖1是示出根據(jù)一些實施例的使用危害檢測系統(tǒng)105、遠程危害檢測系統(tǒng)107、恒溫器110、遠程恒溫器112、供暖、制冷和通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)120、路由器122、計算機124和中央面板130的示例性封閉空間100的圖。封閉空間100可以是例如獨戶住房、復(fù)式住宅、公寓樓內(nèi)的公寓、倉庫、或諸如辦公室或零售店的商用建筑。危害檢測系統(tǒng)105可以由電池供電、由電線供電、或由電線供電并帶有備用電池。危害檢測系統(tǒng)105可包括一個或多個處理器、多個傳感器、非易失性存儲和用于提供所期望的安全監(jiān)視和用戶接口特征的其它電路。由于物理限制和電力約束，一些用戶接口特征可只用于由電線供電的實施例中。另外，由電線供電和由電池供電的實施例共同的一些特征可不同地被實現(xiàn)。危害檢測系統(tǒng)105可包括以下的功耗組件：低功率無線個域網(wǎng)(6LoWPAN)電路、系統(tǒng)處理器、安全處理器、非易失性存儲器(例如閃存)、WiFi電路、環(huán)境光傳感器(ALS)、煙霧傳感器、一氧化碳(CO)傳感器、一個或多個溫度傳感器、一個或多個超聲傳感器、無源紅外(PIR)傳感器、揚聲器、一個或多個LED和蜂鳴器。應(yīng)理解，可存在同一組件的多個實例，而其它組件可只在一個實例中存在。

危害檢測系統(tǒng)105可監(jiān)視與封閉空間100相關(guān)聯(lián)的環(huán)境狀況并且當(dāng)環(huán)境狀況超過閾值時向居住者報警。受監(jiān)視的狀況可包括例如煙霧、熱、濕度、一氧化碳、二氧化碳、氡氣和其它氣體。除了監(jiān)視環(huán)境的安全之外，危害檢測系統(tǒng)105可提供多個在常規(guī)警報系統(tǒng)中見不到的用戶接口特征。這些用戶接口特征可包括例如話音警報、語音設(shè)置指令、云通信(例如向云推送監(jiān)視的數(shù)據(jù)，或者向移動電話推送通知，或從云接收軟件更新)、裝置-裝置通信(例如，與封閉空間內(nèi)的其它危害檢測系統(tǒng)通信，包括危害檢測系統(tǒng)之間的軟件更新的通信)、可視安全指示器(例如，顯示綠光指示是安全的而顯示紅光指示有危險)、 觸覺和非觸覺輸入命令處理、和軟件更新。

應(yīng)該理解，危害檢測系統(tǒng)105可被實現(xiàn)為智能家用裝置。因此，盡管主要參照特定危害(例如煙霧、CO、熱)來描述危害檢測系統(tǒng)的討論，但危害檢測系統(tǒng)可提供與這些危害無關(guān)的額外特征和功能。例如，危害檢測系統(tǒng)可監(jiān)視多個不同狀況，這些狀況可包括運動、聲音和氣味。這些狀況還可包括遠程傳感器(例如臂帶、門傳感器、窗傳感器、個人媒體裝置)供應(yīng)的數(shù)據(jù)。

危害檢測系統(tǒng)105可根據(jù)本文中描述的各種實施例來實現(xiàn)多標準狀態(tài)機，以提供諸如預(yù)警器的預(yù)先危害檢測和預(yù)先用戶接口特征。另外，多標準狀態(tài)機可管理報警狀態(tài)和預(yù)報警狀態(tài)并且可包括可控制報警狀態(tài)的一個或多個傳感器狀態(tài)機和控制預(yù)報警狀態(tài)的一個或多個系統(tǒng)狀態(tài)機。每個狀態(tài)機可基于傳感器數(shù)據(jù)值、靜音事件和轉(zhuǎn)變條件在其狀態(tài)中的任一種之間轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變條件可定義狀態(tài)機如何從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)，最終可定義危害檢測系統(tǒng)105如何操作。危害檢測系統(tǒng)105可使用雙處理器布置來執(zhí)行根據(jù)各種實施例的多標準狀態(tài)機。雙處理器布置使危害檢測系統(tǒng)105能夠以在同時提供相對的安全保障危害檢測和報警功能時使用最少電力的方式來管理報警和預(yù)報警狀態(tài)。多標準狀態(tài)機的額外細節(jié)可見于例如與其同時提交的共同轉(zhuǎn)讓、共同待決的名稱為“Systems and Methods for Multi-Criteria Alarming(用于多標準報警的系統(tǒng)和方法)”的美國專利申請No.14/334，003,(代理人案卷號GP-5743-00-US，公開號為US2015/0022367)，該專利申請的公開的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。

封閉空間100可包括任何數(shù)量的危害檢測系統(tǒng)。例如，如所示出的，危害檢測系統(tǒng)107是可與系統(tǒng)105類似的另一危害檢測系統(tǒng)。在一個實施例中，系統(tǒng)105和107都可以是電池供電的系統(tǒng)。在另一個實施例中，系統(tǒng)105可以是由電線供電的，系統(tǒng)107可以是由電池供電的。此外，危害檢測系統(tǒng)可被安裝在封閉空間100的外部。

恒溫器110可以是控制HVAC系統(tǒng)120的眾多恒溫器中的一種。恒溫器110可被稱為“主”恒溫器，因為憑借與通向HVAC系統(tǒng)120的HVAC控制線(例如，W、G、Y等)電連接，它進行電連接，以致動HVAC系統(tǒng)中的全部或部分。恒溫器110可包括用于從與封閉空間100相關(guān)聯(lián)的環(huán)境收集數(shù)據(jù)的一個或多個傳感器。例如，可使用傳感器來檢測占用(occupancy)、溫度、光和封閉空間100內(nèi)的其它環(huán)境狀況。遠程恒溫器112可被稱為“輔助”恒溫器，因為它可不被電連接為致動HVAC系統(tǒng)120，但它也可包括用于從與封閉空間100相關(guān)聯(lián)的環(huán)境收集數(shù)據(jù)的一個或多個傳感器并且可將數(shù)據(jù)經(jīng)由有線或無線鏈路傳送到恒溫器110。例如，恒溫器112可與恒溫器110無線通信并進行協(xié)作以改進對HVAC系統(tǒng)120的控制。恒溫器112可提供指示其在封閉空間100內(nèi)的位置的額外溫度數(shù)據(jù)，提供額外占用信息，或者為用戶提供另一用戶接口(例如，用于調(diào)節(jié)溫度設(shè)置點)。

危害檢測系統(tǒng)105和107可經(jīng)由有線或無線鏈路與恒溫器110或恒溫器112通信。例如，危害檢測系統(tǒng)105可將其監(jiān)視的數(shù)據(jù)(例如，溫度和占用檢測數(shù)據(jù))傳送到恒溫器110，使得向它提供額外數(shù)據(jù)，以便更好地被告知關(guān)于控制HVAC系統(tǒng)120的決策。此外，在一些實施例中，數(shù)據(jù)可經(jīng)由有線或無線鏈路從恒溫器110和112中的一個或多個傳送到危害檢測系統(tǒng)105和107中的一個或多個。

中央面板130可以是安保系統(tǒng)或封閉空間100的其它主控制系統(tǒng)的部分。例如，中央面板130可以是可監(jiān)視窗戶和門被破壞情況并且監(jiān)視運動傳感器提供的數(shù)據(jù)的安保系統(tǒng)。在一些實施例中，中央面板130還可與恒溫器110和112和危害檢測系統(tǒng)105和107中的一個或多個通信。中央面板130可經(jīng)由有線鏈路、無線鏈路、或其組合執(zhí)行這些通信。例如，如果危害檢測系統(tǒng)105檢測到煙霧，則可警告中央面板130存在煙霧并且發(fā)出適宜的通知，諸如顯示封閉空間100內(nèi)的特定地帶正經(jīng)歷危害狀況的指示符。

封閉空間100還可包括無線地和通過有線連接可訪問的私有網(wǎng)絡(luò)，還可被稱為局域網(wǎng)或LAN。私有網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)裝置可包括危害檢測系統(tǒng)105和107、恒溫器110和112、計算機124和中央面板130。在一個實施例中，使用路由器122實現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)，路由器122可提供路由、無線接入點功能、防火墻和用于連接到各種有線網(wǎng)絡(luò)裝置(諸如計算機124)的多個有線連接端口。可使用802.11協(xié)議執(zhí)行路由器122和聯(lián)網(wǎng)的裝置之間的無線通信。路由器122還可通過電纜-調(diào)制解調(diào)器、DSL調(diào)制解調(diào)器和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者或其它公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供者向網(wǎng)絡(luò)裝置提供接入諸如互聯(lián)網(wǎng)或云的公共網(wǎng)絡(luò)。

通過接入互聯(lián)網(wǎng)，例如，可使諸如系統(tǒng)105或恒溫器110的聯(lián)網(wǎng)裝置與遠離封閉空間100的裝置或服務(wù)器通信。遠程服務(wù)器或遠程裝置可托管賬戶管理程序，賬戶管理程序管理封閉空間100內(nèi)包含的各種聯(lián)網(wǎng)裝置。例如，在根據(jù)本文中討論的實施例的危害檢測系統(tǒng)的上下文中，系統(tǒng)105可周期性經(jīng)由路由器122向遠程服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。另外，如果檢測到危害事件，則在系統(tǒng)105經(jīng)由路由器122通信通知之后，可將事件通知給遠程服務(wù)器或遠程裝置。類似地，系統(tǒng)105可經(jīng)由路由器122從賬戶管理程序接收數(shù)據(jù)(例如命令或軟件更新)。

危害檢測系統(tǒng)105可在若干不同功耗模式中的一種下操作。每個模式的特征可以是系統(tǒng)105和系統(tǒng)105的配置執(zhí)行的消耗不同電量。每個功耗模式對應(yīng)于危害檢測系統(tǒng)105消耗的電量，所消耗的電量可從最低量變化成最高量。功耗模式中的一種對應(yīng)于最低耗電量，另一種功耗模式對應(yīng)于最高耗電量，所有其它功耗模式落入最低耗電量和最高耗電量之間的某個耗電量。功耗模式的示例可包括空閑模式、記錄更新模式、軟件更新模式、報警模式、預(yù)報警模式、靜音模式和夜光模式。這些功耗模式僅僅是說明性的，并不旨在成為限制?？纱嬖陬~外的或更少的功耗模式。此外，本文中描述的不同模式的任何明確特征不旨在全都包括，而是旨在提供每個模式的一般上下文。

圖2示出根據(jù)一些實施例的說明性封閉空間200中正使用的危害檢測系統(tǒng)205的說明性框圖。圖2還示出可選的危害檢測系統(tǒng)207和路由器222。危害檢測系統(tǒng)205和207可類似于圖1中的危害檢測系統(tǒng)105和107，封閉空間200可類似于圖1中的封閉空間100，路由器222可類似于圖1中的路由器122。危害檢測系統(tǒng)205可包括若干組件，包括系統(tǒng)處理器210、高功率無線通信電路212和天線、低功率無線通信電路214和天線、非易失性存儲器216、揚聲器218、可包括一個或多個安全傳感器221和一個或多個非安全傳感器222的傳感器220、安全處理器230、警報器234、電源240、電力轉(zhuǎn)換電路242、高質(zhì)量功率電路243和電源門控電路214。危害檢測系統(tǒng)205可操作為使用可使功耗最小化的電路拓撲和功率預(yù)算方法來提供有安全保障的安全檢測特征和用戶接口特征。結(jié)合圖2和圖3討論系統(tǒng)205的組件和示例性電路拓撲，并且結(jié)合圖4至圖21討論用于檢測姿勢的方法和電路。

危害檢測系統(tǒng)205可使用分叉處理器電路拓撲來處理系統(tǒng)205的特征。系統(tǒng)處理器210和安全處理器230可存在于系統(tǒng)205內(nèi)的同一電路板上，但執(zhí)行不同的任務(wù)。系統(tǒng)處理器210是更大更有能力的處理器，會比安全處理器230消耗更多的電力。也就是說，當(dāng)處理器210和230都有效時，處理器210比處理器230消耗更多的電力。類似地，當(dāng)處理器都不無效時，處理器210仍然比處理器230消耗更多的電力。系統(tǒng)處理器210可操作為處理用戶接口特征并且監(jiān)視接口傳感器220。例如，處理器210可指引高功率無線通信電路212和低功率無線通信電路214上的無線數(shù)據(jù)流量，訪問非易失性存儲器216，與處理器230通信，并且使從揚聲器218發(fā)出音頻。又如，處理器210可監(jiān)視接口傳感器220來確定是否需要采取任何動作(例如，響應(yīng)于檢測到的用戶將警報靜音的動作，關(guān)掉刺耳的警報)。

安全處理器230可操作為處理系統(tǒng)205的安全相關(guān)任務(wù)或其它類型任務(wù)，這些任務(wù)涉及監(jiān)視危害檢測系統(tǒng)205外部的環(huán)境狀況(諸如 溫度、濕度、煙霧、一氧化碳、移動、光強度等)。安全處理器230可輪詢傳感器220中的一個或多個并且當(dāng)傳感器220中的一個或多個指示檢測到危害事件時激活警報器234。處理器230可獨立于處理器210進行操作并且無論處理器210處于什么狀態(tài)都可激活警報器234。例如，如果處理器210正在執(zhí)行有效功能(例如，執(zhí)行WiFi更新)或者由于電力約束而被斷開，則當(dāng)檢測到危害事件時，處理器230可激活警報器234。在一些實施例中，在處理器230上運行的軟件可被永久地固定，可在系統(tǒng)205出廠之后一直不經(jīng)由軟件或固件更新進行更新。

相比于處理器210，處理器230是功耗較低的處理器。因此，通過使用處理器230替代處理器210來監(jiān)視傳感器220的子集，從而省電。如果處理器210將一直監(jiān)視傳感器220，則不能實現(xiàn)省電。除了通過使用處理器230監(jiān)視傳感器220的子集來實現(xiàn)省電之外，還通過將處理器分叉來確保不論處理器210是否正在工作，系統(tǒng)205的安全監(jiān)視以及核心報警特征都將進行操作。舉例來說而并非限制，系統(tǒng)處理器210可包括諸如Freescale半導(dǎo)體K60微控制器的相對高功率的處理器，而安全處理器230可包括諸如Freescale半導(dǎo)體KL15微控制器的相對低功率的處理器。危害檢測系統(tǒng)205的整體操作需要系統(tǒng)處理器210和安全處理器230的明智架構(gòu)功能覆蓋，其中，系統(tǒng)處理器210執(zhí)行選定的常規(guī)上與危害檢測單元無關(guān)的較高級別、先進功能(例如，更高級的用戶接口和通信功能；用于感測用戶行為模式或環(huán)境狀況模式的各種計算密集型算法；用于隨著環(huán)境亮度級別的變化而控制例如LED夜燈亮度的算法；用于控制例如家庭內(nèi)部通話功能的內(nèi)建揚聲器的聲音級別的算法；用于控制例如向用戶發(fā)出語音命令的算法；用于將記錄的數(shù)據(jù)上傳到中央服務(wù)器的算法；用于創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)成員的算法；用于促進對諸如安全處理器230、高功率無線通信電路212、低功率無線通信電路214、系統(tǒng)處理器210本身等的危害檢測系統(tǒng)205的一個或多個元件的編程功能進行更新的算法；等等)，并且其中，安全處理器230執(zhí)行常規(guī)上與危害檢測單元更相關(guān)聯(lián)的更基礎(chǔ)功能(例如，煙霧和CO監(jiān)視，在檢測到警報時致動尖叫/蜂鳴警報)。舉例來說而并 非限制，當(dāng)系統(tǒng)處理器210處于相對高功率的有效狀態(tài)并且執(zhí)行分派給它的高級功能中的一個或多個時，系統(tǒng)處理器210的消耗可以是大約18mW，而當(dāng)安全處理器230正在執(zhí)行其基礎(chǔ)監(jiān)視功能時可只消耗大約0.05mW。然而，另外，舉例來說而并非限制，當(dāng)系統(tǒng)處理器210處于相對低功率的無效狀態(tài)時，系統(tǒng)處理器210可只消耗大約0.005mW，并且明智地選擇使得它要執(zhí)行的高級功能并且被確定時間，使得系統(tǒng)處理器處于相對高功率有效狀態(tài)只占該時間的大約0.05％，并且將該時間的剩余時間花費在相對低功率無效狀態(tài)。在正在執(zhí)行其基礎(chǔ)監(jiān)視功能時只需要0.05mW的平均功率汲取的同時，安全處理器230當(dāng)然應(yīng)該正在該時間的100％內(nèi)執(zhí)行其基礎(chǔ)監(jiān)視功能。根據(jù)一個或多個實施例，系統(tǒng)處理器210和安全處理器230的明智架構(gòu)功能覆蓋被設(shè)計成使得即使在系統(tǒng)處理器210被去激活或喪失能力的情況下憑借安全處理器230的不間斷操作，危害檢測系統(tǒng)205可對危害狀況執(zhí)行基礎(chǔ)的監(jiān)視和尖叫/蜂鳴警報。因此，雖然系統(tǒng)處理器210被配置且編程為提供使危害檢測單元205令人感興趣、期望、可更新、易用、智能、聯(lián)網(wǎng)的感測和通信節(jié)點以增強智能家居環(huán)境的許多不同能力，有利地從作為安全處理器230控制的核心安全操作的覆蓋或附屬的意義上說提供其功能，使得即使在系統(tǒng)處理器210及其高級功能有操作問題或疑難的情況下，憑借安全處理器230的操作，危害檢測器205的潛在安全相關(guān)目的和功能也將在有或沒有系統(tǒng)處理器210及其高級功能的情況下持續(xù)進行。

