JP2020521204A - 知能感知装置及び感知システム - Google Patents

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Abstract

本発明は、知能感知装置及び感知システムを開示し、前記感知装置は、複数のセンサーを備えるセンサーユニットと、データプラットフォームに接続する無線通信モジュールと、記憶モジュールと、処理モジュールとを含み、前記処理モジュールは、前記センサーユニット、無線通信モジュール及び記憶モジュールに接続し、前記処理モジュールは、加速度センサーの検出結果に応じて、予定検出アルゴリズムを利用してユーザの運動状況を取得し、前記感知装置は、多種のモードを有し、異なるモードが異なる予定検出アルゴリズムに対応し、ユーザは、感知装置にモード設定を行うことを介して、前記予定検出アルゴリズムを選択する、本発明の前記感知装置は、エネルギー消耗が低く、データプラットフォームとの接続を実現し、且つ多種のセンサーのアクセスが可能で、安定性及び感度が高く、記憶能力が強い。【選択図】図１

Description

本発明は知能感知装置及び感知システムに関する。
現在の情報化社会では、通信への要求に対して、人間の通信のみに限定されず、センシング技術やネットワーク技術の発展により、人と物、物と物の通信が可能になり、このような環境で、知能感知装置が登場した。
従来技術の知能感知装置では、断片化がひどく、感知パラメータが単一で、例えば市場での、温度のみを感知する感知装置、光のみを感知する感知装置などのように、感知装置が効果的に連携できないことによるデータ及びイベントの関連性を喪失するという欠陥があり、ユーザは、一種類の感知装置を取り付けるだけでは、そのニーズを満たすことができない。完全な知能体験を満たすように一般的に幾つか又はそれ以上の感知装置を取り付ける必要があるとともに、これらの感知装置を幾つか又はそれ以上のデータプラットフォームを介して制御する必要があるので、知能化の最初の考えに反しユーザにとって不便であり、且つ資源を浪費することになる。また、現在の知能感知製品は、伝送距離が限られており、信頼性が低く、設定が煩雑であるという問題が存在する。例えば433MHz無線技術、Zigbee技術などの短距離通信方式に基づく多数の感知装置は、データを直接インターネット(Internet)に接続しようとすると、一般的にデータを統括しメイン制御装置に供給してからメイン制御装置によって外部のインターネットに通信する。しかし、装置数が増大した場合に、通信中にボトルネック等の問題が起こるため、通信方式の帯域が狭く、高周波や大容量のデータ(例えば、画像、音声等)の伝送に適していない。また、従来の感知装置は、電力消耗及び消費電力がやや高いので、外部からの給電を採用せざるを得ず、取付け及び使用に制限があり、柔軟性に欠ける。
本発明は上記のような課題に対して、知能感知装置が開発されている。
本発明の技術特徴は、
知能感知装置であって、複数のセンサーを備えるセンサーユニットと、データプラットフォームに接続する無線通信モジュールと、記憶モジュールと、処理モジュールとを含み、前記処理モジュールは、前記センサーユニット、無線通信モジュール及び記憶モジュールに接続し、
前記センサーユニットは、温度センサー、湿度センサー、環境光センサー、磁場センサー、加速度センサー及び振動センサーのうちの少なくとも二つを含み、前記無線通信モジュールは、少なくともWIFIチップを含み、
前記処理モジュールは、加速度センサーの検出結果に応じて、予定検出アルゴリズムを利用してユーザの運動状況を取得し、前記感知装置は、多種のモードを有し、異なるモードが異なる予定検出アルゴリズムに対応し、ユーザは、感知装置にモード設定を行うことを介して、前記予定検出アルゴリズムを選択する。
更には、前記センサーユニットは、風速センサー、pH値センサー、光照度センサー、溶存酸素センサー、二酸化炭素センサー、空気質センサー、ドアセンサー、騒音センサーのうちの少なくとも一つを含み、
前記感知装置は、更に、処理モジュールに接続するUSBシリアルポート変換モジュールと、モード変換スイッチと、電圧変換モジュールと、電圧安定化モジュールと、クロックモジュールとを含む。
更には、前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶構造体で記憶し、記憶構造体毎に区切り文字で区切られた複数のデータを含み、データ毎にセンサーデータ、相応のセンサーデータ受信タイムスタンプ情報及びセンサータイプ情報を有し、前記処理モジュールは、各記憶構造体を確立順に順次配列してデータストリームを形成し、前記データストリームを予定アップロード周期に応じて前記データプラットフォームにアップロードし、前記処理モジュールは、更に、受信した予定割り込み情報に応じて、相応のセンサーデータを直接データプラットフォームにアップロードする。
更には、前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶する前に、まず前記センサーデータをCRCチェックし、且つCRCチェックに合格したセンサーデータを記憶し、CRCチェックに合格しなかったセンサーデータについて、CRCチェックエラー値を読み取る。
更には、前記データストリームまたはセンサーデータをデータプラットフォームにアップロードした後に、前記処理モジュールは、感知装置に記憶された対応のデータを削除し、
