CN105593916B - 分叉的处理器危害检测系统 - Google Patents

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Abstract

本文中描述的根据实施例的危害检测系统可操作为使用使功耗最小化的电路拓扑和功率预算方法提供安全保障安全检测特征和用户接口特征。安全检测特征可监视相关联的危害检测系统附近的环境状况(例如，烟雾、热、湿度、一氧化碳、二氧化碳、氡气和其它有害气体)，并且当环境状况超过预定阈值时向居住者发警报。

Description

分叉的处理器危害检测系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年7月18日提交的美国临时专利申请No.61/847,905和2013年7月18日提交的美国临时专利申请No.61/847,916中的每个的优先权。以上引用的专利申请中的每个的全部内容出于所有目的以引用方式并入。
技术领域
本专利说明书涉及用于管理危害检测系统中的功耗的系统和方法。更特别地，本专利说明书涉及用于使由电池供电的危害检测系统的功率效率最大化的电路和方法。
背景技术
出于安全考虑，在住宅环境、商业环境和工业环境中已经使用了诸如烟雾检测器、一氧化碳检测器、组合烟雾-一氧化碳检测器的危害检测系统以及用于检测其它危险状况的系统。这些系统可通过由电线供电、由电池供电、由电线供电和电池供电二者的组合、或由控制面板供电。因为这些系统预先执行除了感测危害之外的特征，所以需要额外的功率要求，尤其是对于仅仅由电池源供电的系统。因此，需要用于有效管理危害检测系统中的功耗的电路和技术。
发明内容
根据本文中描述的实施例的危害检测系统可操作为使用使功耗最小化的电路拓扑和功率预算方法来提供安全保障安全检测特征和用户接口特征。安全检测特征可监视相关联的危害检测系统附近的环境状况(例如，烟雾、热、湿度、一氧化碳、二氧化碳、氡气和其它有害气体)并且当环境状况超过预定阈值时向居住者发警报。用户接口特征可包括增强用户与危害检测系统的交互的相对功率渴望特征。例如，用户接口特征可包括话音警报、语音设置指令、云通信(例如，向云推送监视数据，或者向移动电话推送通知，从云接收诸如静音命令的命令)、装置-装置通信(例如，与其它危害检测系统通信)、可视安全指示器(例如，显示绿光指示是安全的而显示红光指示有危险)、触觉和非触觉输入命令处理、和软件更新。这些特征中的一些对电源的要求相对严苛(例如，尤其是无线数据通信特征)。
在一个实施例中，危害检测系统可对一个或多个组件进行选择性电力门控，以节省电力。将组件门控成断电可基本上消除被门控成断电的组件的静态电流损失。从组件中有效去除电源的负载开关可具有静态电流，但比正被门控电力的组件小得多。在这个实施例中，危害检测系统可包括DC电源、与DC电源耦接的电力总线和第一组组件，第一组组件可操作为被门控成通电和断电，其中，第一组组件包括第一危害传感器。所述系统还可包括将第一组组件与电力总线选择性耦接和解耦的电力门控电路。所述系统还包括不可操作为被门控成通电和断电的第二组组件。第二组组件可耦接到电力总线并且可包括第二危害传感器。另外，系统可包括控制电路，所述控制电路可操作为通过指示电力门控电路将第一组组件中的至少一个组件与电力总线选择性耦接和解耦来控制电力门控电路。
在另一个实施例中，危害检测系统可使用分叉的处理器电路布置。在这个实施例中，危害检测系统可包括诸如烟雾传感器、一氧化碳传感器和热传感器的若干安全传感器。它可包括安全处理器，安全处理器可操作为与安全传感器通信并且如果安全传感器中的任一个检测到危害事件则激活警报。该系统还可包括系统处理器，系统处理器可操作为执行多个用户接口特征。安全处理器特征在于可以相比于系统处理器的功耗和处理功率具有相对低的功耗和相对有限的处理功率，所述安全处理器可操作为独立地激活警报而不管所述系统处理器是否正在发挥作用。
在又一个实施例中，危害检测系统可使用DC电力预算方案。在这个实施例中，由电池供电的危害检测系统可包括DC电源和可操作为消耗DC电源供应的电力的若干耗电组件，耗电组件包括至少一个处理器、用于检测烟雾、热和一氧化碳中的至少一个的至少一个传感器。该系统可包括第一无线通信电路和第二无线通信电路，所述第一无线通信电路特征在于功耗相对低并且被构造成根据特征在于相对低的数据速率的第一协议进行无线通信，所述第二无线通信电路特征在于功耗相对高并且被构造成根据特征在于相对高的数据速率的第二协议进行无线通信。所述耗电组件中的至少一个可操作为实施功率预算方案使得所述DC电源可为所述系统供电达最短操作寿命。所述功率预算方案可使所述系统能够在所述最短操作寿命期间根据多种不同模式中的任一种在模式专用运行时间约束下进行操作。
在又一个实施例中，电力管理方案可限制峰值电力事件以使DC电源的能量使用最大化。在这个实施例中，由电池供电的危害检测系统可包括电池电源和可操作为消耗所述电池电源供应的电力的若干耗电组件，所述耗电组件包括至少一个处理器、至少一个危害传感器、扬声器、警报、低功率无线通信电路和高功率无线通信电路。该至少一个处理器可操作为实施峰值电力限制方案，并且进一步可操作为接收执行耗电事件的指令。所述至少一个处理器可确定所述耗电事件是否可由所述多个耗电组件中的至少两个耗电组件中的每个耗电组件独立执行，当确定所述耗电事件由所述至少两个耗电组件中的每个耗电组件独立执行时，将所述功耗事件的执行限于所述至少两个功耗组件中的一个。
危害检测系统可使用向不同组件提供不同质量的电力的电路布置。在这个实施例中，一种烟雾、热和一氧化碳检测系统可包括：DC电力节点；电力转换器，其耦接到所述DC电力节点并且可操作为向电力总线提供以第一电压电平的第一信号；以及至少一个组件，其耦接到所述电力总线并且可操作为使用以所述第一电压电平的所述第一信号消耗电力。所述系统还可包括耦接到所述电力总线的低压差调节器。所述调节器可将所述第一信号转换成以第二电压电平的第二信号。所述系统还可包括多个安全传感器，所述安全传感器耦接到所述低压差调节器并且可操作为以所述第二电压电平消耗电力，所述第一电压电平不同于所述第二电压电平。
由电线供电的危害检测系统能够处理电力需求，然而，当电线电力不可用时，由电线供电的系统源必须依靠诸如备用电池电源的备用能源。由于备用能源具有有限的能量保存，因此系统可利用根据各种实施例的电路布置和功率预算方案，以使危害检测系统能够可靠地发挥作用达最短时间段。在一个实施例中，由电线供电的危害检测系统可包括：AC-DC转换器，其耦接到电力总线并且可操作为向所述电力总线供电；以及备用电池电源，其耦接到所述电力总线并且可操作为向所述电力总线供电。所述系统可包括若干耗电组件，所述耗电组件可操作为消耗供应到所述电力总线的电力。所述耗电组件可包括至少一个处理器、用于检测烟雾、热和一氧化碳中的至少一个的至少一个传感器、第一无线通信电路和第二无线通信电路，所述第一无线通信电路特征在于功耗相对低并且被构造成根据特征在于相对低的数据速率的第一协议进行无线通信，所述第二无线通信电路特征在于功耗相对高并且被构造成根据特征在于相对高的数据速率的第二协议进行无线通信。所述系统可由所述AC-DC转换器提供的电力或所述备用电池电源选择性供电。当通过所述备用电池电源为所述系统供电时，实施功率预算方案，所述功率预算方案施加限制系统的操作的模式专用运行时间约束，以确保所述系统操作达至少最短时间段。
在另一个实施例中，一种由电线供电的危害检测系统，所述系统可操作为根据多种不同模式中的任一种发挥作用，所述系统可包括：AC-DC转换器，其耦接到电力总线并且可操作为向所述电力总线供电；备用电池电源，其耦接到所述电力总线并且可操作为向所述电力总线供电。所述系统可包括若干耗电组件，所述耗电组件是诸如(例如)至少一个处理器、用于检测烟雾、热和一氧化碳中的至少一个的至少一个传感器。所述系统可包括电线电力检测电路，所述电线电力检测电路检测所述系统是否正在接收电线电力，当所述系统正在接收电线电力时，所述系统在电线供电状态下操作并且当所述系统不是在接收电线电力时，所述系统在非电线供电状态下操作。功率预算模块可通过向多种不同模式中的每种分派运行时间约束来管理所述系统消耗的电力，其中，所述运行时间约束限制所述系统可在每种模式下操作多长时间。所述功率预算模块至少基于所述系统是处于电线供电状态还是非电线供电状态来计算用于每个模式的运行时间约束。
可通过参照说明书的其余部分和附图来实现对本文中讨论的实施例的性质和优点的其它理解。
附图说明
图1是根据一些实施例的具有危害检测系统的封闭空间的示图；
图2示出根据一些实施例的说明性封闭空间中正使用的危害检测系统的说明性框图；
图3示出根据一些实施例的危害检测系统的说明性电路示意图；
图4示出根据一些实施例的指示针对危害检测系统的操作的若干不同模式的电力门控电路和电力转换电路的接通/断开状态的说明性状态图。
图5示出根据一些实施例的功率预算方案的各种方面的说明性图表；
图6示出根据一些实施例的危害检测系统中的各种组件的说明性图表；
图7示出根据一些实施例的功率预算方案的说明性框图；
图8示出根据一些实施例的另一功率预算方案的说明性框图；
图9示出根据一些实施例的实施功率管理方案的步骤的说明性流程图；
图10示出根据一些实施例的选择地为危害检测系统中的门控组件供电可采取的步骤的说明性流程图；
图11示出根据一些实施例的在危害检测系统的操作期间限制峰值功耗可采取的步骤的说明性流程图；
图12示出根据一些实施例的向危害检测系统内的组件提供变化质量的电力可采取的步骤的说明性流程图；
图13示出根据一些实施例的由电线供电的危害检测系统的说明性电路示意图；
图14示出根据一些实施例的功率预算方案的说明性框图；以及
图15示出根据一些实施例的由电线供电的危害检测系统可执行的步骤的说明性流程图。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，出于解释的目的，阐述众多特定细节以便各种实施例的彻底理解。本领域的普通技术人员将认识到，各种这些实施例只是说明性的，而不旨在以任何方式进行限制。其它实施例将容易向受益于本公开的技术人员揭示它们自身。
另外，出于清晰的目的，没有示出或描述本文中描述的实施例的所有常规特征。本领域的普通技术人员将容易理解，为了形成任何这种实际实施例，可以需要众多实施例特定决策来实现特定的设计目的。针对不同的实施例并且对于不同的开发者，这些设计目的将有所不同。此外，应该理解，这种开发努力会是复杂且耗时的，但却将是受益于本公开的本领域的普通技术人员的常规工程承担。
应理解，虽然本文中是在用于住宅(诸如，单个家庭住宅)的上下文中进一步描述了一个或多个危害检测实施例，但本教导的范围不受此限制。更一般地，危害检测系统可应用于各式各样的封闭空间，诸如例如复式住宅、连栋房屋、多单元公寓楼、旅馆、零售店、办公楼和工厂厂房。另外，应理解，虽然可使用术语用户、顾客、安装工、屋主、居住者、访客、房客、房东、维修人员等来表示在本文中描述的一种或多种情况的上下文中与危害检测器正在交互的一个或多个人员，但这些引用决不被认为相对于正执行这些动作的一个或多个人员限制本教导的范围。
图1是示出根据一些实施例的使用危害检测系统105、远程危害检测系统107、恒温器110、远程恒温器112、供暖、制冷和通风(HVAC)系统120、路由器122、计算机124和中央面板130的示例性封闭空间100的图。封闭空间100可以是例如独户住房、复式住宅、公寓楼内的公寓、仓库、或诸如办公室或零售店的商用建筑。危害检测系统105可以由电池供电、由电线供电、或由电线供电并带有备用电池。危害检测系统105可包括一个或多个处理器、多个传感器、非易失性存储和用于提供所期望的安全监视和用户接口特征的其它电路。由于物理限制和电力约束，一些用户接口特征可只用于由电线供电的实施例中。另外，由电线供电和由电池供电的实施例共同的一些特征可不同地被实现。危害检测系统105可包括以下的功耗组件：低功率无线个域网(LoWPAN)电路、系统处理器、安全处理器、非易失性存储器(例如闪存)、WiFi电路、环境光传感器(ALS)、烟雾传感器、一氧化碳(CO)传感器、一个或多个温度传感器、一个或多个超声传感器、无源红外(PIR)传感器、扬声器、一个或多个LED和蜂鸣器。应理解，可存在同一组件的多个实例，而其它组件可只在一个实例中存在。
危害检测系统105可监视与封闭空间100相关联的环境状况并且当环境状况超过阈值时向居住者报警。受监视的状况可包括例如烟雾、热、湿度、一氧化碳、二氧化碳、氡气和其它气体。除了监视环境的安全之外，危害检测系统105可提供多个在常规警报系统中见不到的用户接口特征。这些用户接口特征可包括例如话音警报、语音设置指令、云通信(例如向云推送监视的数据，或者向移动电话推送通知，从云接收诸如静音命令的命令)、装置-装置通信(例如，与封闭空间内的其它危害检测系统通信，包括危害检测系统之间的软件更新的通信)、可视安全指示器(例如，显示绿光指示是安全的而显示红光指示有危险)、触觉和非触觉输入命令处理、和软件更新。
应该理解，危害检测系统105可被实现为智能家用装置。因此，尽管主要参照特定危害(例如烟雾、CO、热)来描述危害检测系统的讨论，但危害检测系统可提供与这些危害无关的额外特征和功能。例如，危害检测系统可监视多个不同状况，这些状况可包括运动、声音和气味。这些状况还可包括远程传感器(例如臂带、门传感器、窗传感器、个人媒体装置)供应的数据。