高功率無線通信電路212可以是例如能夠根據(jù)802.11協(xié)議中的任一個進行通信的Wi-Fi模塊。例如，可使用得自Murata的模塊中可用的Broadcom零件編號BCM43362實現(xiàn)電路212。根據(jù)系統(tǒng)205的操作模式，電路212可在低功率“休眠”狀態(tài)或高功率“有效”狀態(tài)下操作。例如，當(dāng)系統(tǒng)205處于空閑模式時，電路212可處于“休眠”狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)205處于諸如Wi-Fi更新模式、軟件更新模式、或警報模式的非空閑模式時，電路212可處于有效狀態(tài)。例如，當(dāng)系統(tǒng)205處于有效警報模式時，高功率電路212可與路由器222通信，使得消息可 被發(fā)送到遠程服務(wù)器或裝置。

低功率無線通信電路214可以是能夠根據(jù)802.15.4協(xié)議通信的低功率無線個域網(wǎng)(6LoWAPN)模塊或ZigBee模塊。例如，在一個實施例中，電路214可以是可得自芯科實驗室(Silicon Laboratorie)的零件編號EM357SoC。根據(jù)系統(tǒng)205的操作模式，電路214可在相對低功率“監(jiān)聽”狀態(tài)或相對高功率“傳送”狀態(tài)下操作。當(dāng)系統(tǒng)205處于空閑模式、WiFi更新模式(會需要使用高功率無線通信電路212)或軟件更新模式時，電路214可處于“監(jiān)聽”狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)205處于警報模式時，電路214可傳送數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)207中的低功率無線通信電路可接收指示系統(tǒng)205正在報警的數(shù)據(jù)。因此，即使高功率無線通信電路212可以用于監(jiān)聽警報事件，也可出于此目的，更功率有效地使用低功率電路214。當(dāng)若干危害檢測系統(tǒng)或具有低功率電路214的其它系統(tǒng)形成互連的無線網(wǎng)絡(luò)時，也可進一步實現(xiàn)省電。

因為為了使低功率電路214連續(xù)監(jiān)聽從其它低功率電路傳送的數(shù)據(jù)，電路214必須一直在其“監(jiān)聽”狀態(tài)下操作，所以也實現(xiàn)省電。這種狀態(tài)耗電，并且盡管它會消耗比高功率電路212在其休眠狀態(tài)下操作時消耗更多的電力，但與必須周期性激活高功率電路212的情況相比，所節(jié)省的電力相當(dāng)多。當(dāng)高功率電路212處于其有效狀態(tài)而低功率電路214處于其傳送狀態(tài)時，高功率電路212消耗比低功率電路214明顯更多的電力。

在一些實施例中，低功率無線通信電路214的特征可以是其相對低的功耗和其根據(jù)特征在于數(shù)據(jù)速率相對低的第一協(xié)議進行無線通信的能力，高功率無線通信電路212的特征可以是其相對高的功耗和其根據(jù)特征在于數(shù)據(jù)速率相對高的第二協(xié)議進行無線通信的能力。第二協(xié)議可具有比第一協(xié)議復(fù)雜得多的調(diào)制。

在一些實施例中，低功率無線通信電路214可以是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容 模塊，不需要接入點或路由器來與網(wǎng)絡(luò)中的裝置進行通信。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容能力包括使網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容模塊能夠跟蹤附近其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容模塊使得可通過鄰近的模塊傳遞數(shù)據(jù)的規(guī)定。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容能力本質(zhì)上是802.15.4協(xié)議的標志。相比之下，高功率無線通信電路212不是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)兼容模塊并且需要接入點或路由器來與網(wǎng)絡(luò)中的裝置進行通信。因此，如果具有電路212的第一裝置想要與具有電路212的其它裝置通信數(shù)據(jù)，第一裝置必須與路由器通信，路由器接著將數(shù)據(jù)傳送到第二裝置。因此，當(dāng)電路212需要使用路由器時，本質(zhì)上沒有裝置-裝置通信。在其它實施例中，電路212可使用Wi-Fi Direct通信協(xié)議執(zhí)行裝置-裝置通信。Wi-Fi Direct通信標準可在不需要路由器的情況下使裝置能夠彼此容易地連接。例如，通過示例性使用Wi-Fi Direct，可使危害檢測系統(tǒng)105能夠與恒溫器110直接通信。

非易失性存儲器216可以是諸如(例如)NAND閃存、硬盤驅(qū)動器、NOR、ROM或相變存儲器的任何合適的永久性存儲器存儲。在一個實施例中，非易失性存儲器216可存儲可供揚聲器218播放的音頻剪輯。這些音頻剪輯可包括一種或多種語言的安裝指令或警告。揚聲器218可以是可操作為播放聲音或音頻文件的任何合適的揚聲器。揚聲器218可包括放大器(未示出)。

接口傳感器220可包括由系統(tǒng)處理器210監(jiān)視的傳感器并且安全傳感器232可包括由安全處理器230監(jiān)視的傳感器。傳感器220和232可被安裝于印刷電路板(例如，處理器210和230被安裝到的同一板)、柔性印刷電路板、系統(tǒng)205的外殼、或其組合。接口傳感器220可以是非安全相關(guān)傳感器。接口傳感器220可包括一個或多個超聲傳感器221，超聲傳感器221產(chǎn)生高頻聲波并且確定哪些波被傳感器接收回。接口傳感器220可包括無源紅外(PIR)傳感器222。PIR傳感器222可用于各種運動檢測特征。PIR傳感器可測量在其視場內(nèi)從對象輻射的紅外光。在一個實施例中，用戶接口特征中的一個是姿勢靜音特征，即如果警報234在發(fā)聲則用戶在系統(tǒng)205附近執(zhí)行姿勢(例如，揮手 動作)以使將警報234關(guān)掉或無聲的特征。按照各種實施例，超聲傳感器221、PIR傳感器220或超聲傳感器221和PIR傳感器220的組合中的一個或多個可用于檢測該姿勢。以下結(jié)合圖4至圖13更詳細地討論姿勢靜音特征和用于檢測和處理姿勢靜音特征的系統(tǒng)和方法。接口傳感器220可以可選地包括環(huán)境光(ALS)傳感器和按鈕傳感器。ALS傳感器檢測環(huán)境光并且按鈕傳感器可以是開關(guān)，例如檢測用戶對開關(guān)的按壓。

安全傳感器232可包括煙霧檢測器、一氧化碳(CO)傳感器、溫度和濕度傳感器、一個或多個恒溫器。煙霧檢測器檢測煙霧并且通常使用光學(xué)檢測、離子化、或空氣采樣技術(shù)。CO傳感器可檢測一氧化碳氣體的存在，在家里，一氧化碳通常是通過明火、小型供暖器、熱水器、堵塞的煙囪和汽車產(chǎn)生的。電化學(xué)CO傳感器中使用的材料通常具有5至7年的壽命。因此，在5至7年的時間段已經(jīng)期滿之后，應(yīng)該更換CO傳感器。溫度和濕度傳感器可提供溫度和相對濕度的相對準確的讀數(shù)。熱敏電阻是其電阻基于溫度變化的一種電阻器。熱敏電阻可包括NTC型熱敏電阻或PTC型熱敏電阻。安全傳感器232可以可選地包括PIR傳感器、環(huán)境光傳感器和按鈕傳感器。如果接口傳感器220不包括PIR傳感器、環(huán)境光傳感器或鈕傳感器，則安全傳感器232可包括它們。

傳感器220可由安全處理器230監(jiān)視(和(在一些實施例中)系統(tǒng)處理器210)，并且可包括安全傳感器221和非安全傳感器222。傳感器220中的一個或多個可專門由系統(tǒng)處理器210和安全處理器230中的一個監(jiān)視。如本文中定義的，監(jiān)視傳感器是指處理器從受監(jiān)視的該傳感器獲取數(shù)據(jù)的能力。也就是說，一個特定處理器可負責(zé)獲取傳感器數(shù)據(jù)，并且有可能將它存儲在傳感器日志中，但一旦獲取了數(shù)據(jù)，其它處理器就可按記錄數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù)的形式獲得該數(shù)據(jù)。例如，在一個實施例中，系統(tǒng)處理器210可監(jiān)視非安全傳感器222中的一個，但安全處理器230可不監(jiān)視同一非安全傳感器。在另一個實施例中，安全傳感器230可監(jiān)視安全傳感器221中的每個，但將獲取的傳感器 數(shù)據(jù)提供到系統(tǒng)處理器210。

安全傳感器221可包括確保危害檢測系統(tǒng)205可監(jiān)視其環(huán)境的危害狀況并且當(dāng)檢測到危害狀況時向用戶報警所必需的傳感器，而不必用于檢測危害狀況的所有其它傳感器是非安全傳感器222。在一些實施例中，安全傳感器221只包括檢測危害狀況所必須的那些傳感器。例如，如果危害狀況包括煙霧和火，則安全傳感器將只包括煙霧傳感器和至少一個熱傳感器。諸如非安全傳感器的其它傳感器可被包括作為系統(tǒng)205的部分，但將不需要用于檢測煙霧或火。又如，如果危害狀況包括一氧化碳，則安全傳感器將是一氧化碳傳感器，而將不需要用其它傳感器來執(zhí)行這個任務(wù)。

因此，被認為必要的傳感器可基于危害檢測系統(tǒng)205的功能和特征而不同。在一個實施例中，危害檢測系統(tǒng)205可以是組合煙霧、火和一氧化碳警報系統(tǒng)。在這樣的實施例中，檢測系統(tǒng)205可包括以下的安全傳感器221：煙霧檢測器、一氧化碳(CO)傳感器和一個或多個熱傳感器。煙霧檢測器檢測煙霧并且通常使用光學(xué)檢測、離子化、或空氣采樣技術(shù)。CO傳感器可檢測一氧化碳氣體的存在，在家里，一氧化碳氣體通常是由明火、小型供暖器，熱水器、堵塞的煙囪和汽車產(chǎn)生的。電化學(xué)CO傳感器中使用的材料通常具有5至7年的壽命。因此，5-7年時間段期滿之后，應(yīng)該更換CO傳感器。熱傳感器可以是恒溫器，恒溫器是其電阻基于溫度而變化的一種電阻器。恒溫器可包括負溫度系數(shù)(NTC)型恒溫器或正溫度系數(shù)(PTC)型恒溫器。此外，在這個實施例中，檢測系統(tǒng)205可包括下面的非安全傳感器222：濕度傳感器、環(huán)境光傳感器、按鈕傳感器、無源紅外(PIR)傳感器、和一個或多個超聲傳感器。溫度和濕度傳感器可提供相對精確的溫度和相對濕度讀數(shù)。環(huán)境光傳感器(ALS)傳感器檢測環(huán)境光，按鈕傳感器可以是例如檢測用戶是否按下開關(guān)的開關(guān)。PIR傳感器222可用于各種運動檢測特征。PIR傳感器可測量從其視場內(nèi)的對象輻射的紅外光。超聲傳感器可用于檢測對象的存在。這樣的傳感器可產(chǎn)生高頻聲波并且確 定哪些波被傳感器接收回。傳感器220可以被安裝于印刷電路板(例如處理器210和230可安裝到的同一電路板)、柔性印刷電路板、系統(tǒng)205的外殼、或其組合。

在一些實施例中，從一個或多個非安全傳感器222獲取的數(shù)據(jù)可被用于從一個或多個安全傳感器221獲取數(shù)據(jù)的同一處理器獲取。例如，安全處理器230可出于省電的原因而可操作為監(jiān)視安全傳感器221和非安全傳感器222二者，如以上討論的。盡管安全處理器230不需要從非安全傳感器222獲取的任何數(shù)據(jù)來執(zhí)行其危害監(jiān)視和報警功能，但可利用非安全傳感器數(shù)據(jù)來提供增強的危害檢測系統(tǒng)205功能。

警報器234可以是任何合適的警報，用于警告系統(tǒng)205附近的用戶存在危害狀況。警報器234還可以在測試情況下被激活。例如，警報器234可以是壓電蜂鳴器。

電源240可供應(yīng)使系統(tǒng)205能夠操作的電力并且可包括任何合適的能量源。本文中討論的實施例可包括由AC線供電、由電池供電、由AC線供電并帶有備用電池、由外部供應(yīng)DC電力(例如，由USB供電)。使用由AC線供電、由AC線供電并帶有備用電池、或由外部供應(yīng)DC電力的實施例會經(jīng)受與只有電池的實施例不同的省電約束。由電池供電的實施例被設(shè)計成管理其有限能量源的功耗，使得危害檢測系統(tǒng)205操作達最小的時間段。在一些實施例中，最小的時間段可以是一(1)年、三(3)年、或七(7)年。在其它實施例中，最小的時間段可以是至少七(7)年、八(8)年、九(9)年、或十(10)年。由電線供電的實施例不受如此的約束，因為它們的能量源實際上不受限制。由電線供電并帶有備用電池的實施例可采用省電方法來延長備用電池的壽命。

在只有電池的實施例中，電源240可包括一個或多個電池或電池組。這些電池可由不同成分(例如，堿金屬或二氯化鋰)構(gòu)成并且可 使用不同的終端用戶配置(例如，永久的、用戶可更換的、或非用戶可更換的)。在一個實施例中，可將六個Li-FeS₂電池布置成三個為一組的兩組。這樣的布置可為系統(tǒng)205產(chǎn)生大約27000mWh的總可用電力。

節(jié)電電路242包括將電力從一個電平轉(zhuǎn)換成另一個的電路?？墒褂霉?jié)電電路242的多個實例來提供系統(tǒng)205內(nèi)的組件所需的不同的電力電平。節(jié)電電路242的一個或多個實例可操作為將電源240供應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換成不同信號。節(jié)電電路242的這樣的實例可以以降壓轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器的形式存在。例如，警報器234可需要比高功率無線通信電路212(可需要比處理器210高的操作電壓)高的操作電壓，使得所需的所有電壓不同于電源240供應(yīng)的電壓。因此，如在這個示例中可理解的，需要電力轉(zhuǎn)換電路242的至少三個不同的實例。