データプラットフォームへデータストリームまたはセンサーデータをアップロードする必要がある時に、前記処理モジュールは、まず無線通信モジュールを介してWIFI接続し、WIFI接続した場合に、アップロード待ちのデータストリームまたはセンサーデータの読取り操作を行い、読取りが成功した場合に、前記感知装置とデータプラットフォームとの接続を行うとともに、ウォッチドッグ監視プログラムを実行し、
前記データプラットフォームは、前記感知装置へ指令を発送し、前記感知装置は、データプラットフォームへ指令キューのすべてを削除するという操作情報を発送するように、新指令の受信を行わない。
更には、前記感知装置のクロックは、データプラットフォームのクロックに同期し、
前記処理モジュールは、リアルタイム操作システムRTOSを内蔵し、
前記処理モジュールは、内部にADサンプリング回路が集積されたプロセッサを採用し、前記ADサンプリング回路は、お互いに直列された第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とを含み、前記ADサンプリング回路がサンプリングする時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースし、前記ADサンプリング回路がサンプリングしない時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースしない。
更には、前記処理モジュールは、知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムによって動作、休止し、
前記知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムは、
（１）システムの現在時間Ts及び現在未動作タスク1、2、…、mの次回の予定動作時間T1、T2、T3、…、Tmを取得し、（２）を実行し、
（２）現在の未動作タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmを順次算出し、そのうち、F1=T1-Ts、F2=T2-Ts、F3=T3-Ts、…、Fm=Tm-Ts、（３）を実行し、
（３）タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmのうちの最小値Fsを定め、T′=Ts+Fsによって次回の動作のタスクを定めてシステムの次回の運転時間T′を得て、（４）を実行し、
（４）システムは、休止状態に入って、（５）を実行し、
（５）システムの現在時間がシステムの次回の運転時間T′に達する時に、システムは、アウェイク状態に入って相応のタスクを実行し、（１）に戻るフローを含む。
更には、前記予定検出アルゴリズムは、少なくともピーク検出アルゴリズムとダイナミック閾値検出アルゴリズムを含み、
前記ピーク検出アルゴリズムは、
（１）前記加速度センサーがs時間帯に順次出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、（２）を実行し、
（２）加速度センサーのサンプリング周波数が予定サンプリング周波数より高いかどうかを判断し、高ければ（４）を実行し、高くなければ（３）を実行し、
（３）
を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯にt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示す。x(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの配列順序を示し、ステップ（５）を実行し、
（４）
を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯のt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、x(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの配列順序を示し、ステップ（５）を実行し、
（５）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値
を取得し、そのうち、Tは、s時間帯の加速度データの数量を示し、（６）を実行するフローと、
（６）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値F(s)と予定値とを比較し、比較結果に応じて、現在ユーザが転倒状態にあったかどうかを定めるフローを含み、
前記ダイナミック閾値検出アルゴリズムは、
I：前記加速度センサーの出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、IIを実行し、
II：前記加速度データがN個に達した後に、N個の加速度データの平均値をダイナミック閾値として算出し、IIIを実行し、
III：ダイナミック閾値を算出する度に取得した加速度データと該ダイナミック閾値とを比較し、比較結果に応じて、ユーザが歩き出したかどうかを定めて、IVを実行し、
IV：ダイナミック閾値を算出した後に取得した加速度データが再びN個に達した後に、新たにN個の加速度データの平均値を算出しダイナミック閾値を更新し、ステップIIIに戻るフローと、を含む。