危害检测系统105可根据本文中描述的各种实施例来实现多标准状态机，以提供诸如预警器的预先危害检测和预先用户接口特征。另外，多标准状态机可管理报警状态和预报警状态并且可包括可控制报警状态的一个或多个传感器状态机和控制预报警状态的一个或多个系统状态机。每个状态机可基于传感器数据值、静音事件和转变条件在其状态中的任一种之间转变。转变条件可定义状态机如何从一种状态转变到另一种状态，最终可定义危害检测系统105如何操作。危害检测系统105可使用双处理器布置来执行根据各种实施例的多标准状态机。双处理器布置使危害检测系统105能够以在同时提供相对的安全保障危害检测和报警功能时使用最少电力的方式来管理报警和预报警状态。多标准状态机的额外细节可见于例如与其同时提交的共同转让、共同待决的名称为“Systems and Methodsfor Multi-Criteria Alarming(用于多标准报警的系统和方法)”的美国专利申请No.14/334,003,该专利申请的公开的全部内容以引用方式并入本文中。
封闭空间100可包括任何数量的危害检测系统。例如，如所示出的，危害检测系统107是可与系统105类似的另一危害检测系统。在一个实施例中，系统105和107都可以是电池供电的系统。在另一个实施例中，系统105可以是由电线供电的，系统107可以是由电池供电的。此外，危害检测系统可被安装在封闭空间100的外部。
恒温器110可以是控制HVAC系统120的众多恒温器中的一种。恒温器110可被称为“主”恒温器，因为凭借与通向HVAC系统120的HVAC控制线(例如，W、G、Y等)电连接，它进行电连接，以致动HVAC系统中的全部或部分。恒温器110可包括用于从与封闭空间100相关联的环境收集数据的一个或多个传感器。例如，可使用传感器来检测居住情况、温度、光和封闭空间100内的其它环境状况。远程恒温器112可被称为“辅助”恒温器，因为它可不被电连接为致动HVAC系统120，但它也可包括用于从与封闭空间100相关联的环境收集数据的一个或多个传感器并且可将数据经由有线或无线链路传送到恒温器110。例如，恒温器112可与恒温器110无线通信并进行协作以改进对HVAC系统120的控制。恒温器112可提供指示其在封闭空间100内的位置的额外温度数据，提供额外居住情况信息，或者为用户提供另一用户接口(例如，用于调节温度设置点)。
危害检测系统105和107可经由有线或无线链路与恒温器110或恒温器112通信。例如，危害检测系统105可将其监视的数据(例如，温度和居住情况检测数据)传送到恒温器110，使得向它提供额外数据，以便更好地被告知关于控制HVAC系统120的决策。此外，在一些实施例中，数据可经由有线或无线链路从恒温器110和112中的一个或多个传送到危害检测系统105和107中的一个或多个。
中央面板130可以是安保系统或封闭空间100的其它主控制系统的部分。例如，中央面板130可以是可监视窗户和门被破坏情况并且监视运动传感器提供的数据的安保系统。在一些实施例中，中央面板130还可与恒温器110和112和危害检测系统105和107中的一个或多个通信。中央面板130可经由有线链路、无线链路、或其组合执行这些通信。例如，如果危害检测系统105检测到烟雾，则可警告中央面板130存在烟雾并且发出适宜的通知，诸如显示封闭空间100内的特定地带正经历危害状况的指示符。
封闭空间100还可包括无线地和通过有线连接可访问的私有网络，还可被称为局域网或LAN。私有网络上的网络装置可包括危害检测系统105和107、恒温器110和112、计算机124和中央面板130。在一个实施例中，使用路由器122实现私有网络，路由器122可提供路由、无线接入点功能、防火墙和用于连接到各种有线网络装置(诸如计算机124)的多个有线连接端口。可使用802.11协议执行路由器122和联网的装置之间的无线通信。路由器122还可通过电缆-调制解调器、DSL调制解调器和互联网服务提供者或其它公共网络服务的提供者向网络装置提供接入诸如互联网或云的公共网络。
通过接入互联网，例如，可使诸如系统105或恒温器110的联网装置与远离封闭空间100的装置或服务器通信。远程服务器或远程装置可托管账户管理程序，账户管理程序管理封闭空间100内包含的各种联网装置。例如，在根据本文中讨论的实施例的危害检测系统的上下文中，系统105可周期性经由路由器122向远程服务器上传数据。另外，如果检测到危害事件，则在系统105经由路由器122通信通知之后，可将事件通知给远程服务器或远程装置。类似地，系统105可经由路由器122从账户管理程序接收数据(例如命令或软件更新)。
危害检测系统105可在若干不同功耗模式中的一种下操作。每个模式的特征可以是系统105和系统105的配置执行的消耗不同电量。每个功耗模式对应于危害检测系统105消耗的电量，所消耗的电量可从最低量变化成最高量。功耗模式中的一种对应于最低耗电量，另一种功耗模式对应于最高耗电量，所有其它功耗模式落入最低耗电量和最高耗电量之间的某个耗电量。功耗模式的示例可包括空闲模式、记录更新模式、软件更新模式、报警模式、预报警模式、静音模式和夜光模式。这些功耗模式仅仅是说明性的，并不旨在成为限制。可存在额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确特征不旨在全都包括，而是旨在提供每个模式的一般上下文。
图2示出根据一些实施例的说明性封闭空间200中正使用的危害检测系统205的说明性框图。图2还示出可选的危害检测系统207和路由器222。危害检测系统205和207可类似于图1中的危害检测系统105和107，封闭空间200可类似于图1中的封闭空间100，路由器222可类似于图1中的路由器122。危害检测系统205可包括若干组件，包括系统处理器210、高功率无线通信电路212和天线、低功率无线通信电路214和天线、非易失性存储器216、扬声器218、可包括一个或多个安全传感器221和一个或多个非安全传感器222的传感器220、安全处理器230、警报器234、电源240、电力转换电路242、高质量功率电路243和电源门控电路214。危害检测系统205可操作为使用可使功耗最小化的电路拓扑和功率预算方法来提供有安全保障的安全检测特征和用户接口特征。结合图2和图3讨论系统205的组件和示例性电路拓扑，并且结合图5至图9讨论功率预算方法。
危害检测系统205可使用分叉处理器电路拓扑来处理系统205的特征。系统处理器210和安全处理器230可存在于系统205内的同一电路板上，但执行不同的任务。系统处理器210是更大更有能力的处理器，会比安全处理器230消耗更多的电力。也就是说，当处理器210和230都有效时，处理器210比处理器230消耗更多的电力。类似地，当处理器都不无效时，处理器210仍然比处理器230消耗更多的电力。系统处理器210可操作为处理用户接口特征并且监视接口传感器220。例如，处理器210可指引高功率无线通信电路212和低功率无线通信电路214上的无线数据流量，访问非易失性存储器216，与处理器230通信，并且使从扬声器218发出音频。又如，处理器210可监视接口传感器220来确定是否需要采取任何动作(例如，响应于检测到的用户将警报静音的动作，关掉刺耳的警报)。
安全处理器230可操作为处理系统205的安全相关任务或其它类型任务，这些任务涉及监视危害检测系统205外部的环境状况(诸如温度、湿度、烟雾、一氧化碳、移动、光强度等)。安全处理器230可轮询传感器220中的一个或多个并且当传感器220中的一个或多个指示检测到危害事件时激活警报器234。处理器230可独立于处理器210进行操作并且无论处理器210处于什么状态都可激活警报器234。例如，如果处理器210正在执行有效功能(例如，执行WiFi更新)或者由于电力约束而被断开，则当检测到危害事件时，处理器230可激活警报器234。在一些实施例中，在处理器230上运行的软件可被永久地固定，可在系统205出厂之后一直不经由软件或固件更新进行更新。
相比于处理器210，处理器230是功耗较低的处理器。因此，通过使用处理器230替代处理器210来监视传感器220的子集，从而省电。如果处理器210将一直监视传感器220，则不能实现省电。除了通过使用处理器230监视传感器220的子集来实现省电之外，还通过将处理器分叉来确保不论处理器210是否正在工作，系统205的安全检测和核心监视和报警特征都将进行操作。举例来说而并非限制，系统处理器210可包括诸如Freescale半导体K60微控制器的相对高功率的处理器，而安全处理器230可包括诸如Freescale半导体KL15微控制器的相对低功率的处理器。危害检测系统205的整体操作需要系统处理器210和安全处理器230的明智架构功能覆盖，其中，系统处理器210执行选定的常规上与危害检测单元无关的较高级别、先进功能(例如，更高级的用户接口和通信功能；用于感测用户行为模式或环境状况模式的各种计算密集型算法；用于随着环境亮度级别的变化而控制例如LED夜灯亮度的算法；用于控制例如家庭内部通话功能的内建扬声器的声音级别的算法；用于控制例如向用户发出语音命令的算法；用于将记录的数据上传到中央服务器的算法；用于创建网络成员的算法；用于促进对诸如安全处理器230、高功率无线通信电路212、低功率无线通信电路214、系统处理器210本身等的危害检测系统205的一个或多个元件的编程功能进行更新的算法；等等)，并且其中，安全处理器230执行常规上与危害检测单元更相关联的更基础功能(例如，烟雾和CO监视，在检测到警报时致动尖叫/蜂鸣警报)。举例来说而并非限制，当系统处理器210处于相对高功率的有效状态并且执行分派给它的高级功能中的一个或多个时，系统处理器210的消耗可以是大约18mW，而当安全处理器230正在执行其基础监视功能时可只消耗大约0.05mW。然而，另外，举例来说而并非限制，当系统处理器210处于相对低功率的无效状态时，系统处理器210可只消耗大约0.005mW，并且明智地选择它要执行的高级功能并且被确定时间，使得系统处理器处于相对高功率有效状态只占该时间的大约0.05％，并且将该时间的剩余时间花费在相对低功率无效状态。在正在执行其基础监视功能时只需要0.05mW的平均功率汲取的同时，安全处理器230当然应该正在该时间的100％内执行其基础监视功能。根据一个或多个实施例，系统处理器210和安全处理器230的明智架构功能覆盖被设计成使得即使在系统处理器210被去激活或丧失能力的情况下凭借安全处理器230的不间断操作，危害检测系统205可对危害状况执行基础的监视和尖叫/蜂鸣警报。因此，虽然系统处理器210被配置且编程为提供使危害检测单元205令人感兴趣、期望、可更新、易用、智能、联网的感测和通信节点以增强智能家居环境的许多不同能力，有利地从作为安全处理器230控制的核心安全操作的覆盖或附属的意义上说提供其功能，使得即使在系统处理器210及其高级功能有操作问题或疑难的情况下，凭借安全处理器230的操作，危害检测器205的潜在安全相关目的和功能也将在有或没有系统处理器210及其高级功能的情况下持续进行。
高功率无线通信电路212可以是例如能够根据802.11协议中的任一个进行通信的Wi-Fi模块。例如，可使用得自Murata的模块中可用的Broadcom零件编号BCM43362实现电路212。根据系统205的操作模式，电路212可在低功率“休眠”状态或高功率“有效”状态下操作。例如，当系统205处于空闲模式时，电路212可处于“休眠”状态。当系统205处于诸如Wi-Fi更新模式、软件更新模式、或警报模式的非空闲模式时，电路212可处于有效状态。例如，当系统205处于有效警报模式时，高功率电路212可与路由器222通信，使得消息可被发送到远程服务器或装置。
低功率无线通信电路214可以是能够根据802.15.4协议通信的低功率无线个域网(6LoWAPN)模块或ZigBee模块。例如，在一个实施例中，电路214可以是可得自芯科实验室(Silicon Laboratorie)的零件编号EM357SoC。根据系统205的操作模式，电路214可在相对低功率“监听”状态或相对高功率“传送”状态下操作。当系统205处于空闲模式、WiFi更新模式(会需要使用高功率无线通信电路212)或软件更新模式时，电路214可处于“监听”状态。当系统205处于警报模式时，电路214可传送数据，使得系统207中的低功率无线通信电路可接收指示系统205正在报警的数据。因此，即使高功率无线通信电路212可以用于监听警报事件，也可出于此目的，更功率有效地使用低功率电路214。当若干危害检测系统或具有低功率电路214的其它系统形成互连的无线网络时，也可进一步实现省电。
因为为了使低功率电路214连续监听从其它低功率电路传送的数据，电路214必须一直在其“监听”状态下操作，所以也实现省电。这种状态耗电，并且尽管它会消耗比高功率电路212在其休眠状态下操作时消耗更多的电力，但与必须周期性激活高功率电路212的情况相比，所节省的电力相当多。当高功率电路212处于其有效状态而低功率电路214处于其传送状态时，高功率电路212消耗比低功率电路214明显更多的电力。
在一些实施例中，低功率无线通信电路214的特征可以是其相对低的功耗和其根据特征在于数据速率相对低的第一协议进行无线通信的能力，高功率无线通信电路212的特征可以是其相对高的功耗和其根据特征在于数据速率相对高的第二协议进行无线通信的能力。第二协议可具有比第一协议复杂得多的调制。
在一些实施例中，低功率无线通信电路214可以是网状网络兼容模块，不需要接入点或路由器来与网络中的装置进行通信。网状网络兼容能力包括使网状网络兼容模块能够跟踪附近其它网状网络兼容模块使得可通过邻近的模块传递数据的规定。网状网络兼容能力本质上是802.15.4协议的标志。相比之下，高功率无线通信电路212不是网状网络兼容模块并且需要接入点或路由器来与网络中的装置进行通信。因此，如果具有电路212的第一装置想要与具有电路212的其它装置通信数据，第一装置必须与路由器通信，路由器接着将数据传送到第二装置。因此，当电路212需要使用路由器时，本质上没有装置-装置通信。在其它实施例中，电路212可使用Wi-Fi Direct通信协议执行装置-装置通信。Wi-Fi Direct通信标准可在不需要路由器的情况下使装置能够彼此容易地连接。例如，通过示例性使用Wi-Fi Direct，可使危害检测系统105能够与恒温器110直接通信。