高質(zhì)量功率電路243可操作為將從電力轉(zhuǎn)換電路242(例如，降壓轉(zhuǎn)換器)的特定實例供應(yīng)的信號調(diào)節(jié)成另一個信號的操作。高質(zhì)量功率電路243可以以低壓差調(diào)節(jié)器的形式存在。低壓差調(diào)節(jié)器能夠提供比電力轉(zhuǎn)換電路242提供的信號具有更高質(zhì)量的信號。因此，可為某些組件提供有比其它組件“更高”質(zhì)量的功率。例如，諸如煙霧檢測器和CO傳感器的某些安全傳感器221為了進行正確操作，需要相對穩(wěn)定的電壓。

電力門控電路244可用于選擇地將組件與電力總線耦接和解耦。將組件與電力總線解耦確保組件不會遭致任何靜態(tài)電流損失，因此可延長電池壽命，超過如果組件與電力總線沒有如此解耦將會造成的電池壽命。電力門控電路244可以是諸如(例如)MOSFET晶體管的開關(guān)。即使組件與電力總線解耦并且沒有遭致任何電流損失，電力門控電路本身也會消耗有限電力。然而，該有限功耗小于組件的靜態(tài)電力損失。

應(yīng)理解，盡管危害檢測系統(tǒng)205被描述為具有兩個單獨的處理器，即可提供如上和如下所述的某些優(yōu)點(包括關(guān)于功耗以及關(guān)于在有預(yù)先特征規(guī)定問題的情況下進行核心安全監(jiān)視和報警的耐受性的優(yōu)點)的系統(tǒng)處理器210和安全處理器230，但在本文中討論的各種實施例中的一個或多個由一個處理器或者由多于兩個處理器執(zhí)行不在本教導(dǎo)的范圍之外。

圖3示出根據(jù)實施例的危害檢測系統(tǒng)300的說明性電路示意圖。電路示意圖是(圖2的)危害檢測系統(tǒng)205的更詳細說明性表示并且示出功耗組件、向組件供電的功率總線和用于選擇將組件與電力總線耦接和解耦的門控電路等。危害檢測系統(tǒng)300可僅僅由一個或多個電池供電并且使用功率預(yù)算方案，使得一個或多個電池可為系統(tǒng)300供電達最短操作壽命(例如，至少七(7)年)。功率預(yù)算方案還使系統(tǒng)300在最短操作壽命期間根據(jù)若干不同模式(例如空閑、WiFi更新、軟件更新和警報)中的任一種操作達模式特定時間段(例如，每天執(zhí)行WiFi更新模式)。在后面的討論中，系統(tǒng)300的電路布置圖示系統(tǒng)300能夠如何管理其功耗，同時提供增強的用戶交互特征以及魯棒的危害檢測。

危害檢測系統(tǒng)300包括電池系統(tǒng)301，電池系統(tǒng)301可操作為向電力總線308提供DC電源。在電力總線308上可存在第一電壓電平的DC電源。電壓電平會根據(jù)各種條件(諸如，溫度變化)而略有改變。根據(jù)DC電源的組分(例如，基于堿金屬或鋰的化學(xué)物質(zhì))，在系統(tǒng)300的操作壽命期間，電壓電平可保持相對恒定的電壓電平(例如，4.5V)或者它可保持在預(yù)定的電壓電平范圍內(nèi)。當(dāng)電池系統(tǒng)301內(nèi)存儲的能量降至低于預(yù)定閾值時(例如，當(dāng)電池實際上用盡時)，電壓電平可顯著降低。電池系統(tǒng)301可包括電池單元組302和電池單元組305。電池單元組302和305中的每個可包括一個或多個電池單元。在一個實施例中，每個電池組包括三個電池單元。如所示出的，電池單元組302經(jīng)由總線303和門控電路351耦接到二極管304和安全處理器330。 安全處理器330在許多方面與安全處理器230(以上結(jié)合圖2討論的)類似。電池單元組305經(jīng)由總線306和門控電路352耦接到二極管307和安全處理器330。安全處理器330可暫時關(guān)閉門控電路351和352，以分別測量電池組302和305的電壓。在完成測量之后，安全處理器330可打開門控電路351和352。二極管304和307耦接到電力總線308。

電力總線308經(jīng)由電力門控電路353耦接到電力轉(zhuǎn)換器電路340、電力轉(zhuǎn)換器電路342、電力轉(zhuǎn)換器電路344、電力轉(zhuǎn)換器電路346、超聲傳感器320、煙霧檢測器324和顯示模塊328(例如，發(fā)光二極管(LED))。如以上結(jié)合圖2討論的，電力轉(zhuǎn)換電路可操作為將信號從一個電平轉(zhuǎn)換成另一個電平。超聲傳感器320可類似于結(jié)合(圖2的)接口傳感器220引用的超聲傳感器。盡管只示出了一個超聲傳感器，但系統(tǒng)300可包括多于一個超聲傳感器。在一個實施例中，系統(tǒng)300可包括兩個超聲傳感器。例如，可在系統(tǒng)的外殼內(nèi)定位一個超聲傳感器以在被安裝于頂棚時檢測超聲事件并且可在外殼內(nèi)定位另一傳感器以在被安裝于墻壁時檢測超聲事件。煙霧檢測器324可以是(如之前討論的)安全傳感器中的一個。顯示模塊328可以是任何合適的顯示設(shè)備。在一個實施例中，顯示模塊328可包括發(fā)出不同顏色的光以表示系統(tǒng)300的狀態(tài)的一個或多個LED。例如，顯示綠光可指示好狀態(tài)，橙光可指示諸如低電池電量的警告狀況，紅光可指示危險狀況。電力總線308的每個組件被耦接為接收以第一電壓電平的DC電力。盡管超聲傳感器320、煙霧檢測器324和顯示模塊328可使用第一電壓電平的DC電力進行操作，但系統(tǒng)300中的其它組件可需要不同的操作電壓。另外，應(yīng)理解，盡管諸如超聲傳感器320、煙霧檢測器324和顯示模塊328的各種組件可從電力總線308接收第一電壓電平的電力，但這些組件中的一個或多個可具有內(nèi)部電力轉(zhuǎn)換電路。例如，超聲傳感器320和顯示模塊328可均包括升壓轉(zhuǎn)換器。

電力轉(zhuǎn)換器電路340、342、344和346每個可操作為將提供在電力總線308上的DC電力信號轉(zhuǎn)換成具有不同電壓電平的信號。電力轉(zhuǎn) 換器電路340、342和344可都可操作為將DC電力信號降頻轉(zhuǎn)換成比第一電壓電平低的三個不同電壓電平。更具體地，電力轉(zhuǎn)換器電路340可以是將具有第二電壓電平(例如，1.8V)的信號提供到電力總線341的降壓轉(zhuǎn)換器。電力總線341經(jīng)由電力門控電路361耦接到系統(tǒng)處理器310(例如，可類似于圖2的處理器210)、安全處理器330、6LoWPAN模塊314(例如，可類似于圖2的低功率無線通信電路214)，經(jīng)由電力門控電路363耦接到WiFi模塊312(例如，可類似于圖2的高功率無線通信電路212)，并且經(jīng)由電力門控電路365耦接到非易失性存儲器316(例如，可類似于非易失性存儲器216)。

這些傳感器中的一些可包括具有單獨功率要求的子組件，如此會需要被單獨供電。這樣的傳感器可被耦接為從兩條或更多條電力總線接收電力，使得子組件被供應(yīng)適宜的電力。在一些實施例中，傳感器的一個或多個子組件可以被門控地接通和斷開。例如，煙霧檢測器324可以是用有源IR信號“詢問”腔室內(nèi)容納的空氣然后測量IR信號以查看該信號中有多少被散射的有源傳感器。因此，在一些實施例中，煙霧檢測器324可包括煙霧檢測光學(xué)源(第一子組件)和煙霧檢測光學(xué)傳感器(第二子組件)，這些組件中的每個被單獨供電。具體地，經(jīng)由電力門控電路354，電力總線308可向煙霧檢測光學(xué)源供電并且電力總線343可向煙霧檢測光學(xué)傳感器供電。在危害檢測系統(tǒng)300操作期間，可通過電力門控電路354經(jīng)由與電力總線343受控地耦接和解耦向煙霧檢測光學(xué)傳感器選擇地供電。盡管煙霧檢測光學(xué)源耦接到電力總線308，但它可響應(yīng)于(例如，安全處理器330提供的)驅(qū)動信號而接通和斷開。因此，在該實施例中，可通過(1)驅(qū)動煙霧檢測光學(xué)源的信號和(2)門控?zé)熿F檢測光學(xué)傳感器的電力來實現(xiàn)省電。

又如，超聲傳感器320可包括傳送/升壓子組件和換能器子組件，其中，這些組件中的每個被單獨供電。經(jīng)由電力門控電路364，傳送/升壓組件可被耦接為從電力總線308接收電力并且換能器子組件可被耦接為從電力總線349接收電力。在危害檢測系統(tǒng)300操作期間，例 如，可經(jīng)由電力門控電路364將換能器子組件門控地通電和斷電并且傳送/升壓子組件可以被信號驅(qū)動成接通和斷開。因此，盡管傳送/升壓子組件可直接耦接到電力總線308，但除非它被驅(qū)動成接通(例如，通過系統(tǒng)處理器310提供的信號)，否則傳送/升壓子組件可不接通，從而使功耗最小化。因此，可使用兩種不同的方法(電力門控和信號驅(qū)動)使超聲傳感器320的功耗最小化。應(yīng)理解，其它傳感器可利用類似的方法使功耗最小化并且延長電池壽命。還應(yīng)理解，一些傳感器可不包括與電力門控電路耦接的子組件，但可經(jīng)由信號驅(qū)動使這樣的子組件接通和斷開。

電力轉(zhuǎn)換器電路342可以是將具有第三電壓電平(例如，3.0V)的信號提供到電力總線343的降壓轉(zhuǎn)換器。電力總線343經(jīng)由電力門控電路362耦接到RF前端模塊(FEM)315，經(jīng)由電力門控電路364耦接到超聲傳感器320，經(jīng)由電力門控電路355和低壓差調(diào)節(jié)器348耦接到ALS傳感器322和溫度濕度傳感器323二者。超聲傳感器320接收電力總線308和343上的電力。RF FEM 315結(jié)合6LoWPAN模塊314進行操作并且可包括用于傳送數(shù)據(jù)的功率放大器(PA)、用于接收數(shù)據(jù)的低噪聲放大器(LAN)、可選的天線開關(guān)和可選的傳送/接收開關(guān)。PA將傳送信號的電力升壓以提升信號范圍并且LNA提高了接收信號時的靈敏度。6LoWPAN模塊314可以可選地利用FEM 315來提高其性能，但這樣做遭致了功率方面的不利后果。ALS傳感器322和溫度濕度傳感器323可類似于以上結(jié)合圖2描述的安全傳感器232。

電力轉(zhuǎn)換器電路344可以是向電力總線345提供具有第四電壓電平(例如，3.3V)的信號的降壓轉(zhuǎn)換器。電力轉(zhuǎn)換電路344可操作為根據(jù)施加到節(jié)點368的信號選擇地接通和斷開?？捎上到y(tǒng)處理器310提供施加到節(jié)點368的信號。電力總線345可耦接到WiFi模塊312和揚聲器318。揚聲器318可類似于(以上結(jié)合圖2討論的)揚聲器218。第四電壓電平可高于第三電壓電平。即使WiFi模塊312和揚聲器318可使用第三電壓電平進行操作，使用第四電壓電平也造成性能提升。 增加的操作電壓可增大WiFi模塊312的無線范圍并且增加揚聲器318的響度。在一些實施例中，可省略電力轉(zhuǎn)換器電路344并且WiFi模塊312和揚聲器318可耦接到功率總線343。WiFi模塊312經(jīng)由門控電路363耦接到電力總線341，以接收用于其數(shù)字電路、邏輯的電力并且與系統(tǒng)處理器310通信，并且耦接到電力總線345，以接收用于其無線電和收發(fā)器的電力。因此，如所示出的，WiFi模塊312可在門控電路363的作用下使其數(shù)字邏輯電路被門控地通電和斷電，并且其無線電和收發(fā)器可根據(jù)電力轉(zhuǎn)換器電路344是否接通而通電和斷電。

電力轉(zhuǎn)換電路346可操作為將DC電力信號升頻轉(zhuǎn)換成比第一電壓電平高的電壓電平。電力轉(zhuǎn)換電路346可操作為根據(jù)施加到節(jié)點358的信號選擇地接通和斷開。電力轉(zhuǎn)換電路346可以是將具有第五電壓(例如，12V)的信號提供到電力總線347的升壓轉(zhuǎn)換器。警報334可類似于警報234(以上結(jié)合圖2討論的)。

應(yīng)理解，盡管以上將電力轉(zhuǎn)換電路340、342、344、346描述為具有降壓轉(zhuǎn)換拓撲或升壓轉(zhuǎn)換拓撲，但可使用任何合適的轉(zhuǎn)換拓撲。例如，可使用諸如降壓-升壓的其它DC-DC轉(zhuǎn)換拓撲。另外，可使用用到變壓器的轉(zhuǎn)換拓撲，諸如例如全橋式正激轉(zhuǎn)換器、半橋正激轉(zhuǎn)換器、單端轉(zhuǎn)換器、推挽轉(zhuǎn)換器和箝位轉(zhuǎn)換器。

低壓差調(diào)節(jié)器348可操作為向電力總線349提供“高”質(zhì)量的穩(wěn)定電力。低壓差調(diào)節(jié)器348可改變它在電力總線343上接收的信號的電壓電平，以向電力總線349提供第六電壓電平。電力總線349上的信號的質(zhì)量高于電力總線343上的信號的質(zhì)量?？赏ㄟ^任何數(shù)量的不同特性來測量信號質(zhì)量。幾個特征包括電壓波紋、與平均電壓電平的偏差、瞬態(tài)響應(yīng)和噪聲。

以示例方式進行說明，假設(shè)電力轉(zhuǎn)換電路342可操作為向電力總線343提供具有第三電壓電平(例如3.0V)的信號并且調(diào)節(jié)器348將 第三電壓電平變成第六電壓電平(例如2.7V)。在系統(tǒng)300操作期間，電力總線343上的電力要求可以暫時干擾電力轉(zhuǎn)換器電路342提供第三電壓電平的信號的能力。例如，如果超聲傳感器320接通，則傳感器320要求的電流可使提供到電力總線343的信號的電壓立刻降至低于第三電壓電平。盡管電壓電平有這個壓降，但調(diào)節(jié)器348可操作為將其輸出信號保持在第六電壓電平，從而確保與電力總線349耦接的所有組件繼續(xù)在不受電力總線343上的信號變化影響的情況下進行操作。

電力總線349可經(jīng)由電力門控電路354、CO傳感器325和PIR傳感器327耦接到煙霧檢測器324。CO傳感器325可以是以上結(jié)合圖2討論的安全傳感器232中的一種。CO傳感器325可使用電化學(xué)傳感器來檢測CO氣體。這種特定類型的傳感器需要用相對穩(wěn)定的信號來正常發(fā)揮作用并且它也是必須一直在接收電力的傳感器的那種類型。恒定的電力要求可能的必要的，因為如果門控地通電和斷電，則傳感器變穩(wěn)定并且取得準確CO讀數(shù)的時間過長。CO傳感器325從電力總線349上的調(diào)節(jié)器348接收穩(wěn)定的電力信號并且沒有被電力門控，從而可操作為一直從電力總線349接收電力。PIR傳感器327是需要用相對穩(wěn)定的信號來正常發(fā)揮作用并且必須一直在接收電力的另一類型的傳感器。