更には、前記処理モジュールは、センサーが出力した元サンプリングデータを直接センサーデータとして記憶し、または、センサーの出力した元サンプリングデータを予定処理方式で処理した後に取得したデータを、センサーデータとして記憶し、前記予定処理方式は、少なくとも第１処理方式、第２処理方式及び第３処理方式を含み、異なる処理方式が感知装置の異なるモードに対応し、ユーザは、感知装置にモード設定を行うことを介して、前記予定処理方式を選択し、
前記第１処理方式は、
を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、
前記第２処理方式は、
を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xmax1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最大値を示し、xmin1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最小値を示し、xmax2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最大値を示し、xmin2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最小値を示し、xmaxNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最大値を示し、xminNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最小値を示し、
前記第３処理方式は、（１）N個のセンサー元サンプリングデータに対して平均値と分散計算を行い、（２）前記N個のセンサー元サンプリングデータについて順次統計量
を算出し、あるセンサー元サンプリングデータxiに対応するTi≧Tα,nであれば、xiを破棄し、各センサー元サンプリングデータのいずれについても統計量を算出するまでに、新たにN個のセンサー元サンプリングデータを累計した後に（１）に戻ることで、
は、N個のセンサー元サンプリングデータの平均値を示し、Sは、N個のセンサー元サンプリングデータの分散を示し、xiは、i番目のセンサー元サンプリングデータを示し、Tα,nは、グラブリスルテーブルを検索して取得した臨界値を示し、
センサー元サンプリングデータ及びセンサー元サンプリングデータを異なる予定処理方式で処理した後に取得したデータに対して、いずれもデータ自体の情報とデータタイプ情報を含むデータ構造態様で、データ出力を行い、異なるデータタイプ情報によって、センサー元サンプリングデータであるかどうか、及び異なる予定処理方式であるかどうかを区別する。
更には、前記感知装置は、声紋識別装置を有し、ユーザは、WIFI設定情報を声紋の態様で放送可能であり、前記声紋識別装置は、声紋を解析し識別してから相応のWIFI設定情報に転換し、前記声紋識別装置によって、ユーザは音声で一つまたは複数の感知装置の制御を実現できる。
更には、前記無線通信モジュールは、APモード及びSTAモードで動作可能で、前記APモードの設定フローは、
A1：APモードを起動し、A2を実行するステップと、
A2：IPの取得を待ち、A3を実行するステップと、
A3：TCP接続を確立し、A4を実行するステップと、
A4：TCP接続を追跡し、A5を実行するステップと、
A5：TCPコマンドを受け付けて、A6を実行するステップと、
A6：TCPコマンドタイプを判断し、A7を実行するステップと、
A7：TCPコマンドタイプが終了コマンドまたは設定コマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA8を実行し、TCPコマンドタイプが感知装置の情報の読取りコマンド、センサーの情報の読取りコマンドまたはエラー情報の読取りコマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA6に戻るステップと、
A8：APモード設定結果を発送し、A9を実行するステップと、
A9：TCP接続を切断し、A10を実行するステップと、
A10：STAモードを設定し、A11を実行するステップと、
A11：APモードの設定フローを終了するステップとを含む。
更には、前記感知装置は、ユーザ端末に接続することができ、ユーザは、ユーザ端末を介して前記APモードの設定フローを実現でき、ユーザ端末によってAPモード設定情報、読み取った感知装置情報、読み取ったセンサー情報、及び/または読み取ったエラー情報を調べる。
更には、前記感知装置は、少なくともUSBインターフェース、microusbインターフェース及び/またはminiUSBインターフェースを含み、前記感知装置は、前記USBインターフェースを介して、ユーザ端末に接続し、前記ユーザ端末は、携帯電話、タブレットまたはPCであり、前記感知装置に記憶されたデータを、USBインターフェースを介して、前記ユーザ端末に導入する。
上記のいずれか１項に記載の知能感知装置と、
複数の感知装置に接続するデータプラットフォームとを含む、感知システム。
上記の技術方案によれば、本発明の提供する知能感知装置及び感知システムでは、前記感知装置のエネルギー消耗が極めて低く、データプラットフォームとの接続を実現可能で、且つ多種のセンサーのアクセスをサポートし、安定性及び感度が高く、記憶能力が強く、前記感知システムは、一つのデータプラットフォームで複数の感知装置と接続し、感知装置は、ユーザが世界の如何なる場所でもスマートフォン、コンピュータでWebブラウザにアクセスし、感知装置からリアルタイムに伝達したデータを取得するように、WIFI無線伝送方式でデータプラットフォームに接続し、即ち感知データを無線WIFIで直接インターネットによってバックグラウンドのユビキタスネットワークのデータプラットフォームに同期する。