非易失性存储器216可以是诸如(例如)NAND闪存、硬盘驱动器、NOR、ROM或相变存储器的任何合适的永久性存储器存储。在一个实施例中，非易失性存储器216可存储可供扬声器218播放的音频剪辑。这些音频剪辑可包括一种或多种语言的安装指令或警告。扬声器218可以是可操作为播放声音或音频文件的任何合适的扬声器。扬声器218可包括放大器(未示出)。
传感器220可由安全处理器230监视(和(在一些实施例中)系统处理器210)，并且可包括安全传感器221和非安全传感器222。传感器220中的一个或多个可专门由系统处理器210和安全处理器230中的一个监视。如本文中定义的，监视传感器是指处理器从受监视的该传感器获取数据的能力。也就是说，一个特定处理器可负责获取传感器数据，并且有可能将它存储在传感器日志中，但一旦获取了数据，其它处理器就可按记录数据或实时数据的形式获得该数据。例如，在一个实施例中，系统处理器210可监视非安全传感器222中的一个，但安全处理器230可不监视同一非安全传感器。在另一个实施例中，安全处理器230可监视安全传感器221中的每个，但将获取的传感器数据(或指示所获取的传感器数据的一些信息)提供到系统处理器210。
安全传感器221可包括确保危害检测系统205可监视其环境的危害状况并且当检测到危害状况时向用户报警所必需的传感器，而不必用于检测危害状况的所有其它传感器是非安全传感器222。在一些实施例中，安全传感器221只包括检测危害状况所必须的那些传感器。例如，如果危害状况包括烟雾和火，则安全传感器将只包括烟雾传感器和至少一个热传感器。诸如非安全传感器的其它传感器可被包括作为系统205的部分，但将不需要用于检测烟雾或火。又如，如果危害状况包括一氧化碳，则安全传感器将是一氧化碳传感器，而将不需要用其它传感器来执行这个任务。
因此，被认为必要的传感器可基于危害检测系统205的功能和特征而不同。在一个实施例中，危害检测系统205可以是组合烟雾、火和一氧化碳警报系统。在这样的实施例中，检测系统205可包括以下的安全传感器221：烟雾检测器、一氧化碳(CO)传感器和一个或多个热传感器。烟雾检测器检测烟雾并且通常使用光学检测、离子化、或空气取样技术。CO传感器可检测一氧化碳气体的存在，在家里，一氧化碳气体通常是由明火、小型供暖器，热水器、堵塞的烟囱和汽车产生的。电化学CO传感器中使用的材料通常具有5至7年的寿命，但一些传感器可具有持续10年或更长时间的寿命。因此，在CO传感器的寿命到期之后，应该更换CO传感器。热传感器可以是恒温器，恒温器是其电阻基于温度而变化的一种电阻器。恒温器可包括负温度系数(NTC)型恒温器或正温度系数(PTC)型恒温器。此外，在这个实施例中，检测系统205可包括下面的非安全传感器222：湿度传感器、环境光传感器、按钮传感器、无源红外(PIR)传感器、和一个或多个超声传感器。温度和湿度传感器可提供相对精确的温度和相对湿度读数。环境光传感器(ALS)传感器检测环境光，按钮传感器可以是例如检测用户是否按下开关的开关。PIR传感器可用于各种运动检测特征。PIR传感器可测量从其视场内的对象辐射的红外光。超声传感器可用于检测对象的存在。这样的传感器可产生高频声波并且确定哪些波被传感器接收回。传感器220可以被安装于印刷电路板(例如处理器210和230可安装到的同一电路板)、柔性印刷电路板、系统205的外壳、或其组合。
在一些实施例中，从一个或多个非安全传感器222获取的数据可被用于从一个或多个安全传感器221获取数据的同一处理器获取。例如，安全处理器230可出于省电的原因而可操作为监视安全传感器221和非安全传感器222二者，如以上讨论的。尽管安全处理器230不需要从非安全传感器222获取的任何数据来执行其危害监视和报警功能，但可利用非安全传感器数据来提供增强的危害检测系统205功能。可根据本文中讨论的各种实施例，用报警算法来实现增强的功能。例如，系统处理器210可利用非安全传感器数据来实现与一个或多个传感器状态机对接的系统状态机，以下结合附图3至图15的描述，更详细地讨论所有这些。
警报器234可以是任何合适的警报，用于警告系统205附近的用户存在危害状况。警报器234还可以在测试情况下被激活。例如，警报器234可以是压电蜂鸣器。
电源240可供应使系统205能够操作的电力并且可包括任何合适的能量源。本文中讨论的实施例可包括由AC线供电、由电池供电、由AC线供电并带有备用电池、由外部供应DC电力(例如，由USB供电)。使用由AC线供电、由AC线供电并带有备用电池、或由外部供应DC电力的实施例会经受与只有电池的实施例不同的省电约束。由电池供电的实施例被设计成管理其有限能量源的功耗，使得危害检测系统205操作达最小的时间段。在一些实施例中，最小的时间段可以是一(1)年、三(3)年、或七(7)年。在其它实施例中，最小的时间段可以是至少七(7)年、八(8)年、九(9)年、或十(10)年。由电线供电的实施例不受如此的约束，因为它们的能量源实际上不受限制。由电线供电并带有备用电池的实施例可采用省电方法来延长备用电池的寿命。
在只有电池的实施例中，电源240可包括一个或多个电池或电池组。这些电池可由不同成分(例如，碱金属或二氯化锂)构成并且可使用不同的终端用户配置(例如，永久的、用户可更换的、或非用户可更换的)。在一个实施例中，可将六个Li-FeS2电池布置成三个为一组的两组。这样的布置可为系统205产生大约27000mWh的总可用能量。
节电电路242包括将电力从一个电平转换成另一个的电路。可使用节电电路242的多个实例来提供系统205内的组件所需的不同的电力电平。节电电路242的一个或多个实例可操作为将电源240供应的信号转换成不同信号。节电电路242的这样的实例可以以降压转换器或升压转换器的形式存在。例如，警报器234可需要比高功率无线通信电路212(可需要比处理器210高的操作电压)高的操作电压，使得所需的所有电压不同于电源240供应的电压。因此，如在这个示例中可理解的，需要电力转换电路242的至少三个不同的实例。
高质量功率电路243可操作为将从电力转换电路242(例如，降压转换器)的特定实例供应的信号调节成另一个信号的操作。高质量功率电路243可以以低压差调节器的形式存在。低压差调节器能够提供比电力转换电路242提供的信号具有更高质量的信号。因此，可为某些组件提供有比其它组件“更高”质量的功率。例如，诸如烟雾检测器和CO传感器的某些安全传感器221为了进行正确操作，需要相对稳定的电压。
电力门控电路244可用于选择地将组件与电力总线耦接和解耦。将组件与电力总线解耦确保组件不会遭致任何静态电流损失，因此可延长电池寿命，超过如果组件与电力总线没有如此解耦将会造成的电池寿命。电力门控电路244可以是诸如(例如)MOSFET晶体管的开关。即使组件与电力总线解耦并且没有遭致任何电流损失，电力门控电路本身也会消耗有限电力。然而，该有限功耗小于组件的静态电力损失。
应理解，尽管危害检测系统205被描述为具有两个单独的处理器，即可提供如上和如下所述的某些优点(包括关于功耗以及关于在有预先特征规定问题的情况下进行核心安全监视和报警的耐受性的优点)的系统处理器210和安全处理器230，但在本文中讨论的各种实施例中的一个或多个由一个处理器或者由多于两个处理器执行不在本教导的范围之外。
图3示出根据实施例的危害检测系统300的说明性电路示意图。电路示意图是(图2的)危害检测系统205的更详细说明性表示并且示出功耗组件、向组件供电的功率总线和用于选择将组件与电力总线耦接和解耦的门控电路等。危害检测系统300可仅仅由一个或多个电池供电并且使用功率预算方案，使得一个或多个电池可为系统300供电达最短操作寿命(例如，至少七(7)年)。功率预算方案还使系统300在最短操作寿命期间根据若干不同模式(例如空闲、WiFi更新、软件更新和警报)中的任一种操作达模式特定时间段(例如，每天执行WiFi更新模式)。在后面的讨论中，系统300的电路布置图示系统300能够如何管理其功耗，同时提供增强的用户交互特征以及鲁棒的危害检测。
危害检测系统300包括电池系统301，电池系统301可操作为向电力总线308提供DC电源。在电力总线308上可存在第一电压电平的DC电源。电压电平会根据各种条件(诸如，温度变化)而略有改变。根据DC电源的组分(例如，基于碱金属或锂的化学物质)，在系统300的操作寿命期间，电压电平可保持相对恒定的电压电平(例如，4.5V)或者它可保持在预定的电压电平范围内。当电池系统301内存储的能量降至低于预定阈值时(例如，当电池实际上用尽时)，电压电平可显著降低。电池系统301可包括电池单元组302和电池单元组305。电池单元组302和305中的每个可包括一个或多个电池单元。在一个实施例中，每个电池组包括三个电池单元。如所示出的，电池单元组302经由总线303和门控电路351耦接到二极管304和安全处理器330。安全处理器330在许多方面与安全处理器230(以上结合图2讨论的)类似。电池单元组305经由总线306和门控电路352耦接到二极管307和安全处理器330。安全处理器330可暂时关闭门控电路351和352，以分别测量电池组302和305的电压。在完成测量之后，安全处理器330可打开门控电路351和352。二极管304和307耦接到电力总线308。
电力总线308经由电力门控电路353耦接到电力转换器电路340、电力转换器电路342、电力转换器电路344、电力转换器电路346、超声传感器320、烟雾检测器324和显示模块328(例如，发光二极管(LED))。如以上结合图2讨论的，电力转换电路可操作为将信号从一个电平转换成另一个电平。超声传感器320可类似于结合(图2的)接口传感器220引用的超声传感器。尽管只示出了一个超声传感器，但系统300可包括多于一个超声传感器。在一个实施例中，系统300可包括两个超声传感器。例如，可在系统的外壳内定位一个超声传感器以在被安装于顶棚时检测超声事件并且可在外壳内定位另一传感器以在被安装于墙壁时检测超声事件。烟雾检测器324可以是(如之前讨论的)安全传感器中的一个。显示模块328可以是任何合适的显示设备。在一个实施例中，显示模块328可包括发出不同颜色的光以表示系统300的状态的一个或多个LED。例如，显示绿光可指示好状态，橙光可指示诸如低电池电量的警告状况，红光可指示危险状况。电力总线308的每个组件被耦接为接收以第一电压电平的DC电力。尽管超声传感器320、烟雾检测器324和显示模块328可使用第一电压电平的DC电力进行操作，但系统300中的其它组件可需要不同的操作电压。另外，应理解，尽管诸如超声传感器320、烟雾检测器324和显示模块328的各种组件可从电力总线308接收第一电压电平的电力，但这些组件中的一个或多个可具有内部电力转换电路。例如，超声传感器320和显示模块328可均包括升压转换器。
电力转换器电路340、342、344和346每个可操作为将提供在电力总线308上的DC电力信号转换成具有不同电压电平的信号。电力转换器电路340、342和344可都可操作为将DC电力信号降频转换成比第一电压电平低的三个不同电压电平。更具体地，电力转换器电路340可以是将具有第二电压电平(例如，1.8V)的信号提供到电力总线341的降压转换器。电力总线341经由电力门控电路361耦接到系统处理器310(例如，可类似于图2的处理器210)、安全处理器330、6LoWPAN模块314(例如，可类似于图2的低功率无线通信电路214)，经由电力门控电路363耦接到WiFi模块312(例如，可类似于图2的高功率无线通信电路212)，并且经由电力门控电路365耦接到非易失性存储器316(例如，可类似于非易失性存储器216)。
这些传感器中的一些可包括具有单独功率要求的子组件，如此会需要被单独供电。这样的传感器可被耦接为从两条或更多条电力总线接收电力，使得子组件被供应适宜的电力。在一些实施例中，传感器的一个或多个子组件可以被门控地接通和断开。例如，烟雾检测器324可以是用有源IR信号“询问”腔室内容纳的空气然后测量IR信号以查看该信号中有多少被散射的有源传感器。因此，在一些实施例中，烟雾检测器324可包括烟雾检测光学源(第一子组件)和烟雾检测光学传感器(第二子组件)，这些组件中的每个被单独供电。具体地，经由电力门控电路354，电力总线308可向烟雾检测光学源供电并且电力总线343可向烟雾检测光学传感器供电。在危害检测系统300操作期间，可通过电力门控电路354经由与电力总线343受控地耦接和解耦向烟雾检测光学传感器选择地供电。尽管烟雾检测光学源耦接到电力总线308，但它可响应于(例如，安全处理器330提供的)驱动信号而接通和断开。因此，在该实施例中，可通过(1)驱动烟雾检测光学源的信号和(2)门控烟雾检测光学传感器的电力来实现省电。
又如，超声传感器320可包括传送/升压子组件和换能器子组件，其中，这些组件中的每个被单独供电。经由电力门控电路364，传送/升压组件可被耦接为从电力总线308接收电力并且换能器子组件可被耦接为从电力总线349接收电力。在危害检测系统300操作期间，例如，可经由电力门控电路364将换能器子组件门控地通电和断电并且传送/升压子组件可以被信号驱动成接通和断开。因此，尽管传送/升压子组件可直接耦接到电力总线308，但除非它被驱动成接通(例如，通过系统处理器310提供的信号)，否则传送/升压子组件可不接通，从而使功耗最小化。因此，可使用两种不同的方法(电力门控和信号驱动)使超声传感器320的功耗最小化。应理解，其它传感器可利用类似的方法使功耗最小化并且延长电池寿命。还应理解，一些传感器可不包括与电力门控电路耦接的子组件，但可经由信号驱动使这样的子组件接通和断开。