煙霧檢測器324耦接到電力總線308和349。電力總線308為紅外(IR)LED供電并且電力總線349為接收器和信號放大電路供電。在一些實施例中，電力總線308可通過可調(diào)節(jié)LDO(未示出)向IR LED(例如煙霧檢測器光學(xué)源)供電。該LDO可選擇地由安全處理器330啟用，并且只有當(dāng)需要LED脈沖時才進行切換；安全處理器330可將驅(qū)動信號提供到煙霧檢測器光學(xué)源(以將其接通和斷開)并且它還可控制電力門控電路354的操作來選擇地為接收器和信號放大電路供電。當(dāng)不需要IR LED脈沖時，禁用LDO，并且電力門控電路354將電力總線359與接收器和信號放大電路(例如，煙霧檢測器光學(xué)檢測器) 解耦。作為結(jié)果，當(dāng)禁用LDO并且電力門控電路354接通時，煙霧檢測器324可具有最小電流汲取(例如小于1μm)。

系統(tǒng)300可包括一個或多個恒溫器326，恒溫器326位于系統(tǒng)300內(nèi)的各種位置。恒溫器326可以是如之前結(jié)合圖2討論的安全傳感器中的另一種。如所示出的，恒溫器326是NTC型恒溫器，但應(yīng)理解可使用其它類型的恒溫器。恒溫器326可經(jīng)由電力總線331耦接到安全處理器330。安全處理器330可向電力總線331選擇地提供電力信號。例如，當(dāng)安全處理器330期望取得來自恒溫器326的溫度讀數(shù)時，它可向電力總線331供電。在取得讀數(shù)之后，處理器330可切斷電力總線331的供電。在另一個實施例中，處理器330可向電力總線331恒定地供電。

危害檢測系統(tǒng)300的各種組件和電力總線可安置在一個或多個印刷電路板或柔性印刷電路板上。在一個實施例中，PIR傳感器327和顯示模塊328可安置在柔性印刷電路板329上并且所有其它組件可安置在印刷電路板(未示出)上。在另一個實施例中，所有組件可安置在印刷電路板上。

圖3示出在系統(tǒng)300的各種組件之間曲折延伸的虛線370。虛線370區(qū)分專用于提供1)安全特征和2)增強特征的組件的說明性劃分，具體地，總體上示出處理器310和330如何管理電力。在虛線370下方示出一般與安全特征相關(guān)聯(lián)的組件并且在虛線370上方示出一般與增強特征相關(guān)聯(lián)的組件。虛線370還用于示出分叉處理器實施例，在分叉處理器實施例中，安全處理器330專用于安全特征并且系統(tǒng)處理器310專用于處理增強特征以及一般的系統(tǒng)管理。如以下將更詳細討論的，虛線示出安全處理器330管理“安全”組件的功耗并且系統(tǒng)處理器管理其它組件的功耗。

系統(tǒng)300的安全特征是魯棒的，電力有效的，并且無故障操作。 為了確保魯棒且電力有效地使用安全特征，系統(tǒng)300可如下進行操作。電力轉(zhuǎn)換電路340和342可操作為在其最短操作壽命中始終接通(至少在系統(tǒng)300的預(yù)期和普通使用期間)?？纱嬖谝韵虑樾危褐T如，當(dāng)系統(tǒng)300經(jīng)歷滿功率周期重置時，電力轉(zhuǎn)換電路340和342不是一直接通。由此，供應(yīng)到電力總線341和343上的電力一直可用于下游組件。這些組件可包括系統(tǒng)處理器310、安全處理器330、非易失性存儲器316、低壓差調(diào)節(jié)器348和安全傳感器(例如ALS傳感器322、溫度和濕度傳感器323、煙霧檢測器324、CO傳感器325、恒溫器326和PIR傳感器327)。安全處理器330和安全處理器經(jīng)由一直接通的電力轉(zhuǎn)換電路340和342接入電力，從而確保系統(tǒng)300恒定地監(jiān)視危害事件。

因為與系統(tǒng)處理器310形成對照，安全處理器330專用于為了危害狀況而監(jiān)視安全傳感器，所以可實現(xiàn)省電?？赏ㄟ^電力門控的各種組件來實現(xiàn)額外的省電。具體地，安全處理器330可獨立地控制電力門控電路353、354和355中的每個。因此，處理器330可通過分別控制電力門控電路353、354和355，將顯示模塊328與電力總線308、煙霧檢測器324與電力總線349、ALS傳感器322和穩(wěn)定濕度傳感器323二者與電力總線353選擇地耦接和解耦。由于顯示模塊328、煙霧檢測器324和ALS傳感器322和溫度濕度傳感器323二者即使在完全接通和斷開時也可正確地操作，因此系統(tǒng)300還可通過將它們與它們相應(yīng)的電力總線選擇地斷開來管理功耗。另外，處理器330可通過向電力總線331選擇地供電來獲得額外的省電。

安全處理器330還可通過選擇地啟用電力轉(zhuǎn)換電路346來管理功耗。處理器330可通過向控制節(jié)點358施加適宜信號來啟用或禁用電路346。當(dāng)啟用轉(zhuǎn)換電路346時，它可將第五電壓電平的信號提供到電力總線347。處理器330可在檢測到危害事件時啟用電路346，并且一旦啟用電路346，警報334就可操作為發(fā)出其警報。當(dāng)沒有檢測到危害事件或者不需要警報334有效時，處理器330可禁用電路346。禁用電 路346減少了電路346操作期間的電力損失以及警報334原本會消耗的電力。

處理器310還可實踐電力管理。處理器310可獨立地控制電力門控電路361、362、363、364和365中的每個。因此，處理器310可通過分別控制電力門控電路361、362、363、364和365，將6LoWPAN模塊314與電力總線341、FEM 315與電力總線343、WiFi模塊312與電力總線341、非易失性存儲器316與電力總線341、超聲傳感器320與電力總線343選擇地耦接和解耦。這些電力門控兼容組件可完全與電力總線斷開并且仍然能夠在重新連接到它們相應(yīng)的電力總線時正確地發(fā)揮作用。

系統(tǒng)處理器310還可通過選擇地啟用電力轉(zhuǎn)換電路344來管理功耗。系統(tǒng)處理器310可通過向控制節(jié)點368施加適宜信號來啟用或禁用電路344。當(dāng)啟用轉(zhuǎn)換電路344時，它可將第四電壓電平的信號提供到電力總線345。處理器310可在WiFi模塊312和揚聲器318需要電力時啟用電路344。禁用電路344減少了電路344操作期間的電力損失以及WiFi模塊312和揚聲器318原本會消耗的電力。

系統(tǒng)處理器310和安全處理器330可根據(jù)若干不同電力模式進行操作。例如，從非常簡單的意義上，處理器310和330二者可在有效模式和休眠模式下操作。又如，處理器310和330中的一個或多個可具有多種有效模式和多種休眠模式，每種模式具有不同的功耗水平。每個處理器進行操作所用的特定模式可取決于系統(tǒng)300的模式操作。例如，如果系統(tǒng)300處于操作的空閑模式，則系統(tǒng)處理器310可以是相對深休眠模式，并且安全處理器330可處于相對低功率的有效模式。

盡管系統(tǒng)300被示出和描述為包括電池系統(tǒng)301，但應(yīng)理解，可用由電線供電的電源替代電池系統(tǒng)301。例如，由電線供電的電源可包括用于將AC信號轉(zhuǎn)換成被提供到總線308的DC信號的AC-DC轉(zhuǎn)換 器等其它電路。由電線供電的危害檢測系統(tǒng)的額外細節(jié)可在例如與其同時提交的共同轉(zhuǎn)讓、共同待決的名稱為“Power Management in Line Powered Hazard Detection Systems(由電線供電的危害檢測系統(tǒng)中的電力管理)”的美國專利申請No.14/333,960,(代理人案卷號GP-5744-00-US，公開號為US2015/0021993)中找到，該專利申請的公開的全部內(nèi)容通過引用合并于此。

圖4A至圖4D示出按照各種實施例的輸入處理檢測系統(tǒng)400連同其若干傳感器的說明性定位的不同視圖。具體地，圖4A示出系統(tǒng)400的俯視圖，圖4B示出系統(tǒng)400的側(cè)視圖，圖4C示出沿著圖4A的C-C線截取的系統(tǒng)400的截面圖，圖4D示出沿著圖4A的D-D線截取的系統(tǒng)400的截面圖。檢測系統(tǒng)400的頂部部分被示出為朝向上到圖4A中的紙張之外，但系統(tǒng)400的頂部部分被示出以向下方式面對(如果安裝于頂棚則將如何面對)。圖4A示出檢測系統(tǒng)400包括位于外殼中或上的不同位置處的四個傳感器。在一個實施例中，傳感器可包括PIR傳感器410、超聲傳感器420、超聲傳感器422、按鈕440和環(huán)境光傳感器(未示出)。PIR傳感器410和超聲傳感器420可位于系統(tǒng)400內(nèi)的相對靠中心的位置。傳感器410和420二者還被定位在系統(tǒng)400的頂表面處或附近，并且在一些實施例中，可延伸超過限定頂表面的平面。例如，如圖4C中所示，PIR傳感器410可延伸超過頂表面的平面。又如，如圖4D中所示，超聲傳感器420可被定位成與頂表面基本上共平面。

超聲傳感器422可被定位在系統(tǒng)400的邊緣(未示出)附近或者系統(tǒng)400上的別處。例如，傳感器422可被定位成鄰近傳感器422。類似于傳感器420，傳感器422也可被定位在系統(tǒng)400的頂表面處或附近，并且在一些實施例中，可延伸超過限定頂表面的平面。例如，如圖4B中所示，傳感器422可被定位成與頂表面基本上共平面。按鈕440可設(shè)置在危害系統(tǒng)400上的別處，使得用戶可壓下它。例如，如圖4A中所示，按鈕440可凹陷在危害檢測系統(tǒng)400的邊界內(nèi)。

圖4E示出沿著圖4A的E-E線截取的危害檢測系統(tǒng)400的說明性截面圖。該視圖示出傳感器410、420和422和相應(yīng)的檢測場411、421和423。檢測場411、421和423圖示了用于檢測一個或多個靜止或移動對象的每個傳感器的“視場”。每個傳感器的“視場”的大小和形狀可以是不同的。例如，PIR傳感器410可具有相對到處存在的檢測場，并且超聲傳感器420和422可具有相對聚焦的檢測場。在一個實施例中，檢測場411可涵蓋檢測場421和檢測場423二者。檢測場421和檢測場423可彼此重疊或者可不彼此重疊，但每個場可被配置成監(jiān)視不同的視場。例如，檢測場421可以與危害系統(tǒng)400的頂表面垂直的軸為中心，并且檢測場423可以在與危害系統(tǒng)400的頂表面不垂直的軸為中心。在另一個示例中，檢測場421和檢測場423的中心軸彼此不平行。在操作期間，超聲傳感器420和422可被交替地采樣，以避免檢測場421和423之間有干擾。

通過組合使用超聲傳感器和紅外傳感器，使得超聲加IR檢測方法能夠用來辨別在特定視場內(nèi)是否實際存在一個或多個對象并且處理在該視場內(nèi)存在一個或多個對象時接收的輸入。如以下結(jié)合圖5A和圖5B將更詳細示出和討論的，超聲傳感器通過發(fā)射高頻聲波并且監(jiān)視從其視場內(nèi)的任何對象接收回的回聲來提供相對聚焦的視場，并且紅外傳感器通過監(jiān)視正從其視場內(nèi)的對象發(fā)射的能量來提供相對不聚焦的視場，其可涵蓋超聲傳感器的視場的全部或一部分。因此，即使這兩個傳感器都可檢測對象，傳感器不同的性質(zhì)使得檢測方法能夠以相對高的準確度將不同的移動對象區(qū)分開并且處理輸入。具體地，超聲傳感器可提供“存在檢測”，并且紅外傳感器可提供“輸入處理”檢測。雖然紅外傳感器可檢測其視場內(nèi)任何地方的一個或多個對象的移動，但檢測方法可基于超聲傳感器是否感測到該移動對象的“存在”來判定是否要將紅外檢測的移動對象作為“輸入”來處理。因此，在一個實施例中，如果超聲傳感器沒有檢測到移動對象的存在，檢測方法可選擇地過濾掉紅外檢測的移動對象。這樣可減少或完全消除誤肯定 (false positive)。例如，紅外傳感器可檢測到其視場內(nèi)的對象的移動，但如果超聲傳感器沒有檢測到該對象，則檢測方法可忽略所檢測的該移動對象并且不將它作為輸入進行處理。又如，如果紅外傳感器檢測到對象的移動，并且超聲傳感器檢測到該對象，則檢測方法可將它作為輸入進行處理。

超聲加IR檢測方法可用于許多不同應(yīng)用。在一些實施例中，根據(jù)各種實施例的檢測方法可用于響應(yīng)于一個或多個對象移動離開輸入處理系統(tǒng)相對遠(例如，相距幾米)來處理輸入。在其它實施例中，檢測方法可用于響應(yīng)于一個或多個對象向著輸入處理系統(tǒng)相對靠近(例如，相距幾英尺)移動來處理輸入。不管移動對象的接近度如何，輸入處理系統(tǒng)可識別不同的移動模式或姿勢。每個識別出的移動模式可使得執(zhí)行特定動作。應(yīng)理解，所采取的特定動作取決于使用超聲加IR檢測方法的系統(tǒng)的設(shè)計。在個人計算系統(tǒng)中，例如，上下移動模式可對應(yīng)于滾動UI界面動作。作為另一個個人計算示例，左右移動模式可對應(yīng)于翻頁UI界面動作。在危害檢測系統(tǒng)中，例如，揮手運動模式可對應(yīng)于使警報對接動作無聲。例如，立體聲系統(tǒng)可響應(yīng)于雙手之間的相對距離來調(diào)節(jié)音量；隨著雙手之間的距離增大，音量增大。

超聲加IR檢測方法是根據(jù)本文中的實施例的超聲加輻射檢測方法的特定示例。超聲加輻射檢測方法可使用超聲傳感器和監(jiān)視任何類型的輻射(具體地，非離子化輻射)的其它傳感器。利用超聲傳感器的其它實施例可合并使用光學(xué)傳感器(例如，相機)。這樣的實施例可采用超聲加圖像檢測方法，其中使用超聲傳感器來檢測存在并且使用圖像來處理輸入。

盡管本文中討論的各種實施例使用超聲傳感器進行“存在檢測”并且使用PIR傳感器進行“輸入處理”檢測，但是應(yīng)理解，可使用不同的傳感器來執(zhí)行存在檢測和輸入處理檢測。例如，以下可用于存在檢測：熱電堆傳感器、二氧化碳傳感器、激光/IR LED接近傳感器(用 于測量反射光強度)、激光/IR LED飛行時間傳感器(用于測量光被目標彈開并且返回的時間)、超聲傳感器(用于測量被反射的聲音)、超聲傳感器(用于測量多普勒頻移)、相機、雷達和射頻。例如，以下可用于檢測運動：PIR傳感器、多像素?zé)犭姸?、單個或多個激光/IR LED接近傳感器、單個或多個激光/IR LED飛行時間傳感器、超聲(被反射的聲音)、超聲(多普勒頻移)、單個或多個相機、雷達和射頻。

現(xiàn)在聯(lián)合地參照圖5A和圖5B，根據(jù)各種實施例示出源自危害檢測系統(tǒng)500的傳感器(未示出)的說明性檢測場。具體地，根據(jù)實施例，示出圖5A的危害檢測系統(tǒng)500安裝于封閉空間510的頂棚512和圖5B的危害檢測系統(tǒng)500安裝于封閉空間510的墻壁514。危害檢測系統(tǒng)500圖5A和圖5B二者可以是相同的，因此結(jié)合一個圖描述的各種方面可應(yīng)用于另一個圖。例如，檢測場及其相應(yīng)視場角度和中心軸位置對于兩個圖可以是相同的。圖5A和圖5B之間的主要差異是危害檢測系統(tǒng)500安裝在何處。在圖5A中，它安裝于頂棚(或基本上平行于地面的其它對象)，而在圖5B中，它安裝于墻壁(或基本上垂直于地面的其它對象)。封閉空間510可包括頂棚512、墻壁514和516和地板518。