本発明の前記感知システムの構成の模式図である。 本発明の前記感知システムの例示的構成ブロック図である。 本発明の前記感知システムの応用の模式図である。 本発明の前記感知装置がAPモード設定を行うフローチャートである。 突然衝撃が発生した物体に対する、本発明の加速度センサーの出力したデータの経時的変化の曲線模式図である。 緩慢な運動体に対する、本発明の加速度センサーの出力したデータの経時的変化の曲線模式図である。 本発明の、ユーザが携帯電話またはPCによって感知装置無線設定操作を行うフロー模式図である。 本発明の前記感知装置の起動からメインタスクの確立までの期間の例示的フロー模式図である。 本発明のリアルタイム操作システムRTOSの応用の例示的模式図である。
図１、図２、図３、図４、図５及び図６に示す知能感知装置のように、複数のセンサーを備えるセンサーユニットと、データプラットフォームに接続する無線通信モジュールと、記憶モジュールと、処理モジュールとを含み、前記処理モジュールは、前記センサーユニット、無線通信モジュール及び記憶モジュールに接続し、前記センサーユニットは、温度センサー、湿度センサー、環境光センサー、磁場センサー、加速度センサー及び振動センサーのうちの少なくとも二つを含み、前記無線通信モジュールは、少なくともWIFIチップを含み、前記処理モジュールは、加速度センサーの検出結果に応じて、予定検出アルゴリズムを利用してユーザの運動状況を取得する。前記感知装置１は、多種のモードを有し、異なるモードが異なる予定検出アルゴリズムに対応し、ユーザは、感知装置１にモード設定を行うことによって、前記予定検出アルゴリズムを選択する。更には、前記センサーユニットは、更に、風速センサー、pH値センサー、光照度センサー、溶存酸素センサー、二酸化炭素センサー、空気質センサー、ドアセンサー、騒音センサーのうちの少なくとも一つを含み、前記感知装置1は更に処理モジュールに接続するUSBシリアルポート変換モジュール、モード変換スイッチ、電圧変換モジュール、電圧安定化モジュール及びクロックモジュールを含む。更には、前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶構造体で記憶し、記憶構造体毎に区切り文字で区切られた複数のデータが含まれ、データ毎にセンサーデータ、相応のセンサーデータ受信タイムスタンプ情報及びセンサータイプ情報を有し、前記処理モジュールは、各記憶構造体を確立順に順次配列してデータストリームを形成し、前記データストリームを予定アップロード周期に応じて前記データプラットフォームにアップロードする。前記処理モジュールは、更に、受信した予定割り込み情報に応じて、相応のセンサーデータを直接データプラットフォームにアップロードする。更には、前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶する前に、まず前記センサーデータをCRCチェックし、且つCRCチェックに合格したセンサーデータを記憶し、CRCチェックに合格しなかったセンサーデータについて、CRCチェックエラー値を読み取る。更には、前記データストリームまたはセンサーデータをデータプラットフォームにアップロードした後に、前記処理モジュールは、感知装置１に記憶された対応のデータを削除し、データプラットフォームへデータストリームまたはセンサーデータをアップロードする必要がある時に、前記処理モジュールは、まず無線通信モジュールによってWIFI接続し、WIFI接続した場合に、処理モジュールは、アップロード待ちのデータストリームまたはセンサーデータの読取り操作を行い、読取りが成功した場合に、前記感知装置１とデータプラットフォームとの接続を行うとともに、ウォッチドッグ監視プログラムを実行し、前記データプラットフォームは、前記感知装置へ指令を発送し、前記感知装置１は、新指令の受信を行わないように、データプラットフォームへ指令キューのすべてを削除するという操作情報を発送する。更には、前記感知装置１のクロックは、データプラットフォームのクロックに同期し、前記処理モジュールには、リアルタイム操作システムRTOSを内蔵し、前記処理モジュールは、内部にADサンプリング回路が集積されたプロセッサを採用し、前記ADサンプリング回路は、お互いに直列する第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とを含み、前記ADサンプリング回路がサンプリングする時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースし、前記ADサンプリング回路がサンプリングしない時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースしない。
更には、前記処理モジュールは、知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムによって動作、休止し、
前記知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムは、