电力转换器电路342可以是将具有第三电压电平(例如，3.0V)的信号提供到电力总线343的降压转换器。电力总线343经由电力门控电路362耦接到RF前端模块(FEM)315，经由电力门控电路364耦接到超声传感器320，经由电力门控电路355和低压差调节器348耦接到ALS传感器322和温度湿度传感器323二者。超声传感器320接收电力总线308和343上的电力。RF FEM 315结合6LoWPAN模块314进行操作并且可包括用于传送数据的功率放大器(PA)、用于接收数据的低噪声放大器(LAN)、可选的天线开关和可选的传送/接收开关。PA将传送信号的电力升压以提升信号范围并且LNA提高了接收信号时的灵敏度。6LoWPAN模块314可以可选地利用FEM 315来提高其性能，但这样做遭致了功率方面的不利后果。ALS传感器322和温度湿度传感器323可类似于以上结合图2描述的安全传感器232。
电力转换器电路344可以是向电力总线345提供具有第四电压电平(例如，3.3V)的信号的降压转换器。电力转换电路344可操作为根据施加到节点368的信号选择地接通和断开。可由系统处理器310提供施加到节点368的信号。电力总线345可耦接到WiFi模块312和扬声器318。扬声器318可类似于(以上结合图2讨论的)扬声器218。第四电压电平可高于第三电压电平。即使WiFi模块312和扬声器318可使用第三电压电平进行操作，使用第四电压电平也造成性能提升。增加的操作电压可增大WiFi模块312的无线范围并且增加扬声器318的响度。在一些实施例中，可省略电力转换器电路344并且WiFi模块312和扬声器318可耦接到功率总线343。WiFi模块312经由门控电路363耦接到电力总线341，以接收用于其数字电路、逻辑的电力并且与系统处理器310通信，并且耦接到电力总线345，以接收用于其无线电和收发器的电力。因此，如所示出的，WiFi模块312可在门控电路363的作用下使其数字逻辑电路被门控地通电和断电，并且其无线电和收发器可根据电力转换器电路344是否接通而通电和断电。
电力转换电路346可操作为将DC电力信号升频转换成比第一电压电平高的电压电平。电力转换电路346可操作为根据施加到节点358的信号选择地接通和断开。电力转换电路346可以是将具有第五电压(例如，12V)的信号提供到电力总线347的升压转换器。警报334可类似于警报234(以上结合图2讨论的)。
应理解，尽管以上将电力转换电路340、342、344、346描述为具有降压转换拓扑或升压转换拓扑，但可使用任何合适的转换拓扑。例如，可使用诸如降压-升压的其它DC-DC转换拓扑。另外，可使用用到变压器的转换拓扑，诸如例如全桥式正激转换器、半桥正激转换器、单端转换器、推挽转换器和箝位转换器。
低压差调节器348可操作为向电力总线349提供“高”质量的稳定电力。低压差调节器348可改变它在电力总线343上接收的信号的电压电平，以向电力总线349提供第六电压电平。电力总线349上的信号的质量高于电力总线343上的信号的质量。可通过任何数量的不同特性来测量信号质量。几个特征包括电压波纹、与平均电压电平的偏差、瞬态响应和噪声。
以示例方式进行说明，假设电力转换电路342可操作为向电力总线343提供具有第三电压电平(例如3.0V)的信号并且调节器348将第三电压电平变成第六电压电平(例如2.7V)。在系统300操作期间，电力总线343上的电力要求可以暂时干扰电力转换器电路342提供第三电压电平的信号的能力。例如，如果超声传感器320接通，则传感器320要求的电流可使提供到电力总线343的信号的电压立刻降至低于第三电压电平。尽管电压电平有这个压降，但调节器348可操作为将其输出信号保持在第六电压电平，从而确保与电力总线349耦接的所有组件继续在不受电力总线343上的信号变化影响的情况下进行操作。
电力总线349可经由电力门控电路354、CO传感器325和PIR传感器327耦接到烟雾检测器324。CO传感器325可以是以上结合图2讨论的安全传感器232中的一种。CO传感器325可使用电化学传感器来检测CO气体。这种特定类型的传感器需要用相对稳定的信号来正常发挥作用并且它也是必须一直在接收电力的传感器的那种类型。恒定的电力要求可能的必要的，因为如果门控地通电和断电，则传感器变稳定并且取得准确CO读数的时间过长。CO传感器325从电力总线349上的调节器348接收稳定的电力信号并且没有被电力门控，从而可操作为一直从电力总线349接收电力。PIR传感器327是需要用相对稳定的信号来正常发挥作用并且必须一直在接收电力的另一类型的传感器。
烟雾检测器324耦接到电力总线308和349。电力总线308为红外(IR)LED供电并且电力总线349为接收器和信号放大电路供电。在一些实施例中，电力总线308可通过可调节LDO(未示出)向IR LED(例如烟雾检测器光学源)供电。该LDO可选择地由安全处理器330启用，并且只有当需要LED脉冲时才进行切换；安全处理器330可将驱动信号提供到烟雾检测器光学源(以将其接通和断开)并且它还可控制电力门控电路354的操作来选择地为接收器和信号放大电路供电。当不需要IR LED脉冲时，禁用LDO，并且电力门控电路354将电力总线359与接收器和信号放大电路(例如，烟雾检测器光学检测器)解耦。作为结果，当禁用LDO并且电力门控电路354接通时，烟雾检测器324可具有最小电流汲取(例如小于1μm)。
系统300可包括一个或多个恒温器326，恒温器326位于系统300内的各种位置。恒温器326可以是如之前结合图2讨论的安全传感器中的另一种。如所示出的，恒温器326是NTC型恒温器，但应理解可使用其它类型的恒温器。恒温器326可经由电力总线331耦接到安全处理器330。安全处理器330可向电力总线331选择地提供电力信号。例如，当安全处理器330期望取得来自恒温器326的温度读数时，它可向电力总线331供电。在取得读数之后，处理器330可切断电力总线331的供电。在另一个实施例中，处理器330可向电力总线331恒定地供电。应该理解，可在系统300中使用任何数量的恒温器并且恒温器可安置在系统300的不同位置。例如，在一个实施例中，单个恒温器可安置在花线329上。
危害检测系统300的各种组件和电力总线可安置在一个或多个印刷电路板或柔性印刷电路板上。在一个实施例中，PIR传感器327和显示模块328可安置在柔性印刷电路板329上并且所有其它组件可安置在印刷电路板(未示出)上。在另一个实施例中，所有组件可安置在印刷电路板上。
图3示出在系统300的各种组件之间曲折延伸的虚线370。虚线370区分专用于提供1)安全特征和2)增强特征的组件的说明性划分，具体地，总体上示出处理器310和330如何管理电力。在虚线370下方示出一般与安全特征相关联的组件并且在虚线370上方示出一般与增强特征相关联的组件。虚线370还用于示出分叉处理器实施例，在分叉处理器实施例中，安全处理器330专用于安全特征并且系统处理器310专用于处理增强特征以及一般的系统管理。如以下将更详细讨论的，虚线示出安全处理器330管理“安全”组件的功耗并且系统处理器管理其它组件的功耗。
系统300的安全特征是鲁棒的，电力有效的，并且无故障操作。为了确保鲁棒且电力有效地使用安全特征，系统300可如下进行操作。电力转换电路340和342可操作为在其最短操作寿命中始终接通(至少在系统300的预期和普通使用期间)。可存在以下情形：诸如，当系统300经历满功率周期重置时，电力转换电路340和342不是一直接通。由此，供应到电力总线341和343上的电力一直可用于下游组件。这些组件可包括系统处理器310、安全处理器330、非易失性存储器316、低压差调节器348和安全传感器(例如ALS传感器322、温度和湿度传感器323、烟雾检测器324、CO传感器325、恒温器326和PIR传感器327)。安全处理器330和安全处理器经由一直接通的电力转换电路340和342接入电力，从而确保系统300恒定地监视危害事件。
因为与系统处理器310形成对照，安全处理器330专用于为了危害状况而监视安全传感器，所以可实现省电。可通过电力门控的各种组件来实现额外的省电。具体地，安全处理器330可独立地控制电力门控电路353、354和355中的每个。因此，处理器330可通过分别控制电力门控电路353、354和355，将显示模块328与电力总线308、烟雾检测器324与电力总线349、ALS传感器322和稳定湿度传感器323二者与电力总线353选择地耦接和解耦。由于显示模块328、烟雾检测器324和ALS传感器322和温度湿度传感器323二者即使在完全接通和断开时也可正确地操作，因此系统300还可通过将它们与它们相应的电力总线选择地断开来管理功耗。另外，处理器330可通过向电力总线331选择地供电来获得额外的省电。
安全处理器330还可通过选择地启用电力转换电路346来管理功耗。处理器330可通过向控制节点358施加适宜信号来启用或禁用电路346。当启用转换电路346时，它可将第五电压电平的信号提供到电力总线347。处理器330可在检测到危害事件时启用电路346，并且一旦启用电路346，警报334就可操作为发出其警报。当没有检测到危害事件或者不需要警报334有效时，处理器330可禁用电路346。禁用电路346减少了电路346操作期间的电力损失以及警报334原本会消耗的电力。
处理器310还可实践电力管理。处理器310可独立地控制电力门控电路361、362、363、364和365中的每个。因此，处理器310可通过分别控制电力门控电路361、362、363、364和365，将6LoWPAN模块314与电力总线341、FEM 315与电力总线343、WiFi模块312与电力总线341、非易失性存储器316与电力总线341、超声传感器320与电力总线343选择地耦接和解耦。这些电力门控兼容组件可完全与电力总线断开并且仍然能够在重新连接到它们相应的电力总线时正确地发挥作用。
系统处理器310还可通过选择地启用电力转换电路344来管理功耗。系统处理器310可通过向控制节点368施加适宜信号来启用或禁用电路344。当启用转换电路344时，它可将第四电压电平的信号提供到电力总线345。处理器310可在WiFi模块312和扬声器318需要电力时启用电路344。禁用电路344减少了电路344操作期间的电力损失以及WiFi模块312和扬声器318原本会消耗的电力。
系统处理器310和安全处理器330可根据若干不同电力模式进行操作。例如，从非常简单的意义上，处理器310和330二者可在有效模式和休眠模式下操作。又如，处理器310和330中的一个或多个可具有多种有效模式和多种休眠模式，每种模式具有不同的功耗水平。每个处理器进行操作所用的特定模式可取决于系统300的模式操作。例如，如果系统300处于操作的空闲模式，则系统处理器310可以是相对深休眠模式，并且安全处理器330可处于相对低功率的有效模式。
图4示出系统300的四种不同操作模式下的电力门控电路353、354、355、361、362、363、364和365和电力转换电路344和346的接通/断开状态的说明性状态图。这些不同模式包括空闲、WiFi更新、软件更新和警报。应理解，可通过系统300实现其它模式，但只示出这样的模式中的四种，以避免附图的过度拥挤。在图中，电力门控电路353被标记为PGC 353，电路354被标记为PGC 354，等等。电力转换电路344被标记为PCC 344，等等。当电力门控电路接通时，它将电力总线耦接到组件。当电力门控电路断开时，它使电力总线从组件解耦。当电力门控电路接通时，它用于转换信号，而当电力门控电路断开时，它不发挥作用。在一些操作模式下，一些电力门控电路和电力转换电路可在模式持续内始终永久地接通或断开，其它门控电路和转换电路可在模式持续内循环地接通和断开。接通和断开循环被指定为循环接通/断开(CYCLED ON/OFF)。
危害检测系统可实施功率预算方案，使得电池电源可为系统供电达最短操作寿命。在一些实施例中，电池电源是系统唯一的能量源并且是不可再充电的。在这样的系统中，功率预算方案可强有力地省电，使得它可运行达最短操作寿命。最短操作寿命可以是五年、六年、七年、八年、九年或十年的最小值。在电池电源可被再充电、更换或用作备用电源的其它实施例中，功率预算方案可操作为省电，但不像只用不可再充电电池的系统一样强有力。为了方便且清晰地讨论，参照只用不可再充电、不可更换电池的危害检测系统来进行下面的功率预算方案讨论，但应理解，可在其它危害检测系统(包括由电线供电的系统、由电线供电且带有电池备用系统、和由可再充电电池充电的系统)中使用功率预算方案或其一些方面。例如，以下结合图13至图15讨论由电线供电的危害备用系统。
根据各种实施例的功率预算方案还通过对一种或多种操作模式施加模式专用运行时间约束，增强使用本文中讨论的各种电力电路实施例实现的省电。每种模式(例如空闲模式、日志更新模式、软件更新模式和警报模式)具有其自身的功耗分布。给定模式的功耗分布限定根据该模式操作危害检测系统所需的电量。因此，当危害检测系统正在模式中的一种下操作时，其电路(例如图3中示出的组件)被构造成根据该模式进行操作，并且它的功耗指示该模式的功耗分布。
每种模式的功耗分布是不同的，每种模式下的功耗量可在最低量至最高量变化。功耗模式中的一种对应于最低功耗量，另一种功耗模式对应于最高功耗量，所有其它功耗模式落入最低功耗量和最高功耗量之间的某个功耗量。例如，在空闲模式下，功耗分布是微瓦级。日志更新模式和软件更新模式可具有毫瓦级的功耗分布，警报模式可具有瓦级的功耗分布。功耗分布的差异可因此相对于彼此而变化。例如，相比于其它模式的功耗分布，空闲模式的功耗分布可相对低。具体地，空闲模式的功率分布可以比其它模式小几个数量级(例如三个数量级)。相比于其它模式，有效模式的功率分布可相对高。该功率分布可以比空闲模式大几个数量级，但只比日志更新模式和软件更新模式高一个或两个数量级。日志更新模式和软件更新模式可具有数量级相同但软件更新模式比日志更新模式消耗更多电力的功耗分布。