示出三個不同的檢測場：PIR檢測場520、超聲檢測場530和超聲檢測場540。每個檢測場示出表示每個場的外邊界的一系列虛線。PIR檢測場520可源自PIR傳感器(未示出)，以及超聲檢測場530和540可源自超聲傳感器(未示出)。盡管這些場看上去是二維的，但應(yīng)理解，這些場占據(jù)三維空間。如所示出的，PIR檢測場520由于其相對大、寬的視場角度而占據(jù)絕大多數(shù)封閉空間510。具體地，PIR檢測場520可具有如所示出的視場角度A。超聲檢測場530和540可均由于其相對小、窄的視場角度而占據(jù)小部分的封閉空間510。具體地，檢測場530和540可具有分別如所示出的視場角度B1和C1。角度A的值可大于角度B1和C1的值。角度B1和C1的值可以相同或不同。

檢測場530和540用相應(yīng)的中心軸531和541來示出。檢測場520可具有中心軸，但為了避免圖擁擠，并沒有示出它。在一些實施例中，檢測場520和530的中心軸可以是共平面或共軸的，但檢測場530和540的中心軸既不共平面又不共軸。中心軸相對于參考平面501的位置變化。如所示出的，在中心軸531和參考平面501之間存在角度B2，在中心軸541和參考平面501之間存在角度C2。角度B2可大于角度C2。

可選擇角度B2和C2的值，以使超聲傳感器(未示出)檢測到一個或多個移動或靜止對象的存在的可能性最大，而不管危害檢測系統(tǒng)500是如何安裝的。例如，可針對頂棚安裝應(yīng)用來選擇用于檢測場530的角度B2，并且可針對墻壁安裝應(yīng)用來選擇用于檢測場540的角度C2。繼續(xù)該示例，角度B2的范圍可以是80度至100度，并且角度C2的范圍可以是5度至80度。應(yīng)理解，可針對角度B2和C2分別選擇任何合適的角度。例如，在一個實施例中，角度B2的范圍可以是90度至180度，并且角度C2的范圍可以是0度至90度。作為該實施例的特定示例，角度C2可以是45度并且角度B2可以是135度。

如圖5B中所示，中心軸531基本上垂直于墻壁514，結(jié)果，檢測場530投影到基本上垂直于墻壁514的方向上。在一些實施例中，根據(jù)系統(tǒng)500的安裝高度，檢測場530可能不理想地適合檢測對象(例如，試圖進行將可聽警報靜音的姿勢的人)。這會是因為，人的高度不足以達到檢測場530。向下指向地板518的檢測場540可能更適合檢測對象。這可以是因為，人最終將進入檢測場540，而不管他或她有多高。因此，在墻壁安裝應(yīng)用中，在檢測場540中檢測到的對象可領(lǐng)先于在檢測場530中檢測到的任何對象。

相比而言，在頂棚安裝應(yīng)用(圖5A)中，在檢測場530中檢測到的對象可領(lǐng)先于在檢測場540中檢測到的對象。如所示出的，中心軸531基本上垂直于頂棚518，結(jié)果，檢測場530直接向地板518投影， 而不管頂棚相對于地板有多高。檢測場540也向下指向地板，但沒有像檢測場530那樣直接。在一些實施例中，根據(jù)頂棚高度，檢測場540可遠離危害檢測系統(tǒng)500投射，以有效地檢測對象(例如，試圖進行將可聽警報靜音的姿勢的人)。因此，檢測場530可能更適合在頂棚安裝應(yīng)用中檢測對象。

在一些實施例中，危害檢測系統(tǒng)500可選擇地啟用和禁用其超聲傳感器中的一個或多個。例如，系統(tǒng)500可基于它是如何安裝的來禁用超聲傳感器。系統(tǒng)500可在其內(nèi)包含用于確定其安裝取向的諸如(例如)多軸加速計的取向傳感器。如果系統(tǒng)500安裝于墻壁，則它可禁用投射檢測場530的傳感器。如果系統(tǒng)500安裝于頂棚，則它可禁用投射檢測場540的傳感器。

在一個實施例中，角度B2和C2是永久固定的。在另一個實施例中，角度B2和C2中的一個或多個是可調(diào)節(jié)的。例如，超聲傳感器(未示出)中的一個或多個可繞著旋轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)，以改變其中心軸相對于參考平面510的角度。在一個實施例中，用戶可手動地樞轉(zhuǎn)超聲傳感器。在另一個實施例中，危害系統(tǒng)500可控制一個或多個超聲傳感器的樞轉(zhuǎn)位置。例如，傳感器可安裝在受電機控制的萬向節(jié)平臺上。改變中心軸角度的能力對于容納變化高度的墻壁安裝件會是特別有利的。例如，危害檢測系統(tǒng)可基于安裝高度來調(diào)節(jié)檢測場的中心軸角度。

圖6A至圖6D示出根據(jù)實施例的人使用姿勢使可聽警報無聲時的說明性快照，圖7示出根據(jù)實施例的危害檢測系統(tǒng)的各種組件的說明性時序圖。圖6A至圖6D的快照可分別對應(yīng)于圖7的時間t₁至t₄?？墒褂酶鶕?jù)實施例的任何合適的危害檢測系統(tǒng)，但為了方便起見并且為了方便討論，結(jié)合圖6A至圖6D和圖7參考圖5A的危害檢測系統(tǒng)500。因此，如以上已經(jīng)討論的，系統(tǒng)500可投射如所示出的檢測場520、530和540。另外，危害檢測系統(tǒng)可包括PIR傳感器、兩個超聲傳感器、警報、揚聲器和一個或多個危害檢測傳感器等其他組件。

圖7示出警報事件702、PIR傳感器采樣速率704、超聲傳感器啟用705、第一超聲傳感器對象檢測波形706、第二超聲傳感器對象檢測波形708、PIR姿勢檢測波形710、揚聲器輸出712和可聽警報輸出714的時序波形。警報事件702可指示危害檢測系統(tǒng)是否感測到觸發(fā)警報事件的狀況。例如，如果危害檢測系統(tǒng)感測到煙霧，警報事件702可從低轉(zhuǎn)變成高(如它在時間t₁進行的)。PIR采樣速率704指示對PIR數(shù)據(jù)采樣的速率。超聲傳感器啟用705指示是否啟用超聲傳感器。例如，當(dāng)不使用時，門控地將超聲傳感器斷電。超聲傳感器對象檢測波形706和708可指示超聲傳感器是否檢測到對象。波形706可對應(yīng)于在檢測場540中檢測到的對象，并且波形708可對應(yīng)于在檢測場530中檢測到的對象。PIR姿勢檢測波形指示在檢測場520內(nèi)是否識別出姿勢。揚聲器輸出712指示揚聲器是否正在播放消息，以及可聽警報輸出714指示警報是否正在響。

在時間t₀和t₁之間，警報事件702、超聲傳感器啟用705、第一超聲傳感器對象檢測波形706和第二超聲傳感器對象檢測波形708、PIR姿勢檢測波形710、揚聲器輸出712和可聽警報輸出714的波形都是低。在該狀態(tài)下，可門控地將超聲傳感器斷電。例如，電力門控電路364可斷開，使得超聲傳感器320關(guān)閉。另外，PIR采樣速率704被設(shè)置在第一采樣速率。在時間t₁，警報事件702變高，這可致使警報響?？陕牼瘓筝敵?14在時間t₁變高。超聲傳感器啟用705變高，從而將超聲傳感器通電。另外，PIR采樣速率704可從第一采樣速率變成第二采樣速率，其中第二采樣速率具有比第一采樣速率高的頻率。在圖6A中，危害檢測系統(tǒng)500在發(fā)出它的警報，用源自其的“嗶嗶，嗶嗶，嗶嗶”來指示。示出人600在位置601，位置601在檢測場520內(nèi)，但在檢測場530和540外。

在時間t₂，人600從位置601移動到位置602，位置602在檢測場520內(nèi)，但在檢測場530和540外。因為人600在檢測場520內(nèi)移動， 所以PIR傳感器可檢測到該移動。這被示為在時間t₂的PIR姿勢檢測波形710的突變。盡管PIR傳感器在檢測場520內(nèi)檢測到姿勢(例如，人600的移動)，這也不使警報無聲。

在時間t₃，人600從位置602移動到位置603，位置603在檢測場502和503內(nèi)，但不在檢測場540內(nèi)?，F(xiàn)在人600在檢測場530內(nèi)，監(jiān)視該場的超聲傳感器可感測人600的存在。這被示為在時間t₃從低轉(zhuǎn)變成高的超聲傳感器對象檢測波形708。另外，響應(yīng)于檢測對象的超聲傳感器中的一個，揚聲器可播放消息。如圖6C中所示，消息是“揮手將警報靜音”?？捎萌魏握Z言播放任何合適的消息。揚聲器消息播放的開始在圖7中被示出為在時間t₃從低轉(zhuǎn)變成高的揚聲器輸出712。除了音頻消息之外，或者作為音頻消息的替代，當(dāng)在檢測場530內(nèi)檢測到存在人600時，可呈現(xiàn)未示出的可視指示器(例如，圖3的LED 328)。當(dāng)人600在檢測場530內(nèi)時，可視指示器可點亮或者快速閃爍。音頻和/或可視指示器可向居住者告知危害檢測系統(tǒng)準備進行檢測并且處理居住者可執(zhí)行的任何姿勢。此外，音頻和/或可視指示器可向居住者提供有用的反饋，使得居住者知道何時執(zhí)行姿勢動作(例如，因為如果居住者在檢測場530或檢測場540外執(zhí)行姿勢，則危害檢測系統(tǒng)可忽略居住者的姿勢)。

在時間t₄，人600可在處于位置603時揮動一個或多個手臂。響應(yīng)于檢測到該姿勢，危害檢測系統(tǒng)可使可聽警報無聲。在圖6D中，發(fā)出“嗶嗶，嗶嗶，嗶嗶”的聲音。在圖7中，PIR姿勢檢測波形710示出在時間t₄檢測到姿勢。PIR傳感器對姿勢以及人600在超聲檢測場530內(nèi)的存在的同時檢測可使危害檢測系統(tǒng)使其警報無聲。這被示出為時間t₄，此時，可聽警報輸出714從高轉(zhuǎn)變成低。警報事件702在時間t₄仍然是高，因此在流逝預(yù)定時間段之后，警報可再次響起，并且警報事件702仍然是高。另外，如果期望，可呈現(xiàn)可視指示符以指示警報已被靜音。此外，如進一步期望，可播放指示警報已被靜音的可聽消息?？陕犗⒖芍付膫€警報被靜音。例如，如果警報是煙霧警報， 則可聽消息可指定煙霧警報已被靜音。又如，如果警報是自檢，則可聽消息可指定自檢已被靜音。另外，可聽消息可指定警報將被靜音多長時間。例如，可聽消息可以說“煙霧警報將無聲五分鐘”。

圖8示出根據(jù)實施例的PIR傳感器800的說明性檢測場。PIR傳感器800可投射用于限定檢測場802的多個子場810a-i并且當(dāng)對象從一個子場移動到另一個子場時可提供原始數(shù)據(jù)形式的輸出。例如，如果對象從子場810e移動到子場810f，則傳感器800將檢測到對象的移動，將其作為其原始數(shù)據(jù)輸出的部分進行提供。傳感器800輸出的原始數(shù)據(jù)可不對應(yīng)于實際的物理測量(例如，焦耳)，但可對應(yīng)于給定時間窗內(nèi)的通過子場810a-i看到的組合紅外Δ。所檢測的對象從一個子場到另一個子場的移動貢獻紅外Δ。因此，如果操作若干對象從一個子場轉(zhuǎn)到另一個子場，則這些所檢測的移動中的每個可貢獻組合紅外Δ。然而，如果對象沒有移動并且依舊完好地停留在一個子場內(nèi)，則傳感器800可檢測不到對象的移動，并且紅外Δ可有效地為零。在一些實施例中，可過濾原始數(shù)據(jù)輸出，以消除環(huán)境紅外噪聲。另外，可通過截止頻率為3Hz的低通Butterworth過濾器來過濾PIR傳感器800的原始數(shù)據(jù)輸出。在圖9A至圖9D中示出經(jīng)過濾的PIR輸出的說明性示例。

現(xiàn)在，參照圖9A至圖9D，示出若干示出PIR傳感器數(shù)據(jù)的不同的說明性曲線圖。為了根據(jù)各種實施例的姿勢檢測算法來確認是否正在檢測姿勢事件，可通過分段算法來處理從PIR傳感器接收的連續(xù)原始數(shù)據(jù)或經(jīng)過濾的PIR數(shù)據(jù)。分段算法確認檢測到的運動的幅度和周期統(tǒng)計量，這些統(tǒng)計量被姿勢檢測算法用來確定是否已檢測到姿勢事件運動。每條曲線示出組合的紅外Δ的幅度與時間。幅度可以是檢測到多少質(zhì)量從一個子場到另一個子場的函數(shù)，并且檢測到的運動的頻率可以是對象正在移動的速度多塊的函數(shù)。圖9A示出PIR傳感器沒有檢測到移動的曲線圖。如所示出的，波形910是平的。圖9B示出波形920，波形920可表示一個質(zhì)量單元(例如，一個手臂)以“正?！彼?度移動。如所示出的，波形920具有周期T和幅度A。圖9C示出波形930，波形930可表示一個質(zhì)量單元以“緩慢”速度移動。如所示出的，波形930具有1/2T的周期和幅度A。圖9D示出波形940，波形940可表示兩個質(zhì)量單元(例如，兩個手臂)以“正常”速度移動。如所示出的，波形940具有2A(例如，是單個質(zhì)量單元產(chǎn)生的幅度的兩倍)的幅度和周期T。

圖10示出根據(jù)實施例的原始PIR數(shù)據(jù)和經(jīng)過濾的PIR數(shù)據(jù)的說明性波形。x軸示出樣本數(shù)量并且y軸示出PIR傳感器測量的能量Δ。波形1010可以是原始PIR數(shù)據(jù)波形并且波形1020可以是經(jīng)過濾的PIR數(shù)據(jù)波形。波形1020可包括拐點1021、1022、1023和1024。當(dāng)波形的斜率從正變成負或者從負變成正時，可出現(xiàn)拐點。當(dāng)波形1020的斜率從正變成負時，存在圖10中示出的拐點。如以下更詳細討論的，拐點可定義所檢測的運動事件(例如，所檢測的揮手運動)的邊界。如所示出的，波形1020包括由拐點1021和1022限定邊界的檢測的運動事件1030、由拐點1022和1023限定邊界的檢測的運動事件1040和由拐點1023和1024限定邊界的檢測的運動事件1050?？赏ㄟ^應(yīng)用分段過程來確定每個所檢測的運動事件的周期和幅度統(tǒng)計。此過程的偽代碼可通過以下來表示：

1.獲得最近的三個經(jīng)過濾的PIR傳感器數(shù)據(jù)值；

2.確定在經(jīng)過濾的數(shù)據(jù)值中是否存在拐點；

3.如果存在拐點，則

a.如果觀察到之前的拐點，則

i.使t_period＝t_current-t_begin

ii.使y_amplitude＝y(tǒng)_max-y_min

b.將y_min和y_max重置成當(dāng)前經(jīng)過濾的PIR傳感器值

c.將t_begin設(shè)置成t_current

4.如果當(dāng)前經(jīng)過濾的PIR傳感器值小于y_min，則將y_min設(shè)置成當(dāng)前經(jīng)過濾的PIR傳感器值

5.如果當(dāng)前經(jīng)過濾的PIR傳感器值大于y_max，則將y_max設(shè)置成當(dāng) 前經(jīng)過濾的PIR傳感器值

其中，t_period是所檢測的運動事件的時間段，t_current是與最近三個經(jīng)過濾的PIR傳感器數(shù)據(jù)值中檢測到的拐點相對應(yīng)的時間，并且t_begin是對應(yīng)于之前拐點的時間。y_amplitude是所檢測的運動事件的幅度，y_min是在所檢測的運動事件內(nèi)觀察到的最小幅度值并且y_max是在所檢測的運動事件內(nèi)觀察到的最大幅度值。