（１）システムの現在時間Ts及び現在未動作タスク1、2、…、mの次回の予定動作時間T1、T2、T3、…、Tmを取得し、（２）を実行し、
（２）現在の未動作タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmを順次算出し、そのうち、F1=T1-Ts、F2=T2-Ts、F3=T3-Ts、…、Fm=Tm-Ts、（３）を実行し、
（３）タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmのうちの最小値Fsを定め、T′=Ts+Fsによって次回の動作のタスクを定めシステムの次回の運転時間T′を得て、（４）を実行し、
（４）システムは、休止状態に入って、（５）を実行し、
（５）システムの現在時間がシステムの次回の運転時間T′に達する時に、システムは、アウェイク状態に入って相応のタスクを実行し、（１）に戻るフローと、を含む。
そのうち、次の動作のタスク、即ち次の予定運転時間がシステムの次の運転時間に等しいタスクは、システムの現在時間がシステムの次の運転時間T′に達した。
更には、前記予定検出アルゴリズムは、少なくともピーク検出アルゴリズムとダイナミック閾値検出アルゴリズムを含み、
前記ピーク検出アルゴリズムは、
（１）前記加速度センサーがs時間帯に順次出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、（２）を実行し、
（２）加速度センサーのサンプリング周波数が予定サンプリング周波数より高いかどうかを判断し、高ければ（４）を実行し、高くなければ（３）を実行し、
（３）
を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯にt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、x(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの配列順序を示し、ステップ（５）を実行し、
（４）
を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯のt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、x(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの設定順序を示し、ステップ（５）を実行し、
（５）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値
を取得し、そのうち、Tは、s時間帯の加速度データの数量を示し、（６）を実行し、
（６）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値F(s)と予定値とを比較し、比較結果に応じて、現在ユーザが転倒状態にあったかどうかを定めるフローと、を含む。
前記ダイナミック閾値検出アルゴリズムは、
I：前記加速度センサーの出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、IIを実行し、
II：前記加速度データがN個に達した後に、N個の加速度データの平均値をダイナミック閾値として算出し、IIIを実行し、
III：ダイナミック閾値を算出する度に取得した加速度データと該ダイナミック閾値とを比較し、比較結果に応じて、ユーザが歩き出したかどうかを定めて、IVを実行し、
IV：ダイナミック閾値を算出した後に取得した加速度データが再びN個に達した後に、新たにN個の加速度データの平均値を算出してダイナミック閾値を更新し、ステップIIIに戻るフローと、を含む。
更には、前記処理モジュールは、センサーが出力した元サンプリングデータを直接センサーデータとして記憶し、または、センサーの出力した元サンプリングデータを予定処理方式で処理した後に取得したデータを、センサーデータとして記憶し、前記予定処理方式は、少なくとも第１処理方式、第２処理方式及び第３処理方式を含み、異なる処理方式が感知装置１の異なるモードに対応し、ユーザは、感知装置１にモード設定を行うことを介して、前記予定処理方式を選択し、前記第一処理方式は、
を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、前記第二処理方式は、
を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングして取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングして取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xmax1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最大値を示し、xmin1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最小値を示し、xmax2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最大値を示し、xmin2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最小値を示し、xmaxNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最大値を示し、xminNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最小値を示し、前記第三処理方式は、（１）N個のセンサー元サンプリングデータに対して平均値と分散計算を行う、（２）前記N個のセンサー元サンプリングデータについて順次統計量