功耗预算方案可向一种或多种操作模式施加模式专用运行时间约束。模式专用运行时间约束可限制危害检测系统可在特定模式下操作多长时间。每种模式下的时间约束可以是大约每天几秒或者每年几分钟，或者可以根本没有限制。图5示出图示危害检测系统可在任何给定模式下操作所达程度的模式专用运行时间约束列。另外，该列包括危害检测系统可在每种模式下操作多长时间(单位：秒/年)的示例。
图5还包括指示每种模式的操作寿命(例如，十年)期间的操作占空比的列。操作占空比是运行时间约束和操作寿命的函数。例如，如果特定模式下的运行时间约束未受约束，则在操作寿命的持续时间中，占空比将是100％。也就是说，危害检测系统将在整个操作寿命期间将恒定地耗电(以该模式下的耗电速率)。如果针对另一种模式的运行时间约束严重受限制，则该模式下的占空比将是操作寿命的分数。因此，对于该模式，危害系统在整个操作寿命中间歇地耗电(以该模式下的耗电速率)。
功率预算方案可向一种或多种操作模式选择地施加运行时间约束。例如，在一些实施例中，可针对特定操作模式至少初始地施加运行时间约束。然后，在随后的时间，可升高运行时间约束。可响应于任何合适数量的不同因素来升高运行时间约束。一个示例性因素可以是系统需要大量使用该模式。因此，替代施加防止系统能够在该模式下操作的运行时间约束，升高运行时间约束。功率预算方案可通过向一种或多种其它操作模式施加一个或多个运行时间约束来补偿运行时间约束的取消选择。
应该理解，系统可在执行一些操作模式(例如，诸如日志更新模式和软件更新模式)时实施完全控制，但在执行其它模式(例如，诸如预警报或警报模式)时不进行控制。为了适应这种模式操作的变化可能性，功率预算方案可向每种操作模式分派初始运行时间约束，并且基于系统使用和其它参数(例如，可用电池容量)，它可调节运行时间约束。由此，系统可初始地被配置成基于系统将消耗多少电力的假设估计进行操作。因此，如果实际电力使用酷似假设估计，则在系统的整个操作寿命中，运行时间约束可保持相对不变。然而，如果实际电力使用有别于假设估计，则功率预算方案可调节运行时间约束中的一个或多个。
在一些使用情况的情形下，功率预算方案可充分适应功耗的变化并且仍然能够确保系统操作达至少最短的时间段。例如，这可通过对一个或多个“可控制”模式施加更严格的运行时间约束来进行。例如，如果系统在警报模式下超预期地操作，则功率预算方案可对日志模式和软件更新模式施加更强的运行时间约束，以确保系统操作达至少最短的时间段。在其它使用情形下，功率预算方案在功耗大略超过假设估计时不能够确保系统操作达至少最短的时间段。例如，如果系统在警报模式下操作达延长多倍的时间段，则这会导致系统电池的电力耗用达到防止对系统供电达到其所期望的最短操作寿命，而不管运行时间约束多么严重地施加于其它状态。
现在，参照图5，说明性图表示出每种模式下的相对功耗分布。如所示出的，相对功耗分布被如下地分派相对值：空闲是“低”，更新是“中”，软件更新是“中/高”，警报是“高”。图5还示出非常一般的可应用于每种模式的不同运行时间约束。这些运行时间约束可以是例如功率预算方案施加的一组初始约束，用于确保危害检测系统在所期望的操作寿命中始终进行操作。当需要时，这些约束中的一个或多个可改变。图5还示出每种模式的说明性占空比。如所示出的，空闲模式可具有不受约束的模式专用运行时间约束。这意味着，需要任何组件启用空闲模式在危害检测系统的操作寿命期间是有效的。例如，在空闲模式期间，可主动轮询安全传感器来查看危害状况并且记录传感器数据。
日志更新模式可具有适中的运行时间约束。例如，在此约束下，危害检测系统可在操作寿命的整个持续时间内每天一次地使用高功率无线通信电路经由路由器(例如图1的路由器122)将其日志数据上传至远程服务器。尽管包括相对高功耗系统处理器和无线通信电路的若干组件是暂时有效的，但危害检测系统的“日志更新”操作模式占操作寿命的不足0.05％。
软件更新模式可具有严格运行时间限制。例如，在此约束下，可允许危害检测系统在操作寿命的持续时间内每年一个软件更新。即使软件更新模式具有“中”/“高”相对功耗分布，运行时间约束也导致操作寿命期间的占空比相对低(例如，小于0.0006％)。
警报模式也可具有严格运行时间约束。例如，在此约束下，保持有足够的电力进行对警报的常规测试并且确保在检测到危害事件时警报将发挥作用。尽管警报模式的高功耗分布，其模式专用运行时间约束导致操作寿命期间的占空比相对低(例如，小于0.00095％)。功率预算方案可根据期望来调节日志更新、软件更新、警报模式和其它模式的运行时间约束，但不能够改变空闲模式的运行时间约束。
现在，转到图6，该图表示出每种操作模式下的功耗组件中的许多的说明性电力状态。具体地，该图表示出下面的功耗组件：6LoWPan模块、系统处理器、非易失性存储器、安全处理器、WiFi模块、ALS传感器、烟雾检测器、CO传感器、温度湿度传感器、超声传感器、PIR传感器、扬声器、LED和警报。对于每种模式(例如，空闲、日志更新、软件更新和警报)，该图表示出特定组件操作正采用的电力状态和说明性占空比。图6中示出的所有值只是说明性的。
每个装置的电力状态是足够自解释的，然而，现在讨论对每种状态的略微更详细的描述。监听模式可以是以下状态：6LoWPAN模块可操作为暂时接通使得可“监听”从另一6LoWPAN模块传送的信号。例如，6LoWPAN模块(例如，图3的6LoWPAN模块314)可接通以每3秒进行3毫秒的“监听”。传送模式可以是以下状态：6LoWPAN模块主动传送数据使得其它6LoWPAN模块。例如，6LoWPAN模块314和FEM 315都接通，以在传送电力状态期间传送数据。
数据收集电力状态是系统处理器可进行操作以从各种源接收数据的电力状态，例如，系统处理器可从一个或多个传感器和/或从安全传感器接收数据。可在日志更新期间传送收集到的数据。日志更新电力状态可以是各种组件可操作为将日志数据传送到远程源(例如，经由图1的路由器133传送到诸如远程服务器)的状态。系统处理器(例如，处理器310)和WiFi模块(例如，WiFi模块312)可在日志更新电力状态下都进行操作。软件更新电力状态可以是各种组件可操作为执行软件更新的状态。系统处理器、非易失性存储器、安全处理器和WiFi模块可在软件电力状态下操作。
传感器检查电力状态是各种组件可操作为执行传感器的监视操作的状态。例如，相对于传感器本身(例如，烟雾检测器或CO传感器)，传感器检查电力状态表示每个传感器消耗的电力。例如，相对于安全处理器，传感器检查电力状态表示处理器执行其传感器监视操作而消耗的电力。这些传感器监视操作可包括轮询有效的传感器，选择地激活一个或多个传感器以轮询它们的信息，并且将轮询的数据存储在本地存储器中，以被包括在更新日志中。
休眠电力状态是组件处于最小化功耗状态的状态。例如，非易失性存储器、WiFi模块、超声传感器和扬声器都可在休眠电力状态下进行操作。警报有效电力状态是一个或多个组件可操作为执行警报提醒功能的状态。例如，系统处理器、非易失性存储器、安全处理器、WiFi模块、烟雾检测器、CO传感器、温度湿度传感器、超声传感器、PIR传感器、扬声器、LED和警报可在警报有效电力状态下进行操作。活跃指示器电力状态是LED可操作为显示指示危害检测装置正确发挥作用的信号的状态。
图6还示出每种操作模式下的说明性占空比。操作的空闲模式下的占空比可以是例如恒定的，从而导致占空比是100％。日志更新模式和软件更新模式下的占空比可均被分派初始占空比，被区分为分别是DLU_0和DSW_0，其中，0表示初始占空比值。随着操作条件改变，这些模式中的一种或两种模式下的占空比可变得是可变的。占空比的可变性质被区分为分别是DLU_V和DSW_V，其中，V表示可变占空比。警报模式下的占空比可以是基于需要。即使根据各种实施例的功率预算模块可估计系统多久可在警报模式(或预警报模式)下操作一次，系统不受这些估计的束缚并且自由在警报模式下操作，但认为是合适的。如此，警报模式下的占空比DA从用系统的危害事件检测指示的意义上说是可变的。
可使用任何数量的方法来确定图6中示出的功耗值。在一种方法中，这些值可从产品说明书获得。在另一种方法中，可通过在实验室或工厂进行测试来确定这些值。在又一种方法中，危害检测系统可进行自身监视，以确定一个或多个功耗组件的功耗值。不管如何确认这些值，可根据各种实施例通过功率预算方案使用这些值作为因素。
图7示出根据实施例的功率预算方案的说明性框图。如所示出的，方案可包括功率预算模块710、功耗值720、电池测量730、监视的系统操作740、电池容量和最短操作寿命750、运行时间约束760和网络799。网络799表示可由危害检测系统访问的外部网络，诸如互联网。功率预算模块710表示在危害检测系统上运行的管理功率预算方案的软件。功率预算模块710接收若干输入(例如，功耗值720、电池测量730、监视的系统操作740、电池容量和最短操作寿命750)并且基于这些输入来提供输出(例如，运行时间约束760)。现在，讨论这些输入。
功耗值720包括在危害检测系统内操作的一个或多个组件的平均功耗值。平均功耗值可包括系统范围水平内的基于模式的功耗(例如，空闲模式、日志更新模式、警报模式和其它模式期间系统的平均总功耗)的值。平均功耗值还可包括每种操作模式下每个组件的功耗(例如，空闲模式、日志更新模式、警报模式和其它模式期间系统处理器的平均功耗)的值。这些值可包括例如以上结合图6讨论的值。功耗值720可在危害检测系统的操作寿命内保持固定或者可更新这些值中的一个或多个。例如，在从网络799接收数据的软件更新期间，可更新一个或多个值。
电池测量730包括通过监视电池电源而获得的值。因为电池表现出已知的放电曲线，所以电池测量可提供电池电源状态的可靠指示。可在电池电源上取得任何合适的测量阵列。这些测量可包括诸如电压、电流和电阻的特征。可以以规则间隔测量每个特征的多个样本。这可提供平均值。例如，简要参照图3，安全处理器330可通过暂时关闭门控电路351和352分别经由电线303和306来测量电池302和305的电压。为了获得平均采样，安全处理器330可在预定时间段内取得多个电压测量。返回参照图7，电池测量730可被提供到功率预算模块710并且可选地被提供到网络799。
监视的系统操作740包括关于危害检测活动的数据，这个数据可被提供到功率预算模块710并且可选地被提供到网络799。数据可表示任何系统活动级别，范围是例如从监视特定安全传感器的次数到每天执行日志更新的次数，并且数据可包括每次活动的持续时间。在一个实施例中，监视的系统操作可包括每种操作模式下的次数和持续时间。例如，如果系统在警报模式下操作，则监视的系统操作可跟踪每次警报持续多长时间。在另一个实施例中，监视的系统操作可包括每个组件有效的次数和持续时间。例如，监视的系统操作可跟踪每次有效WiFi模块操作的持续时间。
电池容量和最短操作寿命750可指定电池电源的容量和电池电源的预期最短操作寿命。这些值都可被提供到功率预算模块710。在一些实施例中，可永久地存储这些值。在其它实施例中，可在从网络799接收数据的软件更新期间更新值。
功率预算模块710的输出可包括运行时间约束760并且是功耗值720、电池测量730、监视的系统操作740和电池容量和最短操作寿命750中的至少一个或多个的函数。功率预算模块710可以可选地向网络799提供数据。运行时间约束760可类似于以上结合图5讨论的模式专用的运行时间约束。运行时间约束760可以是限定每种操作模式下的占空比的因素。
功耗值720和最短操作寿命750都包括在危害检测系统的操作寿命中保持相对固定的值，尽管它们可以可选地被如上讨论地更新。如此，在功率预算方案中，它们提供相对约束。电池测量730和监视的系统操作740在操作寿命中是相对动态的。如此，在功率预算方案中，它们提供变量。
功率预算模块710可连续地针对常数(例如，功耗变量720和操作寿命750)来平衡变量(例如，电池730和系统操作740)，以设置和调节运行时间约束760。在危害检测系统的寿命开始时，功率预算模块710可分配初始的一组运行时间约束(例如，诸如图5中示出的约束)。初始的这组运行时间约束被设置成确保系统根据所有所期望模式操作达最短操作寿命。随着系统老化并且收集额外数据，功率预算模块710可分派更新的一组运行时间约束。功率预算模块710更新运行时间约束的频率可以是固定的或者是动态的。在固定的方法中，功率预算模块710可在每个预定间隔更新限制。在动态的方法中，功率预算模块710可基于需要更新约束。
功率预算模块710可在危害检测系统上本地地并且独立于任何外部因素来操作。例如，即使危害检测系统能够(经由图1的路由器122)从可使功率预算模块710修改其功率管理方案的外部服务器接收数据，它也可选择忽略从外部供应的这个数据并且只使用其本地生成的数据进行操作。因此，在这个实施例中，通过网络799接收的从外部供应的任何数据与功率预算模块710如何实施其功率管理方案无关。
在另一个实施例中，功率预算模块710可结合诸如(例如)网络799所供应的数据的外部因素进行操作。例如，可由模块710直接使用(从将网络799连接到模块710的线得到证明)或者通过使用提供给功耗值720的更新值和/或更新后的电池容量和最短操作寿命750间接地使用经由网络799接收的数据，以修改功率管理方案。这个实施例使功率预算模块710能够利用远程服务器处理功率(经由网络799)，以基于本地获取的电池测量730和监视的系统操作740来调节运行时间约束760。另外，因为所述远程服务器可从大量其它危害检测系统接收数据，所以远程服务器具有大数据库，远程服务器可理由该大数据库生成可被直接施加到模块710的数据。例如，远程服务器可以已经获取了指示特定模式下的初始运行时间约束已经被设置成可导致过早电池电源失效的值的数据。作为响应，远程服务器可(经由网络799)向功率预算模块710提供数据，以更新该特定模式下的运行时间约束，从而确保满足最短操作寿命。