圖11示出根據(jù)本實用新型的實施例的用于校準檢測傳感器并且用于檢測運動事件的說明性狀態(tài)機1100。為了便于討論，圖的右手側(cè)總體上是指狀態(tài)機1100的標準方面，并且左手側(cè)總體上是指狀態(tài)機1100的運動檢測方面。在討論狀態(tài)機1100期間，將參照圖12和圖13來輔助描述各種實施例。狀態(tài)機1100可在諸如個人計算裝置、安全系統(tǒng)、或危害檢測系統(tǒng)的任何合適系統(tǒng)中實現(xiàn)。系統(tǒng)根據(jù)其設(shè)計標準進行操作，并且不時地可以造成狀態(tài)機1100改變狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)不需要狀態(tài)機1100的任何動作時，狀態(tài)機1100處于關(guān)閉狀態(tài)1102，關(guān)閉狀態(tài)1102可表示傳感器沒有正被用于檢測運動事件并且沒有正被校正的狀態(tài)。在一些實施例中，狀態(tài)機1100優(yōu)選地在其操作壽命中的大部分處于關(guān)閉狀態(tài)1102，從而使功耗最小。

為了識別姿勢，系統(tǒng)可能需要校準。校準可定義基線，各種檢測器可根據(jù)該基線來準確地解釋從一個或多個傳感器接收的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，為了確定對象的存在和對象與系統(tǒng)的距離，可能需要校準存在檢測器。存在檢測器可使用一個或多個超聲傳感器來確定在系統(tǒng)的預(yù)定附近(例如，圖5A的檢測場530)內(nèi)是否存在對象(諸如用戶)。在校準期間，存在檢測器可通過確定在該空間中存在什么對象來創(chuàng)建該預(yù)定附近的“靜態(tài)”環(huán)境模型。因此，靜態(tài)環(huán)境模型表示當(dāng)沒有對象正試圖進行姿勢時存在檢測器“看到”什么。這可使存在檢測器能夠?qū)ⅰ皩崟r”傳感器數(shù)據(jù)與靜態(tài)模型進行比較，以確定存在“新”對象。另外，靜態(tài)模型可進一步使存在檢測器能夠檢測到“新”對象，即使這些對象沒有在預(yù)定附近內(nèi)移動。

從圖的右手側(cè)開始，當(dāng)系統(tǒng)開始自檢或者傳感器校準過程(在步驟1110中)時，狀態(tài)機1100可轉(zhuǎn)變成校準暫停狀態(tài)1112。狀態(tài)1112可表示還沒有開始標準或者因為移動檢測器1114檢測到最近的移動而已經(jīng)推遲校準的狀況。移動檢測器1114可使用例如PIR傳感器，以下對其進行更詳細的討論。如果移動檢測器1114檢測到移動，則狀態(tài)機可恢復(fù)到校準暫停狀態(tài)1112。如果沒有檢測到移動，則狀態(tài)機可前進至校準狀態(tài)1116。在狀態(tài)1116下，一個或多個超聲傳感器可生成靜態(tài)環(huán)境模型。當(dāng)校準完成(在步驟1118中)時，狀態(tài)機可前進至關(guān)閉狀態(tài)1102。

現(xiàn)在，討論用于創(chuàng)建靜態(tài)環(huán)境模型的實施例。以下還結(jié)合圖18討論用于創(chuàng)建靜態(tài)環(huán)境模型的替選實施例?？赏ㄟ^在每個超聲傳感器(例如，圖3的超聲傳感器320)的檢測場中檢測到的距離的矩陣來定義該模型。矩陣將所檢測的距離離散化成填充有計數(shù)的分立桶，并且這些桶的計數(shù)定義靜態(tài)環(huán)境模型。矩陣可以是由R_ij^s定義的n×m矩陣，其中，S是特定超聲傳感器，i是距離桶(db_i)的索引，并且j是樣本的索引?？扇〉每偣瞞個樣本，其中，m是整數(shù)。例如，在一個實施例中，m可以是100?？赏ㄟ^以10赫茲的采樣速率在10秒內(nèi)校準每個超聲傳感器來實現(xiàn)一百的采樣大小。如以上討論的，在系統(tǒng)中可存在多個超聲傳感器。參照系統(tǒng)400，例如，超聲傳感器S可以是傳感器420或422。每個距離桶(db_i)表示超聲傳感器可檢測到的特定距離。距離桶的距離范圍是從最小距離到最大距離，可按預(yù)定分辨率將每個桶分開。例如，在一個實施例中，最小距離可以是大約660mm并且最大距離桶可以是大約3333mm，并且分辨率可以是大約60mm。因此，根據(jù)該示例性實施例，第一距離桶(db₁)可存在于660mm，第二距離桶(db₂)可存在于720mm，第三距離桶(db₃)可存在于780mm，等等，使得最后一個距離桶存在于3333mm。

R_ij^s是超聲傳感器S在迭代j觀察到的距離桶(db_i)的預(yù)定附近內(nèi) 的距離的數(shù)量。在一個實施例中，如果(db_i)-30<d<(db_i)+30，則在特定距離內(nèi)可存在觀察的距離(d)。+/-30值可定義每個距離桶的預(yù)定附近的邊界。例如，假設(shè)i是5并且j是12并且db₅是1000mm，并且進一步假設(shè)超聲傳感器S在樣本迭代12檢測990mm和1013mm處的距離(d)。結(jié)果，R_5,12^s是2。

每個超聲傳感器被校準并且被分派其自身的R模型。例如，參考系統(tǒng)400，針對超聲傳感器420和422，校準R模型，一旦對于超聲傳感器獲得R模型，就可定義兩個額外的陣列：r^S和q^S。r^S是包含每個距離桶的平均值的陣列。因此，r_i^S＝sum_j＝1,…,m(R_ij^S)/m。在該陣列中發(fā)現(xiàn)的相對大的值可表示存在對象。q^S是包含每個距離桶的方差的陣列。因此，q_i^S＝var_j＝1,…,m(R_ij^S)。在該陣列中發(fā)現(xiàn)相對大的值可指示間歇地看到對象或者難以檢測到對象。桌子的邊緣、吊扇、或一片吸聲材料是可產(chǎn)生相對大方差的對象的示例。通過了解哪些距離是噪聲，可更好地使存在檢測器避免“新”對象的誤檢測。

圖12示出根據(jù)示例情形的可形成兩個不同的超聲傳感器的校準基礎(chǔ)的說明性示圖1200和1210。具體地，示圖1200可包括r^S波形1201，r^S波形1201可對應(yīng)于與第一超聲傳感器(例如傳感器420)相關(guān)聯(lián)的平均值。示圖1210可包括r^S波形1211，r^S波形1211可對應(yīng)于與第二超聲傳感器(例如，傳感器422)相關(guān)聯(lián)的平均值。x軸示出距離(單位：英尺)并且y軸表示平均值。在示圖1200中標記為1202-1205并且在示圖1210中標記為1212-1214的尖峰可表示所檢測的對象。例如，在示圖1200中，在大約3.9英尺、5.4英尺、7.8英尺和9.4英尺的距離處檢測到對象。

現(xiàn)在，返回參照圖11，并且具體地參照圖的左手側(cè)，當(dāng)系統(tǒng)進入可得出用戶的運動或某個其它姿勢動作的狀態(tài)(步驟1120)時，狀態(tài)機1100可轉(zhuǎn)變成無活動狀態(tài)1122，如所示出的。例如，在危害檢測系統(tǒng)的上下文中，當(dāng)這樣的系統(tǒng)處于警報模式或預(yù)警報模式時，系統(tǒng)可 期望監(jiān)視基于用戶的使警報或預(yù)警報消息無聲的運動，因此，監(jiān)視運動現(xiàn)在可能是必要的。無活動狀態(tài)1122可表示沒有檢測到移動并且當(dāng)前不存在用戶的狀態(tài)。另外，當(dāng)狀態(tài)機1100處于狀態(tài)1122時，超聲傳感器未被使用，并可被斷電。

如果移動檢測器1124(例如，使用PIR傳感器數(shù)據(jù)的檢測器)沒有檢測到任何移動，則狀態(tài)機1100可保持處于無活動狀態(tài)1122。移動檢測器1124可利用PIR傳感器數(shù)據(jù)分段過程將每個所檢測的運動事件的幅度(例如，y_ampltiude)與閾值進行比較。如果幅度滿足或超過閾值，則移動檢測器1124可得到某個對象在PIR傳感器的視場內(nèi)移動。在一些實施例中，移動檢測器1124與移動檢測器1114相同。如果移動檢測器1124檢測到運動，則狀態(tài)機1100可轉(zhuǎn)變成檢測到運動狀態(tài)1126。檢測到運動狀態(tài)1126可表示以下狀態(tài)：諸如PIR傳感器或光學(xué)傳感器的輻射感測傳感器已經(jīng)檢測到至少一個對象的運動，但仍然還沒有在系統(tǒng)的預(yù)定附近存在該對象的任何確認。

存在檢測器1128可驗證在系統(tǒng)的附近內(nèi)是否存在對象。存在檢測器1128可基于實時超聲傳感器數(shù)據(jù)來構(gòu)造“動態(tài)模型”并且與靜態(tài)模型進行比較，以確定是否存在“新”對象。如果沒有檢測到存在，則狀態(tài)機會恢復(fù)回運動檢測器1124。如果檢測到存在，則狀態(tài)機可以前進至對象存在狀態(tài)1130。對象存在狀態(tài)1130可表示在系統(tǒng)的預(yù)定附近內(nèi)存在對象。當(dāng)系統(tǒng)處于對象存在狀態(tài)1130時，它可提供可聽消息和/或可視提示，向居住者告知他或她當(dāng)前正被檢測為存在并且系統(tǒng)準備從居住者接收姿勢輸入。通過呈現(xiàn)可聽消息和/或可視提示，可輔助居住者將他或她自己定位在危害檢測系統(tǒng)的適宜視場內(nèi)，使得系統(tǒng)更好地能夠辨別居住者是否正在實現(xiàn)姿勢。

現(xiàn)在討論用于創(chuàng)建動態(tài)環(huán)境模型的實施例，然而，以下結(jié)合圖18至圖21討論替選實施例。動態(tài)環(huán)境模型可實施與校準引擎所使用的元件相同的元件中的一些來創(chuàng)建靜態(tài)環(huán)境模型。可通過在每個超聲傳感 器(例如，圖3的超聲傳感器320)的檢測場中檢測到的距離的矩陣來定義該模型。矩陣將所檢測的距離離散化成填充有計數(shù)的分立桶，并且用這些桶的計數(shù)來定義動態(tài)環(huán)境模型。矩陣可以是通過D_ij^s定義的n×m矩陣，其中，S是特定超聲傳感器，i是距離桶(db_i)的索引，并且j是樣本的索引?？扇〉每偣瞞個樣本，并且m是整數(shù)。例如，在一個實施例中，m可以是20。二十的采樣大小可得到具有10赫茲的采樣速率的兩個(2)第二采樣窗口。針對系統(tǒng)中存在的多個超聲傳感器中的每個保持D矩陣。用新傳感器數(shù)據(jù)來更新每個D矩陣并且可丟棄舊數(shù)據(jù)。D矩陣中的距離桶(db_i)可與R矩陣(以上討論的)中使用的距離桶相同。

D_ij^s是超聲傳感器S在迭代j觀察到的距離桶(db_i)的預(yù)定附近內(nèi)的距離的數(shù)量。預(yù)定的附近可由與R矩陣相同的限制來確定邊界。在一個實施例中，如果(db_i)-30<d<(db_i)+30，則在特定距離桶內(nèi)可存在觀察到的距離(d)?？赏ㄟ^d_i^S＝sum_j＝1,…,m(D_ij^S)/m來定義實時觀察到的距離的平均值。結(jié)合校準陣列r_i^S和q_i^S使用d_i^S，存在檢測器1128可確定每個距離桶的置信值(c_i^S)。具體地，置信值(c_i^S)可被定義為c_i^S＝(r_i^S-d_i^S)²/q_i^S，i＝1,2,…,n。置信值可表示檢測到的距離超過特定距離桶的預(yù)期方差的置信度。如果c_i^S超過預(yù)定的“新對象”方差閾值，則存在檢測器1128可得到在超聲傳感器S的距離桶(db_i)的距離位置處存在新對象的結(jié)論。該距離在本文中可被稱為存在距離?？烧{(diào)節(jié)預(yù)定的方差閾值，以獲得存在檢測器1128的期望特異性/敏感性平衡。例如，增大閾值可降低靈敏度并且增加特異性，而減小閾值可增大靈敏度并且減少特異性。

新對象的存在距離可初始地被定義為u＝(u_max+u_min)/2，其中，u是新對象的平均距離，u_max是新對象的最大距離，并且u_min是新對象的最小距離。如果期望，則可使用平滑函數(shù)來更新u的值，以使噪聲干擾新對象的距離的準確性的可能性最小化。例如，在獲得新對象的初始距離值之后，可使用下面的平滑函數(shù)：u＝(a)(db_i)+(1-a)u，其中，a 可在0.05至0.1的范圍內(nèi)。

圖13示出根據(jù)示例情形的說明性波形圖1300和1310。波形圖1300和1310二者包括針對兩個不同超聲傳感器的校準波形和實時數(shù)據(jù)波形。具體地，圖1300包括與第一超聲傳感器相關(guān)聯(lián)的r^S波形1210(與圖12中所示相同的波形)和實時數(shù)據(jù)波形1301。實時數(shù)據(jù)波形1301可以是實時觀察到的距離(諸如，上述的d_i^S)的平均值。當(dāng)將波形1201與波形1301進行比較時，這兩個波形之間存在相對小的方差。這表明與波形1201和1301相關(guān)聯(lián)的超聲傳感器沒有檢測到新對象。波形圖1310包括與第二超聲傳感器相關(guān)聯(lián)的r^S波形1211(與圖12中所示相同的波形)和實時數(shù)據(jù)波形1311。波形1201與波形1301之間的比較結(jié)果指示在被示出為具有9.3英尺的距離的存在距離1320處可能存在新對象。

返回參照圖11，狀態(tài)機1100處于對象存在狀態(tài)1130，姿勢檢測器1132可確定用戶是否正在執(zhí)行姿勢。也就是說，當(dāng)狀態(tài)機1100從檢測到運動狀態(tài)發(fā)展至對象存在狀態(tài)1130時，可利用姿勢檢測器1132。姿勢檢測器1132在確定用戶是否正在執(zhí)行姿勢時，可評估運動檢測器1124和/或存在檢測器1128處理的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，姿勢檢測器1132可向預(yù)定數(shù)量的最近接收的運動檢測事件應(yīng)用一組標準。例如，預(yù)定數(shù)量可以是最近兩個、三個或四個所接收的運動事件。因此，如果預(yù)定數(shù)量是三個，則這三個運動事件全部必須滿足標準，以使姿勢檢測器1132將這三個運動事件識別為用戶產(chǎn)生的姿勢?？苫谧藙輽z測器1132所期望的靈敏度和特異性參數(shù)來選擇預(yù)定數(shù)量。例如，隨著預(yù)定數(shù)量增大，這可減小靈敏度和增加特異性。相反地，隨著預(yù)定數(shù)量減小，可增大靈敏度和減少特異性。