を算出し、あるセンサー元サンプリングデータxiに対応するTi≧Tα,nであれば、xiを破棄し、各センサー元サンプリングデータのいずれもについて統計量を算出するまでに、新たにN個のセンサー元サンプリングデータを累計した後に（１）に戻ることで、
は、N個のセンサー元サンプリングデータの平均値を示し、Sは、N個のセンサー元サンプリングデータの分散を示し、xiは、i番目のセンサー元サンプリングデータを示し、Tα,nは、グラブリスルテーブルを検索し取得した臨界値を示し、センサー元サンプリングデータ及びセンサー元サンプリングデータを異なる予定処理方式で処理した後に取得したデータに対して、いずれもデータ自体情報とデータタイプ情報を含むデータ構造態様で、データ出力を行い、異なるデータタイプ情報によって、センサー元サンプリングデータであるかどうか及び異なる予定処理方式であるかどうかを区別する。更には、前記感知装置1は、声紋識別装置を有し、ユーザは、WIFI設定情報を声紋態様で放送可能であり、前記声紋識別装置は、声紋を解析し識別してから相応のWIFI設定情報に転換し、前記声紋識別装置によって、ユーザは音声で一つまたは複数の感知装置1の制御を実現できる。
更には、前記無線通信モジュールは、APモード及びSTAモードで動作可能で、前記APモードの設定フローは、
A1：APモードを起動し、A2を実行するステップと、
A2：IPの取得を待ち、A3を実行するステップと、
A3：TCP接続を確立し、A4を実行するステップと、
A4：TCP接続を追跡し、A5を実行するステップと、
A5：TCPコマンドを受け付けて、A6を実行するステップと、
A6：TCPコマンドタイプを判断し、A7を実行するステップと、
A7：TCPコマンドタイプが終了コマンドまたは設定コマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA8を実行し、TCPコマンドタイプが感知装置の情報の読取りコマンド、センサーの情報の読取りコマンドまたはエラー情報の読取りコマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA6に戻るステップと、
A8：APモード設定結果を発送し、A9を実行するステップと、
A9：TCP接続を切断し、A10を実行するステップと、
A10：STAモードを設定し、A11を実行するステップと、
A11：APモードの設定フローを終了するステップとを含む。
更には、前記感知装置1は、ユーザ端末に接続することができ、ユーザは、ユーザ端末を介して前記APモードの設定フローを実現でき、ユーザ端末によってAPモード設定情報、読み取った感知装置情報、読み取ったセンサー情報、及び/または読み取ったエラー情報を調べる。更には、前記感知装置1は、少なくともUSBインターフェース、microusbインターフェース及び/またはminiUSBインターフェースを含み、前記感知装置1は、前記USBインターフェースを介して、ユーザ端末に接続し、前記ユーザ端末は、携帯電話、タブレットまたはPCであり、前記感知装置1に記憶されたデータを、USBインターフェースで前記ユーザ端末に導入する。
上記のいずれか1項に記載の知能感知装置と、複数の感知装置に接続するデータプラットフォームとを含む、感知システム。
本発明の前記感知装置1は、エネルギー消耗が極めて低く、データプラットフォームとの接続を実現でき、且つ多種のセンサーのアクセスをサポートし、安定性及び感度が高く、記憶能力が高い。本発明の前記感知システムは、一つのデータプラットフォームで複数の感知装置1と接続し、感知装置1は、ユーザが世界の如何なる場所でも携帯電話、コンピュータでWebブラウザにアクセスし、感知装置1のリアルタイムに伝達したデータを取得するように、WIFI無線伝送方式でデータプラットフォームに接続する。即ち感知データを無線WIFIで直接にインターネットによってバックグラウンドの物やインターネットのデータプラットフォームに供給することで、本発明は、最大の伝送距離及び機能実現を満たすとともに、最大限に電力消耗を下げて、知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムの実行によって有効的に消費電力を下げ、データの採集効率を高め、且つデータの信頼性及び正確性を確保する。