图8示出根据另一个实施例的功率预算方案的说明性框图。图8在许多方面与图7类似，不同之处在于，仅仅通过在远程服务器898中操作的功率预算模块来计算运行时间约束。在这个实施例中，服务器侧功率预算模块890经由网络899接收电池测量830和监视的系统操作840。功耗值820和最短操作寿命850可保持在远程服务器898上。在这个实施例中，服务器侧功率预算模块890可将更新后的运行时间约束860提供到在危害检测装置800上操作的客户端侧功率预算模块810，以实施适宜的功率管理方案。
图9示出根据实施例的实施功率管理方案的步骤的说明性流程图。从步骤910开始，定义若干不同的操作模式。每种操作模式可将危害检测系统配置成消耗不同的电量。正消耗的电力可以是从诸如电池电源的DC电源供应的。在一些实施例中，DC电源是系统的唯一电源。在步骤920中，可设置系统的最短操作寿命。例如，最短操作寿命可以是至少5、6、7、8、9或10年。又如，最短操作寿命可以是至少被用作检测系统的安全传感器之一的电化学CO传感器的时间持续。
在步骤930中，实施功率预算方案，使得DC电源可为系统供电达最短操作寿命。功率预算方案向每种操作模式分派占空比，使得每种操作模式被分配最短操作寿命的操作百分比的预算。分派给每种模式的占空比限制系统在该模式下操作多长时间。在步骤935中，系统根据分派给每种操作模式的占空比进行操作。
在步骤940中，监视系统操作。监视的系统操作包括关于如以上结合图7讨论的危害检测系统活动的数据。在步骤950中，功率预算方案可确定监视的系统操作中的任一个是否变成任何确保系统操作达最短操作寿命的占空比。如果确定是“否”，则过程循环回到步骤935。如果确定是“是”，则过程前进到步骤960，在步骤960中，功率预算方案更新模式专用运行时间约束中的至少一个，以确保系统将操作达至少最短操作寿命。在步骤960之后，过程循环回到步骤935。
图10示出选择地为危害检测系统中的门控组件供电可采取的步骤的说明性流程图。危害检测系统可类似于以上结合图2和图3讨论的危害检测系统。具体地，系统可包括至少一条电力总线(例如，电力总线308、341、343和349)。系统可包括可可操作为被门控地通电和断电的第一组组件(诸如，例如，WiFi模块312、FEM 315、非易失性存储器316、显示模块328、烟雾检测器324、ALS传感器322和温度湿度传感器323)。因此，第一组包括至少一个危害传感器。该系统包括电力门控电路，电力门控电路将第一组组件与至少一条电力总线选择地耦接和解耦。系统还包括不可操作为被门控地通电和断电的第二组组件，第二组组件可耦接到至少一条电力总线。第二组可包括例如CO传感器325和PIR 327。第二组组件可包括至少一个危害传感器。
从步骤1010开始，危害检测系统选择多种不同操作模式中的一种。在步骤1015中，识别为了使得危害检测系统根据所选模式操作而需要不间断电力的第一组组件内的第一子组组件。在步骤1020中，识别为了使得危害检测系统根据所选模式操作而不需要电力的第一组组件内的第二子组组件。在步骤1025中，识别为了使得危害检测系统根据所选模式操作而需要间断电力的第一组组件内的第三子组组件。例如，当所选模式是空闲模式时，第一子组可以是空的，第二子组可包括第一组内的组件中的至少一个，第三子组可包括第一危害传感器。第三子组还可包括无线通信电路(例如，FEM 315)。又如，当所选模式是日志更新模式时，第一子组可包括WiFi模块，第二子组可包括第一组内的组件中的至少一个，第三子组可包括第一危害传感器。再如，当所选模式是警报模式时，第一子组可包括第一无线通信电路、第二无线通信电路、非易失性存储器和超声传感器；第二子组是空的并且第三子组可以可选地包括第一危害传感器。
在步骤1030中，指示电力门控电路将第一子组组件与至少一条电力线耦接。在步骤1035中，指示电力门控电路将第二子组组件与至少一条电力线解耦。然后，在步骤1040中，电力门控电路可操作为将第三子组组件与至少一条电力线选择地耦接和解耦。在步骤1045中，危害检测系统根据所选模式进行操作。
图11示出在危害检测系统的操作期间限制峰值功耗可采取的步骤的说明性流程图。可实施峰值电力限制方案，以防止从DC电源(例如，电池电源)汲取过量的电流。DC电源通常以与正汲取的电流量成正比的速率进行放电。因此，如果对DC电源的电流要求相对高，则DC电源可以以比如果电流要求相对低的更快的速率进行放电。峰值电力限制方案可通过防止例如两个组件为了执行相似任务而同时有效，将峰值电流要求最小化。从步骤1110开始，可接收执行耗电事件(例如，警报通知事件)的指令。然后，在步骤1120中，确定耗电事件是否能够由多个耗电组件中的至少两个耗电组件中的每个独立地执行。例如，耗电组件可包括至少一个处理器、至少一个危害处理器、扬声器、警报、低功率无线通信电路和高功率无线通信电路。
在步骤1130中，当已确定耗电事件由多个耗电组件中的至少两个耗电组件中的每个独立地执行时，执行耗电事件不限于所述至少两个耗电组件中的一个。例如，如果耗电事件是警报通知事件并且所述至少两个耗电组件包括扬声器和警报，则峰值电力限制方案可防止扬声器在警报通知事件期间进行操作。又如，如果耗电事件是警报通知事件并且所述至少两个耗电组件包括低功率无线通信电路和高功率无线通信电路，则峰值电力限制方案可防止低功率无线通信电路和高功率无线通信电路二者同时通信相应的警报通知。峰值电力限制方案可允许低功率无线通信电路先通信其警报(使得可提醒具有低功率无线通信电路的其它系统有警报)，之后允许高功率无线通信电路通信其警报。一旦低功率无线通信电路已完成其警报传输，它就被断开，而高功率无线通信电路被激活，这样它就可传送自己的警报通知。两个无线通信电路可以以重复方式循环接通和断开，但它们二者不同时有效。这防止两个通信电路同时从电源汲取电流。
图12示出向危害检测系统内的组件提供变化质量的电力可采取的步骤的说明性流程图。如以上结合图3讨论的，某些组件(例如，安全传感器)可具有比其它组件(例如，无线通信电流)更严格的电力要求。从步骤1210开始，从DC电力节点接收的电力信号被转换成具有第一质量水平的第一信号并且该第一信号被提供到第一电力总线。可例如由电池电源、接收电线电力的AC-DC转换器或诸如USB电源的带端口DC源提供电力信号。诸如(例如)图3的电力转换电路342的电力转换电路可转换在电力总线308上接收的电力信号。至少一个组件耦接到第一电力总线并且可操作为使用第一质量水平的第一信号消耗电力。例如，(图3的)诸如FEM 315、超声传感器320、ALS 322和温度湿度传感器323的组件可从第一电力总线(例如，电力总线343)接收电力。
在步骤1220中，从第一电力总线接收的第一信号被调节成具有第二质量水平的第二信号并且第二信号被提供到第二电力线。第二质量水平高于第一质量水平。例如，低压差调节器(例如，图3的LDO 348)可调节信号。低压差调节器可保持第二质量水平的第二信号，而不管正被调节的第一信号的质量水平如何。在一些实施例中，第一质量水平包括当至少一个组件初始地从第一电力总线汲取电力时有相对大的电压摆动，但通过调节，确保了第二质量水平不包括相对大的电压摆动，而是当至少一个组件初始地从第一电力总线汲取电力时有相对可忽略的电压摆动。若干安全传感器可耦接到第二电力总线，第二电力总线可操作为使用第二质量水平的第二信号消耗电力。例如，诸如烟雾检测器和一氧化碳检测器的安全传感器可需要较高质量的电力以准确地发挥作用。
图13示出根据实施例的由电线供电的危害检测系统1300的说明性电路示意图。系统1300可共享与图3的由电池供电的危害检测系统300相同的组件中的许多。事实上，类似组件共用参考标号中的相同最低有效位。例如，系统处理器1330的两个最低有效位与系统处理器330的至少两个最低有效位相同。系统1300和系统300之间的差异包括添加了AC-DC转换器1380、保护性壳体1382、印刷电路板1384和开关1391并且省去了一个或多个电池单元，或者更具体地，电池单元组中的一个。在一些实施例中，添加AC-DC转换器1380、保护性壳体1382和印刷电路板1384可占用外壳内原本会被缺失的电池单元组占用的空间。
AC-DC转换器1380可操作为将从电线电源1399接收的电线电力转换成提供到电力总线1308的DC信号。可使用这个DC信号作为系统1300的所有下游组件的DC电源。DC信号可具有预定DC电压(例如，5V)。转换器1380可耦接到与连接电力电源1399的引线耦接的布线。例如，系统1300可具有与电线电源1399进行有线连接的尾纤连接器或端子连接器(未示出)。转换器1380可以是能够将AC信号转换成DC信号的任何合适类型的转换器。转换器1380可具有其自身的控制器(未示出)或者转换器1380可由安置在系统1300中的另一处理器(例如，处理器1310或处理器1330)进行控制。在一个实施例中，转换器1380可以是反激转换器。在一些实施例中，转换器1380可包括变压器，使得转换器提供的DC信号与电线电源1399隔离。此外，将DC信号与电线电源1399电隔离，在电线电源1399上遭遇雷击或其它异常状况的情况下，可保护系统1300的下游组件。
电线电源1399可提供相对高电压(例如，120V或240V)的AC信号。因为AC电线电压相对高，所以转换器1380可被隐蔽在保护壳体1382中，以针对潜在危害(例如，电击、电冲击、电气火灾等)提供保护。保护壳体1382可由塑料或其它电介质材料构成。可通过将转换器1380和保护壳体1382合并在印刷电路板1384上来实现额外的保护和电隔离。印刷电路板1384可与上面安装有其它组件的板分离。在一些实施例中，AC-DC转换器1380、保护壳体1382和印刷电路板1384的组合可形成可以可拆卸地耦接到系统1300内的连接器的模块。如果期望，可去除该模块并且用电池模块替代，在这种情况下，系统1300将更类似于系统300。
当电力电源可用时，AC-DC转换器1380向电力总线1308提供DC电力并且电线电源1399可用作系统1300的电源。当电线电力停止或者电力总线1308上的电压降至低于预定阈值时，电池系统1301可向电力总线1301供电，在这种情况下，电池系统1301用作系统1300的电源。电池系统1301可在开关1391闭合时向电力总线1308提供DC电力。可通过多种不同方法控制开关1391。在一个实施例中，可通过监视电力总线1308上的电压的电压检测电路(未示出)控制开关1391。如果电力总线上的电压降至低于第一预定电压，则电压检测电路可指示开关1391闭合。如果电力总线1308上的电压超过第二预定电压(可高于第一预定电压)，则可指示开关1391断开，从而将电池系统1301从电力总线1308移除。当电力总线1308上的电压超过第二预定电压时，这指示AC-DC转换器1308正在操作并且电线电力是可用的。
电池电力系统1301可包括电池单元组1305。电池单元组1305可包括一个或多个电池单元。在一个实施例(如所示出的)中，这些电池是不可再充电的。在另一个实施例中，电池单元可以是可再充电的。在可再充电的实施例中，当电线电力可用时，将需要额外的电路(未示出)为电池充电。如所示出的，电池单元组1305经由总线1306和门控电路1352耦接到二极管1307和传感器处理器1330。安全处理器1330可暂时关闭门控电路1352，以测量电池组1305的电压。在完成测量之后，安全处理器1330可打开门控电路1352。二极管1307经由开关1391耦接到电力总线1308。
由电线供电的危害检测系统1300可根据与其仅仅由电池供电的对应物不同的约束进行操作。电线电源提供实际不受限制的电力，以使系统1300能够采用许多特征，而没有任何运行时间约束。在一些实施例中，系统1300可实现比由电池供电的系统(例如，系统1300)更多的特征。即使系统1300将用与其由电池供电的对应物相同的特征发挥作用，它也可连续地操作这些特征中的任一个。例如，WiFi模块1312可实时提供日志更新，与周期性形成对照。
图14示出根据实施例的由电线供电的危害检测系统的功率预算方案的说明性框图。图14在许多方面与图7和图8类似，不同之处在于，基于由电线供电的危害检测系统是否是由电线供电的状态，做出关于是否要实施运行时间约束的决策。如果危害检测系统正从诸如电线电力的外部电源或外部DC电源(例如，USB电力)接收电力，则系统在由电线供电的状态下操作。如果危害检测系统不是正从外部电源接收电力，而是从内部电源接收电力，则系统正在不由电线供电的状态下操作。如果系统处于由电线供电的状态(1470)，可不对系统施加运行时间约束1474。不需要对系统施加约束，因为有“实际”不受限制的电力可用于为系统供电。
如果危害检测系统不处于由电线供电的状态(1470)，则可对系统施加运行时间约束1472。可基于以下因素中的任一个来计算运行时间约束：功耗值1420、电池测量1430、监视的系统操作1440和电池容量和操作寿命1450。另外，可通过网络1499将运行时间约束下推至功率预算模块1410。在一个实施例中，可以以与在只有电池的系统(诸如，以上结合图3至图8描述的系统)中如何使用运行时间约束类似的方式施加运行时间约束。在另一个实施例中，可以以使系统能够与当处于其由电线供电的状态时的方式类似地进行操作的方式，施加运行时间约束，但持续相对短的时间段(例如，两周)。如果期望，可动态地改变运行时间约束，以确保系统的安全特征操作达最短时间段。