標準中的一些可獨立地應(yīng)用于每個運動事件并且一些標準可應(yīng)用于運動事件的組合。標準可包括運動事件持續(xù)時間限制。因此，如果運動事件的時間段(例如，t_period)超過運動事件持續(xù)時間限制，則該 運動事件可以不適合作為姿勢。作為時間限制的替選，標準可指定每個運動事件的時間段必須落入的時間段范圍。標準可指定為了適合作為姿勢事件，運動事件的幅度(例如，y_amplitude)必須落入的幅度范圍。該幅度范圍可基于以上定義的存在距離u變化。標準可向每個運動事件的幅度應(yīng)用標準偏差閾值。因此，為了使運動事件合格，每個運動事件的幅度必須在組合的運動事件的平均幅度的預(yù)定數(shù)量的標準偏差內(nèi)。標準還可向運動事件應(yīng)用方差閾值。因此，為了使組合的運動事件合格，時間段的方差必須小于預(yù)定方差閾值。在一些實施例中，姿勢檢測器1132可識別多個不同的姿勢。

如果姿勢檢測器1132沒有識別出姿勢，則狀態(tài)機可恢復(fù)回存在檢測器1128。如果識別出姿勢，則狀態(tài)機可前進至識別出姿勢狀態(tài)1134。一旦狀態(tài)機1100達到狀態(tài)1134，系統(tǒng)就可響應(yīng)于確認識別出姿勢來采取適宜的動作。例如，在危害檢測系統(tǒng)的上下文中，所識別的姿勢可導(dǎo)致使響亮的警報無聲或者導(dǎo)致停止播放預(yù)警報消息。狀態(tài)機可在它到達狀態(tài)1134之后前進至關(guān)閉狀態(tài)1102，如所示出的。

可調(diào)節(jié)存在檢測器1128內(nèi)的各種參數(shù)，以獲得所期望的特異性/靈敏度平衡。距離分辨率可以是可調(diào)參數(shù)，其可改變存在檢測器1128的靈敏度和特異性及其校準。如以上提到的，距離分辨率定義距離桶。分辨率增大可增加特異性并且可減小靈敏度。例如，通過增大分辨率，可在更精確的距離檢測到新對象，因此新對象可以不太可能被周圍環(huán)境中的對象遮擋，但由于每個距離桶內(nèi)的樣本數(shù)量相對少，導(dǎo)致錯誤地檢測新對象。相反，分辨率減小可減小特異性并且可增大靈敏度。例如，通過減小分辨率，可增大樣本大小，以提供更魯棒的統(tǒng)計，其增強是否存在新對象的置信因子，但周圍環(huán)境中的對象可能會產(chǎn)生干擾。

可調(diào)節(jié)使新對象適合作為存在的方差閾值，以獲得所期望的靈敏度/特異性平衡。如以上討論的，方差閾值是與不同距離的置信值進行 比較的閾值。方差閾值可以是可調(diào)參數(shù)，其可改變存在檢測器1128的靈敏度和特異性參數(shù)。

圖14A至圖14C示出根據(jù)實施例的用于操作具有姿勢靜音能力的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程。該過程可例如在包括至少一個危害傳感器、警報產(chǎn)生電路、PIR傳感器和至少一個超聲傳感器的危害檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)。例如，危害檢測系統(tǒng)可以是如上討論的系統(tǒng)200、300、400或500。以步驟1002開始，從至少一個危害檢測傳感器接收數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)可從傳感器(例如，ALS傳感器322、溫度和濕度傳感器323、煙霧檢測器324、CO傳感器325和熱敏電阻326)中的一個或多個獲得?？煞治鰝鞲衅鲾?shù)據(jù)，以確定在危害系統(tǒng)的附近內(nèi)是否存在預(yù)警報事件或警報事件。預(yù)警報事件可被表征為具有與警報事件類似的傳感器數(shù)據(jù)，但沒有與將造成警報事件的幅度相同的幅度。換句話說，預(yù)警報事件可表現(xiàn)出超過第一閾值(足以觸發(fā)預(yù)警報事件)但小于第二閾值(足以觸發(fā)警報事件)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。警報事件可表現(xiàn)出等于或超過第二閾值的數(shù)據(jù)質(zhì)量，并且在一些實施例中，可甚至超過高于第二閾值的第三閾值。

在一些實施例中，警報事件可被分類為可靜音的警報事件或不可靜音的警報事件?？伸o音的警報事件是可聽警報可被無聲(例如，通過按下危害檢測系統(tǒng)上的按鈕或者通過在系統(tǒng)的附近內(nèi)執(zhí)行姿勢靜音)的警報事件，并且不可靜音的警報事件是可聽警報不可被無聲的警報事件?？伸o音的警報事件可表現(xiàn)出等于或超過第二閾值但小于第三閾值的數(shù)據(jù)質(zhì)量。不可靜音的警報事件可表現(xiàn)出等于或超過第三閾值的數(shù)據(jù)質(zhì)量。可以需要警報事件的不同分類來滿足不同管轄權(quán)的要求。例如，在美國，如果數(shù)量質(zhì)量超過第三閾值，則可聽警報不可被關(guān)掉。

在步驟1402之后，過程前進至步驟1410。在步驟1410，確定至少一個危害檢測傳感器的傳感器數(shù)據(jù)是否超過第一閾值但不超過第二 閾值。如果確定結(jié)果是“否”，則過程可前進至步驟1415，然后將過程恢復(fù)回步驟1402。如果確定是“是”，則危害檢測系統(tǒng)可進入預(yù)警報模式，并且過程前進至圖14B的步驟1412。在步驟1412，可播放預(yù)警報記錄。預(yù)警報記錄可以是可通過危害檢測系統(tǒng)的揚聲器播放的任何合適的消息。預(yù)警報記錄可以是指示瀕臨警報的提供信息的消息。預(yù)警報還可指示用戶執(zhí)行姿勢事件，以執(zhí)行姿勢事件防止在接收到指示存在警報事件的傳感器數(shù)據(jù)的情況下危害檢測系統(tǒng)發(fā)出其可聽警報。在步驟1413，監(jiān)視從至少一個對象檢測傳感器獲取的傳感器數(shù)據(jù)。所監(jiān)視的傳感器數(shù)據(jù)可包括從PIR傳感器、一個或多個超聲傳感器、或任何其它輻射檢測傳感器或圖像捕捉傳感器獲得的數(shù)據(jù)。

在步驟1414，確定所監(jiān)視的數(shù)據(jù)是否指示已執(zhí)行姿勢事件。如果確定是“否”，則過程可前進至步驟1415，然后將過程恢復(fù)回步驟1402。如果確定是“是”，則過程前進至步驟1416。在步驟1416，可停止播放預(yù)警報記錄。在一些實施例中，可響應(yīng)于所檢測的姿勢事件，播放另一記錄的消息。所述其它消息可向用戶告知例如已經(jīng)識別出姿勢事件并且將暫時禁用可聽警報。在步驟1417，在至少一個危害檢測傳感器的傳感器數(shù)據(jù)超過第二閾值但沒有超過第三閾值的情況下，先發(fā)制人地使可聽警報無聲。因此，如果危害檢測系統(tǒng)的內(nèi)部和周圍的環(huán)境狀況表現(xiàn)出原本會觸發(fā)警報事件的增大水平，則在升高水平之前接收的所監(jiān)視的姿勢事件防止發(fā)出可聽警報。在步驟1147中，過程可前進至步驟1415，其將過程返回步驟1402。

返回參照圖14A，如果在步驟1410的確定是“否”，則過程可前進至步驟1420。在步驟1420，確定至少一個危害檢測傳感器的傳感器數(shù)據(jù)是否超過第二閾值但沒有超過第三閾值。如果確定是“是”，則危害檢測系統(tǒng)可進入可靜音的警報模式，并且過程可前進至圖14C的步驟1422。在步驟1422中，發(fā)出可聽警報?？陕牼瘓罂衫缦鄬懥敛⑶乙砸?guī)則間隔脈動。在步驟1423，監(jiān)視從至少一個對象檢測傳感器獲取的傳感器數(shù)據(jù)。所監(jiān)視的傳感器數(shù)據(jù)可包括從PIR傳感器、一個 或多個超聲傳感器、或任何其它運動檢測傳感器獲得的數(shù)據(jù)。

在步驟1424，確定所監(jiān)視的數(shù)據(jù)是否指示已執(zhí)行姿勢事件。如果確定是“否”，則過程可前進至步驟1425，然后將過程恢復(fù)回步驟1402。如果確定是“是”，則過程前進至步驟1426。在步驟1426，可使可聽警報無聲。在一些實施例中，不管危害檢測傳感器的讀數(shù)如何，可在預(yù)定時間段內(nèi)使可聽警報無聲。在其它實施例中，可在預(yù)定時間段內(nèi)使可聽警報無聲，但基于危害檢測傳感器的讀數(shù)可根據(jù)需要發(fā)出可聽警報。在步驟1426之后，過程可前進至步驟1425。

返回參照圖14A，如果在步驟1420的確定是“否”，則過程可前進至步驟1430。在步驟1430，確定至少一個危害檢測傳感器的傳感器數(shù)據(jù)是否超過第三閾值。如果確定是“是”，則危害檢測系統(tǒng)可進入不可靜音的警報模式，并且過程可前進至步驟1432。在步驟1432，可在無限的時間段內(nèi)或者至少在至少一個危害檢測傳感器的傳感器數(shù)據(jù)降至第三閾值以下之前，發(fā)出可聽警報。如果在步驟1430的確定是“否”，則過程可前進回到步驟1402。

應(yīng)理解，步驟1410、1420、1430的調(diào)節(jié)只是說明性的，可使用任何合適的條件來確定是否存在預(yù)警報事件或警報事件。例如，用于確定何時存在預(yù)警報事件和警報事件的各種條件可在例如與其同時提交的共同轉(zhuǎn)讓、共同待決的名稱為“Systems and Methods for Multi-Criteria Alarming(用于多標準報警的系統(tǒng)和方法)”的美國專利申請No.14/334,003(代理人案卷號GP-5743-00-US，公開號為US2015/0022367)中找到。

圖15示出根據(jù)實施例的危害檢測系統(tǒng)響應(yīng)于監(jiān)視姿勢使可聽警報無聲的說明性過程。以步驟1502開始，響應(yīng)于所檢測的危害事件發(fā)出可聽警報。例如，所檢測的危害事件可以是在危害檢測系統(tǒng)的附近存在煙霧?？赏ㄟ^諸如3的警報334的音頻產(chǎn)生電路發(fā)出可聽警報。

然后，在步驟1504，可播放提供關(guān)于如何至少使可聽警報暫時無聲的指令的記錄。例如，可通過圖3的揚聲器318播放預(yù)先記錄的消息。在一些實施例中，如果危害檢測系統(tǒng)檢測到運動，則可播放記錄。例如，如果諸如PIR傳感器的運動檢測傳感器在其視場內(nèi)檢測到運動，則這可觸發(fā)記錄的播放。又如，如果超聲傳感器在其視場內(nèi)檢測到存在對象，則可觸發(fā)記錄的播放。

在步驟1506，檢測根據(jù)記錄的指令在危害檢測系統(tǒng)的附近移動的對象。在該步驟中，一個或多個對象檢測傳感器可檢測其相應(yīng)視場內(nèi)移動的對象。此外，從這些傳感器獲取的數(shù)據(jù)可指示檢測到姿勢事件。姿勢事件可以是任何合適的移動或移動的組合。在一個示例中，姿勢事件可以是一個或兩個手臂的揮動運動。

在步驟1508，響應(yīng)于檢測到根據(jù)記錄的指令移動的對象，至少使可聽警報暫時無聲。在該步驟中，響應(yīng)于用戶的肯定命令，可聽警報被關(guān)閉?？陕牼瘓罂稍诒恢匦录せ钪霸陬A(yù)定時間段內(nèi)保持關(guān)閉，在重新激活時用戶可能必須開始進行另一個姿勢事件使它無聲。

圖16示出根據(jù)實施例的用于操作配備有至少一個超聲傳感器的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程。以步驟1602開始，可激活警報產(chǎn)生電路來發(fā)出可聽警報。例如，可響應(yīng)于一個或多個危害檢測傳感器接收的數(shù)據(jù)，激活可聽警報。接下來，在步驟1604，可對至少一個超聲檢測場監(jiān)視至少一個對象的存在。例如，超聲檢測場可以是圖5A或圖6D的檢測場530。在步驟1606，確定在至少一個對象存在于至少一個超聲檢測場中的同時所述至少一個對象是否正在根據(jù)姿勢移動。例如，圖6D中的人600的移動手臂可以是在超聲檢測場530內(nèi)正在根據(jù)姿勢移動的對象。

在步驟1608，當(dāng)確定在至少一個對象存在于至少一個超聲檢測場 內(nèi)的同時所述至少一個對象正在根據(jù)姿勢移動時，使警報產(chǎn)生電路去激活，以停止發(fā)出可聽警報。移動對象和超聲場內(nèi)存在的對象可以是相同或不同的。例如，簡要參照圖6D，人600的身體可靜止地存在于檢測場530中，但手臂可移動進出檢測場530。身體的存在可足以滿足超聲場內(nèi)的存在要求，并且手臂的移動可足以滿足姿勢移動。

圖17示出根據(jù)實施例的用于操作配備有PIR傳感器和至少一個超聲傳感器的危害檢測系統(tǒng)的說明性過程。以步驟1702開始，響應(yīng)于至少一個危害檢測傳感器檢測的危害事件，可發(fā)出可聽警報。在步驟1704，可從無源紅外(PIR)傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)。PIR傳感器具有用于檢測至少一個對象的移動的相對寬的視場。在步驟1706，從至少一個超聲傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)，每個超聲傳感器具有用于檢測至少一個對象的存在的相對窄的視場。窄視場小于寬視場。

然后，在步驟1708，可處理由PIR傳感器和至少一個超聲傳感器獲取的數(shù)據(jù)?？衫缬煽刂齐娐?例如，系統(tǒng)處理器310)處理數(shù)據(jù)。在步驟1710，確定在所處理的數(shù)據(jù)中是否存在姿勢靜音事件。例如，控制電路可分析所處理的數(shù)據(jù)中的波形的幅度和周期。以上結(jié)合圖9A至圖9D討論這些波形的示例。然后，在步驟1712中，當(dāng)確定存在姿勢靜音事件時，停止發(fā)出可聽警報。

現(xiàn)在臨時參照圖11的狀態(tài)機討論用于校準超聲傳感器、使用超聲傳感器檢測新對象的存在和檢測姿勢的替選實施例。現(xiàn)在，討論超聲傳感器的校準。具體地，可通過產(chǎn)生每個超聲傳感器感測的所有距離的直方圖來實現(xiàn)在圖11的右手側(cè)示出的校準過程。當(dāng)產(chǎn)生柱狀圖時，在超聲傳感器感測的每個距離桶中增加計數(shù)。距離桶可存在于以固定間隔分開的預(yù)定范圍的距離之間。例如，該范圍可以是1英尺和10英尺之間，桶分開0.2英尺。因此，第一個距離桶可存在于1英尺和1.2英尺之間，下一個可存在于1.2英尺和1.4英尺之間，下一個可存在于1.4英尺和1.6英尺之間，等等，直到最后一個桶達到10英尺。另外， 對于每個所檢測的距離，向相鄰的兩個距離桶都增加計數(shù)。例如，如果在距離桶X內(nèi)檢測到對象，則向距離桶X增加計數(shù)，并且向距離桶X-1和X+1增加計數(shù)。通過向相鄰距離桶增加計數(shù)，可考慮超聲傳感器檢測不同距離的對象的能力有差異。