图15示出根据实施例的由电线供电的危害检测系统可执行的步骤的说明性流程图。可实现这个流程图中的步骤的系统是例如图13的系统1300。从步骤1510开始，当系统正在接收电线电力时，可启用第一组特征。第一组特征可以是相对全包括的特征集。它可包括系统的每种可能的操作模式(例如，空闲模式、日志更新模式、软件更新模式、显示模式、警报模式和其它模式)。另外，可以对任何给定模式可执行多长时间或者任何给定模式可多久执行一次没有限制。例如，无线通信电路(例如，WiFi模块1312)可一直有效，使得它可实时传送和接收数据。第一组特征可包括操作一个或多个安全传感器(例如，烟雾检测器和一氧化碳传感器)。
在步骤1520中，当系统没有在接收电线电力并且备用电池源满足或超过预定阈值时，可启用第二组特征。第二组特征可以是相对受约束的特征集。它可包括与第一组特征相同的操作模式的全部或子集。然而，可以对于任何给定模式可执行多长时间和任何给定模式可多久执行一次存在限制。在一个实施例中，系统可在没有任何运行时间限制的情况下进行操作，但仅仅是对于固定的时间段或者直到电池电源降至预定阈值之下。在另一个实施例中，系统可利用运行时间约束操作达不同的固定时间段或直到电池电源降至低于预定阈值。例如，无线通信电路(例如，WiFi模块1312)可以周期性操作达固定时间段。第二组特征可包括操作第一组特征中包括的所述一个或多个危害安全传感器。
第二组特征可包括通知提醒，通知提醒将例如电线电力不再可用和系统正用电池电力进行操作告知用户或远程服务器。提醒可被设置为连续或间歇式无线通信的形式。在另一个实施例中，提醒可被设置为语音通告或显示的形式。在一个特定实施例中，显示器(例如，LED模块1328)可以被指示显示白光作为安全光。
在又一个实施例中，第二组特征可限定多种不同的操作模式，每种操作模式将系统配置成消耗与备用电池电源不同的电量，设置第一时间段，实施功率预算方案使得备用电池电源可为系统供电达第一时间段，其中，功率预算方案向每种操作模式分派占空比，使得每种操作模式被分配第一时间段的操作百分比的预算。系统可根据分派给每种操作模式的占空比进行操作。第一时间段可以是可根据备份电池系统的状态而改变的初始值。例如，第一时间段初始地可以是三周，但如果能量等级备份电池源正在放电且无法持续，则功耗预算方案可向模式中的一种或多种重新分派新占空比值。
然后，在步骤1530中，当系统没有在接收电线电力并且备用电池源降至低于预定阈值时，可启用第三组特征。这个步骤可被称为低电池状态。第三组特征可以是高度受约束的特征集。它可包括与第一组特征或第二组特征相同模式的操作的子集。另外，可以对于任何给定模式可执行多长时间和任何给定模式可多久执行一次存在限制。在一个实施例中，系统可防止系统操作某些模式。例如，在第三组特征中，可不允许进行无线通信。第三组特征确保与第一组特征和第二组特征相同的危害安全传感器中的一个或多个进行操作。第二组特征可消耗比第一组特征少的电力，第三组特征可消耗比第二组特征少的电力。
在一个实施例中，第三组特征可设置第二时间段，功率预算方案向每种操作模式重新分配占空比，使得每种操作模式被分配第二时间段的操作百分比的预算。系统可根据重新分派给每种操作模式的占空比进行操作。
应理解，图9至图12、图14和图15中的一个或多个的流程图中示出的步骤只是说明性的并且可修改或省略现有步骤，可添加额外步骤，并且可改变某些步骤的次序。
应理解，虽然实施例在本文中是相对于危害检测系统描述的，但这些实施例还可用于任何系统或装置，其中，期望在更新该系统或装置的多个组件之一的操作能力的同时，保持对其它事件进行感测和监视。例如，其它事件可包括不一定连接到诸如烟雾、CO和热的危害的事件，但可包括运动检测、声音检测等。还可考虑远程装置报告的事件。例如，诸如门窗传感器的安全装置和向系统提供反馈的运动检测传感器可适合作为其它事件。
此外，参照图1至图15描述的过程以及本发明的任何其它方面均可用软件来实现，但还可用硬件、固件或软件、硬件和固件的任何组合来实现。它们均可被实现为记录在机器可读介质或计算机可读介质上的机器或计算机可读代码。计算机可读介质可以是可存储数据或指令的任何数据存储装置，计算机系统此后可读取所述数据或指令。计算机可读介质的示例可包括但不限于只读存储器、随机存取存储器、闪存存储器、CD-ROM、DVD、磁带和光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布于联网的计算机系统，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。例如，可使用任何合适的通信协议将计算机可读介质从一个电子子系统或装置通信到另一个电子子系统或装置。计算机可读介质可实现计算机可读代码、指令、数据结构、程序模块、或调制数据信号(诸如，载波或其它传输机制)中的其它数据，并且可包括任何信息传递介质。调制数据信号可以是以将信息编码在信号中这样的方式来设置或改变其特征中的一个或多个的信号。
应理解，本文中讨论的任何或每个模块可被提供为软件构造、固件构造、一个或多个硬件组件、或其组合。例如，可在可由一个或多个计算机或其它装置执行的诸如程序模块的计算机可执行指令的一般上下文中描述模块中的任一个或多个。通常，程序模块可包括可执行一个或多个特定任务或可实现一种或多种特定抽象数据类型的一个或多个例程、程序、对象、组件和/或数据结构。还应理解，模块或状态机的数量、构造、功能和互连只是说明性的，并且可修改或省略现有模块的数量、构造、功能和互连，可添加额外模块，并且可改变某些模块的互连。
尽管本发明的许多改变和修改对于本领域的普通技术人员在阅读了以上描述之后将无疑变得显而易见，但应理解，通过图示示出和描述的特定实施例决不旨在被认为是限制。因此，参照优选实施例的细节不旨在限制它们的范围。

Claims (15)

1.一种危害检测系统，其特征在于，包括：
多个安全传感器，包括烟雾传感器、一氧化碳传感器和热传感器；
安全处理器，所述安全处理器可操作为：
与所述多个安全传感器通信；以及
如果所述多个安全传感器中的任一个检测到危害事件，则激活警报；
系统处理器，所述系统处理器可操作为执行多个用户接口特征；
DC电源；以及
多个耗电组件，所述多个耗电组件可操作为消耗由所述DC电源供应的电力，所述多个耗电组件包括所述安全处理器、所述系统处理器、所述多个安全传感器、第一无线通信电路以及第二无线通信电路，所述第一无线通信电路的特征在于具有相对低的功耗并且被配置成根据特征在于具有相对低的数据速率的第一协议进行无线通信，所述第二无线通信电路的特征在于具有相对高的功耗并且被配置成根据特征在于具有相对高的数据速率的第二协议进行无线通信；
其中，所述多个耗电组件中的至少一个可操作为实施功率预算方案，使得所述DC电源能够为所述系统供电达最短操作寿命，其中所述功率预算方案使得所述系统能够在所述最短操作寿命期间根据多种不同模式中的任意一种模式在模式专用运行时间约束进行操作；
其中，所述安全处理器的特征在于相比于所述系统处理器的功耗和处理功率具有相对低的功耗和相对有限的处理功率，并且其中，所述安全处理器可操作为独立地激活警报而不管所述系统处理器是否正在发挥作用。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个非安全传感器，其中，所述系统处理器可操作为与所述至少一个非安全传感器通信。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统处理器可操作为与所述第一无线通信电路和所述第二无线通信电路通信。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个用户接口特征包括：
使用所述第二无线通信电路接入远程服务器。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述DC电源是所述系统的唯一电源，并且其中，所述安全处理器进一步可操作为监视所述DC电源。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述安全处理器进一步可操作为管理所述多个安全传感器中的至少一个的功耗。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述安全处理器处于传感器检查功率状态并且所述系统处理器处于休眠功率状态时，所述安全处理器消耗比所述系统处理器多的功率。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述安全处理器处于传感器检查功率状态并且所述系统处理器处于日志更新功率状态时，所述安全处理器消耗比所述系统处理器少的功率。
9.一种在危害检测系统中实施的方法，其特征在于，所述危害检测系统包括DC电源、多个安全传感器、安全处理器、系统处理器、第一无线通信电路以及第二无线通信电路，所述多个安全传感器包括烟雾传感器、一氧化碳传感器和热传感器，所述方法包括：
限定多种不同操作模式，每种操作模式将所述系统配置成消耗来自所述DC电源的不同电量，其中所述DC电源是所述系统的唯一电源；
为所述系统设置最短操作寿命；
实施功率预算方案，使得所述DC电源能够为所述系统供电达所述最短操作寿命，其中所述功率预算方案向每种操作模式分派占空比，使得每种操作模式被分配所述最短操作寿命的操作百分比的预算；以及
根据被分派给每种操作模式的占空比来操作所述系统；
由所述安全处理器实施的方法包括：
与所述多个安全传感器通信；以及
如果所述多个安全传感器中的任一个检测到危害事件，则激活警报；以及
由所述系统处理器实施的方法包括执行多个用户接口特征，
其中，所述安全处理器的特征在于相比于所述系统处理器的功耗和处理功率具有相对低的功耗和相对有限的处理功率，并且其中，所述安全处理器独立地激活警报而不管所述系统处理器是否正在发挥作用。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述危害检测系统进一步包括至少一个非安全传感器，其中，由所述系统处理器实施的方法进一步包括与所述至少一个非安全传感器通信。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一无线通信电路的特征在于功耗相对低并且所述第二无线通信电路的特征在于功耗相对高，
其中，由所述第一无线通信电路实施的方法包括根据特征在于相对低的数据速率的第一协议进行无线通信；
其中，由所述第二无线通信电路实施的方法包括根据特征在于相对高的数据速率的第二协议进行无线通信；以及
其中，由所述系统处理器实施的方法包括与所述第一无线通信电路和所述第二无线通信电路通信。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个用户接口特征包括：
使用所述第二无线通信电路接入远程服务器。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括利用所述安全处理器来监视所述DC电源。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括利用所述安全处理器来管理所述多个安全传感器中的至少一个的功耗。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，当所述安全处理器处于传感器检查功率状态并且所述系统处理器处于休眠功率状态时，所述安全处理器消耗比所述系统处理器多的功率；并且其中，当所述安全处理器处于传感器检查功率状态并且所述系统处理器处于日志更新功率状态时，所述安全处理器消耗比所述系统处理器少的功率。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105556582B (zh) 2013-07-18 2019-02-22 谷歌有限责任公司 用于多标准警报的系统和方法
US9513898B2 (en) 2014-06-30 2016-12-06 Google Inc. Systems and methods for updating software in a hazard detection system
US10914635B2 (en) * 2014-09-29 2021-02-09 Rosemount Inc. Wireless industrial process monitor
US10139891B2 (en) * 2015-06-23 2018-11-27 Honeywell International Inc. Systems and methods of power-safe control panel installation
RU2018128831A (ru) * 2016-02-12 2020-03-12 Деткон, Инк. Беспроводной детектор газа
US9881490B2 (en) * 2016-05-11 2018-01-30 Tyco Fire & Security Gmbh System and method for providing temporary power to intermittent units
US10033208B2 (en) 2016-05-12 2018-07-24 Roost, Inc. Controlling a smoke detector by regulating battery voltage
CN106779552A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 东莞市广信知识产权服务有限公司 一种用于仓库管理的一体式信息采集设备
US20180217747A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-02 International Business Machines Corporation Adaptive user interface based on left or right handed mode