在獲得每個超聲傳感器的距離桶的直方圖之后，可向其應(yīng)用過濾器，以生成每個傳感器的二元矩陣。該二元矩陣表示在整個距離范圍內(nèi)的每個距離桶處是否存在對象。如果特定距離桶中的計數(shù)的數(shù)量滿足或超過由過濾器設(shè)置的閾值，則認為對象存在于特定距離桶處。因此，如果給定桶的計數(shù)的數(shù)量滿足或超過閾值，則二進制“1”可被存儲在對應(yīng)于該距離桶的二元矩陣中。如果給定桶的計數(shù)的數(shù)量不滿足或超過閾值，則該桶被作為二進制“0”存儲。該過濾器閾值可有助于消除直方圖中可能存在的任何噪聲。在一些實施例中，過濾器可確保分派給矩陣中的各個距離桶的二進制1指示在這些距離處存在對象比不存在的可能性高。圖18中示出示例性的校準矩陣1801，其中，C表示超聲傳感器中的一個的二元校準矩陣。如所示出的，矩陣1801具有通過db₁、db₂、db₃等等直至db_n指示的n個不同的距離桶。矩陣1801中的每個位置對應(yīng)于不同的距離桶?！?”指示在該距離桶處存在對象，并且“0”指示在該距離桶處不存在對象?？砂匆?guī)則間隔(例如，每天一次)獲得每個超聲傳感器的校準矩陣。

在超聲傳感器的非校準使用期間，諸如在執(zhí)行圖11的流程圖的左手側(cè)期間，并且具體地，對于存在檢測步驟1128，可生成每個超聲傳感器的實時二元傳感器矩陣。用于生成校準矩陣的相同標準可用于生成傳感器矩陣。圖18中示出示例性的實時傳感器矩陣1811，其中，S表示超聲傳感器中的一個的實時二元傳感器矩陣。如所示出的，矩陣1811包括與矩陣1801相同數(shù)量的距離桶并且根據(jù)對象是否被檢測為存在，矩陣1811中的每個位置被填充“1”或“0”。

矩陣1801和矩陣1811之間的比較指示是否已增加任何新對象或 者是否已失去任何舊對象。如果實時傳感器矩陣指示在校準矩陣中不存在的對象存在于特定距離桶處，則增加了對象。例如，在比較這兩個矩陣的db₂時，因為現(xiàn)在在矩陣1811中存在“1”，所以增加了新對象，而在校準矩陣1801中，先前在該距離桶處不存在對象。如果對象是作為校準矩陣中的存在對象存在的但不再被檢測為存在于實時傳感器矩陣中，則失去該對象。在比較這兩個矩陣的db₇時，因為矩陣1801先前檢測到對象的存在，但根據(jù)矩陣1811，該對象不再存在，所以失去舊對象。例如，盡管在校準期間，傳感器可已在db₇檢測到墻壁，但在使用期間，用戶的存在可防止傳感器看到該墻壁。

矩陣1801和1811之間的比較結(jié)果可指示是否存在對象。可使用任何合適的公式或標準來確定在超聲傳感器的視場內(nèi)是否存在對象。例如，在一個實施例中，如果新增加的對象的數(shù)量等于或大于第一預(yù)定數(shù)量(例如，兩個)，或者如果新增加的對象的數(shù)量等于或大于第二預(yù)定數(shù)量(例如，一個)并且失去的對象的數(shù)量等于或大于第三預(yù)定數(shù)量(例如，一個)，則可認為存在對象。簡單參照圖11，如果在步驟1128中矩陣1801和1811之間的比較指示存在對象，則圖11的狀態(tài)機可轉(zhuǎn)變到對象存在狀態(tài)1130。

在一些實施例中，可針對超聲傳感器中的一個或多個使用不同標準。例如，如果危害檢測裝置安裝于頂棚，則可使用第一組標準。然而，如果危害檢測裝置安裝于墻壁，則可使用第二組標準。安裝于頂棚的裝置可安裝于墻壁的裝置需要較不嚴格的標準。這些不同標準可用于圖11的狀態(tài)機的不同階段中。在一些實施例中，如果裝置配備有加速計，則裝置可基于加速計數(shù)據(jù)來確定它是如何安裝的。如果沒有指示裝置取向的加速計或其它裝置，則裝置可基于從其超聲傳感器獲得的數(shù)據(jù)來推導(dǎo)它是如何安裝的。例如，如果成角度的超聲傳感器(例如，傳感器423)正在檢測存在對象中的相對大百分比(例如，大于60％、大于70％、或大于80％)，則它可推導(dǎo)裝置安裝于墻壁。如果直立和成角度的傳感器二者(例如，傳感器421和423)正在檢測大致 相等百分比的對象，則可推斷裝置安裝于頂棚。

在檢測到存在對象之后，姿勢檢測器1132可能需要知道哪個超聲傳感器正在檢測對象的存在?？赏ㄟ^計算哪個傳感器具有最大數(shù)量的距離改變來動態(tài)地進行該確定?？赏ㄟ^將新增加的對象的數(shù)量與失去的對象的數(shù)量相加來計算距離改變的數(shù)量。例如，參照圖18的矩陣1801和1811，由于存在一個增加的對象和一個失去的對象，因此該特定超聲傳感器的距離改變的數(shù)量是2。如果例如其它超聲傳感器(未示出)的距離改變的數(shù)量是1，則可認為與矩陣1801和1811相關(guān)聯(lián)的超聲傳感器是感測對象的存在的實際傳感器。當(dāng)傳感器被選擇為“正確”傳感器時，狀態(tài)機可繼續(xù)用該傳感器在步驟1132中確定是否檢測到姿勢，直到不再看到該對象。

此外，作為在步驟1132的姿勢檢測的部分，狀態(tài)機可使用距離穩(wěn)定算法來降低誤肯定的可能性。距離穩(wěn)定算法可以能夠確定在超聲傳感器的視場內(nèi)檢測到居住者的時間段，并且沒有正移動靠近或遠離危害檢測裝置。例如，距離穩(wěn)定算法可辨別居住者何時進入包含危害檢測系統(tǒng)的房間，用戶何時停止向著或背離危害檢測系統(tǒng)移動以及用戶何時離開房間。為了使誤肯定最小化或者防止誤肯定，可能期望忽略PIR姿勢運動，除非居住者相對靜止。因此，如果居住者正在移動(例如，步行進入或離開房間)，則可忽略任何PIR姿勢運動。然而，如果用戶相對靜止并且正移動他或她的手臂和手來實現(xiàn)姿勢運動，則該運動可被處理為可能的姿勢運動。

現(xiàn)在參照圖19A，示出說明性波形1901。波形1901可表示超聲傳感器中的一個隨時間檢測到的距離。在一個實施例中，波形1901可以是基于從被確定正在檢測對象的存在的超聲傳感器獲得的數(shù)據(jù)。可通過確認每個采樣周期期間增加的最近距離來生成波形1901。如所示出的，在時間t₁，增加在與傳感器相距相對遠距離處的新距離(被示出為d1)，但隨著時間的進展，增加的新距離看上去與傳感器的距離減小， 直到距離穩(wěn)定到d2附近。居住者可能在時間t₁和t₂之間步行進入房間并且在時間t₂和t₃之間停止向著或遠離傳感器移動。然而，用戶可在時間t₂和t₃之間正在移動他或她的手臂或手。在時間t₃之后，居住者可離開房間，因為新增加的距離增大，距離遠離了傳感器。

距離穩(wěn)定算法可基于以上結(jié)合圖19A描述的最近距離采樣來生成衍生波形1911，如圖19B中所示?？捎貌ㄐ?901的差的絕對值來表示衍生波形1911。如所示出的，衍生波形1911的峰對應(yīng)于時間t₁和t₂之間和時間t₃和t₄之間的相對大的距離改變。另外，波形1911的平坦部分對應(yīng)于波形1901的相對不變部分。距離穩(wěn)定算法可對波形1911施加閾值1913，以確定居住者何時穩(wěn)定。如果衍生波形1911的任何部分都超過閾值1913，則可認為居住者不穩(wěn)定，并且在波形1911被認為不穩(wěn)定時，將不處理姿勢處理輸入。因此，如所示出的，由于在時間t₁和t₂之間以及再次在時間t₃和t₄之間波形1911超過閾值1913，因此可認為在這些時間框內(nèi)沒有姿勢輸入。因此，即使PIR傳感器在時間t₁和t₂之間或時間t₃和t₄之間正在檢測揮手運動，這些PIR傳感器的讀數(shù)也可被丟棄。然而，如果PIR傳感器在例如時間t₂和t₃之間正在檢測運動，則在該時間段期間獲得的PIR傳感器數(shù)據(jù)可被姿勢檢測算法使用。

姿勢檢測算法(諸如，在圖11的步驟1132處理的算法)可分析由距離穩(wěn)定算法確定的穩(wěn)定時間段期間的PIR傳感器數(shù)據(jù)，以確定在PIR傳感器數(shù)據(jù)中是否存在姿勢運動(例如，揮手)。可通過首先確定PIR傳感器數(shù)據(jù)中的峰來分析PIR傳感器數(shù)據(jù)。可使用例如斜率改變檢測方法或過零檢測方法來確認峰。在斜率改變檢測方法中，從正斜率變成負斜率可標記峰的最大值，從負斜率變成負斜率可標記峰的最小值。如果期望，可在斜率改變檢測器中構(gòu)建遲滯以忽略陡然和突然的斜率改變。這可通過應(yīng)用使峰適合作為最大峰或最小峰的閾值來實現(xiàn)。例如，為了使峰被認為是最大峰，波形必須降至比最大峰低預(yù)定數(shù)量。如果確實這樣，則峰可被認為是最大峰。這可預(yù)防到達峰的情形，波 形然后降極小量并且開始再次升高至另一個峰。但是對于閾值，該極小峰將被注冊為峰。對于最小峰，適用相同的基本原理。當(dāng)達到最小峰時，波形必須升高至少預(yù)定量。一旦找到最大峰和最小峰，可確認姿勢的幅度和周期。在過零方法中，獲得PIR傳感器數(shù)據(jù)的平均值，并且將其與PIR傳感器數(shù)據(jù)進行比較。當(dāng)PIR傳感器數(shù)據(jù)的平均值與原始PIR傳感器數(shù)據(jù)相交時出現(xiàn)過零點。PIR傳感器數(shù)據(jù)的幅度和周期可從過零點獲得。在一些應(yīng)用中，斜率改變檢測器可更適用，而在其它應(yīng)用中，過零檢測器可更適用。例如，由于揮手狀姿勢運動相當(dāng)一致—從而產(chǎn)生相對不含噪聲的信號—因此斜率改變檢測器可以是更適于檢測揮手的檢測器。然而，當(dāng)PIR數(shù)據(jù)相對含噪聲時，過零檢測器可以是更適于檢測PIR數(shù)據(jù)中的運動的檢測器。

不管使用哪個檢測器，獲得每個姿勢運動的幅度和周期。例如，圖20示出可表示揮手姿勢的說明性姿勢波形2001。波形2001具有幅度A1和周期P1。如果波形的幅度和周期滿足預(yù)定的標準，則該波形的幅度和周期被存儲在揮手姿勢的滾動緩沖器中。預(yù)定標準可定義該幅度的下邊界和上邊界和周期的下邊界和上邊界。圖21示出說明性緩沖器2101。揮手姿勢的滾動緩沖器可存儲固定數(shù)量的揮手。例如，如緩沖器2101中所示，存儲四個揮手。隨著獲得滿足預(yù)定標準的每個新?lián)]手，它被滾動到緩沖器中。如果緩沖器已滿，則新?lián)]手可推出舊揮手。這樣，緩沖器存儲了滿足標準的最新?lián)]手。如果在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到滿足預(yù)定標準的新?lián)]手，則清空緩沖器。

當(dāng)緩沖器2101中已存儲兩個或更多個揮手時，比較揮手的成對組合，以確定兩個揮手之間的比較是否滿足一組條件。如圖21中所示，示出三個不同的成對組合，Pw1、Pw2和Pw3。Pw1可以是包括A1和P1的波1和包括A2和P2的波2之間的比較。Pw2可以是包括A2和P2的波2和包括A3和P3的波3之間的比較。Pw3可以是包括A3和P3的波3和包括A4和P4的波4之間的比較。如果期望，則可進行波1和波3或者波2和波4之間的成對組合。

對于每個成對的比較，兩個揮手的平均幅度和平均周期可被應(yīng)用于一組條件。該條件可指定平均幅度的上邊界和下邊界和平均周期的上邊界和下邊界。如果成對組合的平均幅度和平均周期滿足該條件，則可認為這兩個揮手是匹配的揮手對。在一些實施例中，一個匹配的揮手對可足以適合作為所檢測的揮手姿勢。在其它實施例中，為了使PIR傳感器數(shù)據(jù)適合作為所檢測的揮手姿勢，可能需要兩個或更多個匹配的揮手對。應(yīng)理解，可用穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的PIR數(shù)據(jù)進行成對比較，并且根據(jù)各種實施例的姿勢檢測算法可決定如何在評估PIR數(shù)據(jù)時最好地使用穩(wěn)定和不穩(wěn)定的因子。

應(yīng)理解，在圖11、圖14A至圖14C和圖15至圖17中的一個或多個的流程圖中示出的步驟只是說明性的并且可修改或省略現(xiàn)有步驟，可增加額外步驟，以及可改變某些步驟的次序。

應(yīng)理解，雖然實施例在本文中是相對于危害檢測系統(tǒng)描述的，但這些實施例還可用于任何系統(tǒng)或裝置，其中，期望在更新該系統(tǒng)或裝置的多個組件之一的操作能力的同時，保持對其它事件進行感測和監(jiān)視。例如，其它事件可包括不一定連接到諸如煙霧、CO和熱的危害的事件，但可包括運動檢測、聲音檢測等。還可考慮遠程裝置報告的事件。例如，諸如門窗傳感器的安全裝置和向系統(tǒng)提供反饋的運動檢測傳感器可適合作為其它事件。

此外，參照圖1至圖21描述的過程以及本實用新型的任何其它方面均可用軟件來實現(xiàn)，但還可用硬件、固件或軟件、硬件和固件的任何組合來實現(xiàn)。它們均可被實現(xiàn)為記錄在機器可讀介質(zhì)或計算機可讀介質(zhì)上的機器或計算機可讀代碼。計算機可讀介質(zhì)可以是可存儲數(shù)據(jù)或指令的任何數(shù)據(jù)存儲裝置，計算機系統(tǒng)此后可讀取所述數(shù)據(jù)或指令。計算機可讀介質(zhì)的示例可包括但不限于只讀存儲器、隨機存取存儲器、閃存存儲器、CD-ROM、DVD、磁帶和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可 讀介質(zhì)還可分布于聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)，使得計算機可讀代碼以分布方式存儲和執(zhí)行。例如，可使用任何合適的通信協(xié)議將計算機可讀介質(zhì)從一個電子子系統(tǒng)或裝置通信到另一個電子子系統(tǒng)或裝置。計算機可讀介質(zhì)可實現(xiàn)計算機可讀代碼、指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊、或調(diào)制數(shù)據(jù)信號(諸如，載波或其它傳輸機制)中的其它數(shù)據(jù)，并且可包括任何信息傳遞介質(zhì)。調(diào)制數(shù)據(jù)信號可以是以將信息編碼在信號中這樣的方式來設(shè)置或改變其特征中的一個或多個的信號。

應(yīng)理解，本文中討論的任何或每個模塊可被提供為軟件構(gòu)造、固件構(gòu)造、一個或多個硬件組件、或其組合。例如，可在可由一個或多個計算機或其它裝置執(zhí)行的諸如程序模塊的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述模塊中的任一個或多個。通常，程序模塊可包括可執(zhí)行一個或多個特定任務(wù)或可實現(xiàn)一種或多種特定抽象數(shù)據(jù)類型的一個或多個例程、程序、對象、組件和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。還應(yīng)理解，模塊或狀態(tài)機的數(shù)量、構(gòu)造、功能和互連只是說明性的，并且可修改或省略現(xiàn)有模塊的數(shù)量、構(gòu)造、功能和互連，可增加額外模塊，并且可改變某些模塊的互連。

盡管本實用新型的許多改變和修改對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了以上描述之后將無疑變得顯而易見，但應(yīng)理解，通過圖示示出和描述的特定實施例決不旨在被認為是限制。因此，參照優(yōu)選實施例的細節(jié)不旨在限制它們的范圍。