US11153819B2 (en) * 2017-02-06 2021-10-19 Itron Networked Solutions, Inc. Battery control for safeguarding lower voltage integrated circuits
CA3073765C (en) 2017-09-11 2022-07-19 2449049 Ontario Inc. Universal ac and dc input modular interconnectable printed circuit board for power distribution management to light emitting diodes
US10718796B1 (en) * 2018-01-30 2020-07-21 Richard Giltz Multitask multifunction apparatus for building inspection
CN108391086B (zh) * 2018-02-27 2020-12-04 山东大学 融合事件感知与位置传感的工业视频联动分析方法与系统
FR3084195B1 (fr) * 2018-07-19 2022-06-10 Verisure Sarl Unite de commande de systeme d'alarme pour batiment et systeme d'alarme
CN109274087A (zh) * 2018-10-12 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 直流家居用电系统及基于该系统的家用电器的接线方法
EP3906506A4 (en) * 2018-12-31 2022-08-24 Intel Corporation METHODS AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING ALWAYS-ON CONTEXT SENSOR HUBS TO PROCESS MULTIPLE DIFFERENT TYPES OF DATA INPUT
US10475323B1 (en) * 2019-01-09 2019-11-12 MedHab, LLC Network hub for an alert reporting system
US11997455B2 (en) 2019-02-11 2024-05-28 Koko Home, Inc. System and method for processing multi-directional signals and feedback to a user to improve sleep
US10743100B1 (en) * 2019-02-11 2020-08-11 Totemic Labs, Inc. System and method for processing multi-directional audio and RF backscattered signals
US11971503B2 (en) 2019-02-19 2024-04-30 Koko Home, Inc. System and method for determining user activities using multiple sources
US10810850B2 (en) 2019-02-19 2020-10-20 Koko Home, Inc. System and method for state identity of a user and initiating feedback using multiple sources
US11513576B2 (en) 2019-06-01 2022-11-29 Apple Inc. Coherent power management system for managing clients of varying power usage adaptability
US11402265B2 (en) 2019-11-05 2022-08-02 Texas Instruments Incorporated Apparatus for integrated offset voltage for photodiode current amplifier
US11361644B2 (en) 2019-12-18 2022-06-14 Texas Instruments Incorporated Duty cycle tuning in self-resonant piezo buzzer
CN113132197A (zh) * 2020-01-15 2021-07-16 青鸟消防股份有限公司 报警系统、该报警系统的控制方法以及储能单元
US11468756B2 (en) * 2020-04-02 2022-10-11 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit for smoke detector having compatibility with multiple power supplies
US11567551B2 (en) 2020-07-28 2023-01-31 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Adaptive power supply
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
CN112017387A (zh) * 2020-08-25 2020-12-01 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种机载火警检测系统
AU2021245122A1 (en) * 2021-02-18 2022-01-13 Emerald Planet Environmental Pty Ltd Smoke alarm
US11328582B1 (en) 2021-07-07 2022-05-10 T-Mobile Usa, Inc. Enhanced hazard detection device configured with security and communications capabilities

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039749A1 (en) * 1997-03-07 1998-09-11 Kail Karl A Iv Reprogrammable remote sensor monitoring system
CN1835017A (zh) * 2005-03-16 2006-09-20 株式会社日立制作所 安全系统
CN1851767A (zh) * 2006-04-29 2006-10-25 重庆赋仁科技发展有限公司 无线小型监视控制系统
CN102281370A (zh) * 2010-06-09 2011-12-14 常州司曼睿信息科技有限公司 智能家居系统及其工作方法
CN102496248A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 暨南大学 智能家居防潮系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064784A (ja) 1992-06-23 1994-01-14 Nohmi Bosai Ltd トンネルの防災盤
GB9216701D0 (en) 1992-08-06 1992-09-23 Fire Com Fire detection system
JPH09120488A (ja) 1995-10-25 1997-05-06 Matsushita Electric Works Ltd 自動火災報知受信機
US6426703B1 (en) * 1997-08-07 2002-07-30 Brk Brands, Inc. Carbon monoxide and smoke detection apparatus
WO2000021053A1 (en) 1998-10-06 2000-04-13 Slc Technologies, Inc. Wireless home fire and security alarm system
DE10032055C2 (de) 2000-07-05 2003-09-25 Vierling Electronics Gmbh & Co Alarmierungssystem zur Weiterleitung von Alarmmeldungen an eine Gruppe von Mobilstationen oder Teilnehmerendeinrichtungen
US7289786B2 (en) 2003-01-16 2007-10-30 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for communicating emergency information using wireless devices
JP3929982B2 (ja) 2004-02-13 2007-06-13 ホーチキ株式会社 感知器ベース、当該感知器ベースの制御方法および制御プログラム
JP3950135B2 (ja) 2004-11-26 2007-07-25 株式会社日立製作所 ガス検知システム
WO2007043018A2 (en) 2005-10-12 2007-04-19 Global Zone, Llc Smoke detector with remote alarm silencing means
US7528711B2 (en) 2005-12-19 2009-05-05 Lawrence Kates Portable monitoring unit
US7690569B2 (en) 2006-05-16 2010-04-06 Datafleet, Inc. Wireless data logging system and method
US7848732B2 (en) 2007-07-24 2010-12-07 At&T Intellectual Property I, L.P. Mobile communications devices including environmental hazard monitoring
JP2010198250A (ja) 2009-02-24 2010-09-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 火災警報装置
AU2009100570A4 (en) 2009-06-11 2009-07-23 T.S Australia Pty Ltd A Surveillance and Recording Device
WO2013180016A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and alarm device
US9178356B2 (en) 2012-08-29 2015-11-03 Robert L. Bryson Low voltage solar electric energy distribution
US8994540B2 (en) 2012-09-21 2015-03-31 Google Inc. Cover plate for a hazard detector having improved air flow and other characteristics
AU2014290556B2 (en) 2013-07-18 2017-08-03 Google Llc Systems and methods for processing ultrasonic inputs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039749A1 (en) * 1997-03-07 1998-09-11 Kail Karl A Iv Reprogrammable remote sensor monitoring system
CN1835017A (zh) * 2005-03-16 2006-09-20 株式会社日立制作所 安全系统
CN1851767A (zh) * 2006-04-29 2006-10-25 重庆赋仁科技发展有限公司 无线小型监视控制系统
CN102281370A (zh) * 2010-06-09 2011-12-14 常州司曼睿信息科技有限公司 智能家居系统及其工作方法
CN102496248A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 暨南大学 智能家居防潮系统

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EP3022721A4 (en) 2017-04-19
US20150021997A1 (en) 2015-01-22

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