市場では、多くの感知装置1は、多数のセンサーデータをキャッシュし、伝送インターネット接続に問題がある場合に、データの喪失を引き起こしやすい。本発明の前記記憶モジュールは、16MBの容量が内蔵された記憶チップを採用し、実際の応用において本発明の特有の記憶方式に結合して28.5万個のデータを記憶できる。即ち一年間以上センサーデータを記憶でき、WIFIインターネットがない場合にも長期間使用でき、前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶構造体で記憶し、記憶構造体毎に区切り文字で区切られた複数のデータを含み、データ毎にセンサーデータ、相応のセンサーデータ受信タイムスタンプ情報及びセンサータイプ情報を有し、センサーデータ受信タイムスタンプ情報の設定によってセンサーデータに対して根源を有効的に追求できる。前記処理モジュールにはリアルタイム操作システムRTOSが内蔵され、センサーデータの採集、記憶、計算及び同期などの動作のリアルタイム実行を実現でき、干渉が発生せず、前記感知装置1のクロックは、データプラットフォームのクロックに同期し、時間的正確性を確保する。本発明の感知装置1は、多種のモードを有し、異なるモードが異なる予定検出アルゴリズム及び異なるセンサー元サンプリングデータの処理方式に対応し、感知装置1を更にユーザのニーズ及び使用状況とマッチングさせ、ユーザの体験性を高め、前記センサーデータにCRCチェックを行うことによって、データ伝送の正確性と完備性を確保でき、データプラットフォームへデータストリームまたはセンサーデータをアップロードする必要がある時に、前記処理モジュールは、まず無線通信モジュールでWIFI接続し、WIFI接続した時に、処理モジュールは、アップロード待ちのデータストリームまたはセンサーデータの読取りの操作を行って、読取りが成功した場合に、前記感知装置1とデータプラットフォームとの接続を行うとともに、ウォッチドッグ監視プログラムを実行する。ウォッチドッグ監視プログラムによりシステム動作状態をリアルタイムで監視することによって、外界の電磁場及び人的干渉によるプログラムの乱れを防止し、無限循環に入ってシステムの全体が停止状態に入ることを避ける。前記感知装置1は、USBインターフェース、microusbインターフェース及び/またはminiUSBインターフェースを含み、前記感知装置1は、USBインターフェースによってユーザ端末に接続し、前記ユーザ端末は、携帯電話、タブレットまたはPCであり、ユーザは、ユーザ端末によって前記APモードの設定フローを実現する。例えばWIFI SSID及びパスワードを感知装置1に送り、装置のシリアルナンバーを変えるなどの相関設置操作、及びユーザ端末でAPモード設定情報、読み取った感知装置1の情報、読み取ったセンサー情報、及び/または読み取ったエラー情報を調べ、また、感知装置1に記憶されたデータをUSBインターフェースから直接ユーザ端末に導入し、Excelテーブルを作成し相応のパスに記憶する。本発明の前記感知装置1は、声紋識別装置を有し、ユーザは、WIFI設定情報を声紋態様で放送し、前記声紋識別装置は、声紋を解析し識別してから相応のWIFI設定情報に切換える。ユーザは、前記声紋識別装置によって音声で一つまたは複数の感知装置1の制御を実現し、データの安全性と便利性を大幅に高めて、グループ放送の実現によってデータの便利性を更に高め、設定時間を節約し、ユーザに便利性をもたらす。図３は、本発明の前記感知システムの応用模式図であり、図３のように、実際の応用において、データプラットフォームは、複数のユーザアクセス端2に接続し、ユーザがユーザアクセス端2を介して、データプラットフォームにアクセスすることによって、ユーザは、世界のいかなる場所でもスマートフォン、コンピュータでWebブラウザにアクセスし、感知装置1からリアルタイムで伝達したデータを取得することができる。
本発明の前記感知装置1は、完全な元サンプリングデータを伝送することだけではなく、多種のデータ処理計算方式及びデータ出力態様を提供でき、インターネットのデータの伝送量を節約し、装置の電力消耗を下げて、計算効率を向上するなどに有利である。
CRCチェックによるデータチェックの実施過程は以下の通りである。
Data_CheckCrc(uint8_t *data,uint8_t bytes)
1. // data: チェック待ちのセンサー数値のそれぞれを示す
2. // bytes: チェック待ちの数値のバイト数を示す
3. uint8_t byte, crc=0xff; //パラメータを初期化する
4. for(byte=0;byte<bytes;byte++)
5. for(bit=0;bit<8;bit++)//バイト、ビットに応じてチェック値を順次読み取る
6. crc=(crc<<1)^polynomial; //最後にチェックコードを得て、チェックコードをcrcに書き込む
7. …… // ほかのデータ操作タイプ及びパラメータを更新する
8. return crc;//チェックが完了し、チェックコードを返す
本発明の前記処理モジュールが前記センサーデータにCRCチェックを行う実施過程は、以下の通りである。
SingleShotMeasure(float *data1,float * data2, float *…)
1. * data1 =ERROR_CODE; * data2 =ERROR_CODE;//初期値をerror状態とする
2. set recive [];data1,data2…;// パラメータを初期化する
3. // recive []受信したデータを示す
4. // data1,data2チェックの必要がある二値を示す
5. Single_Start();//データ伝送し始めて、まずMSBを発送し、後にLSBを発送する
6. flag= CheckCrc(&recive[],n); //受信したrecive値にチェックを行い、結果をflagに記憶する
7. if(flag)//flagを判断する
8. //チェックにエラーがなければ、*data1及び *data2の戻り値を受信した値に変える
9. *data1=ERROR_CODE ; *data2=ERROR_CODE; //チェックにエラーがあれば、エラーを返す
10.Single_Stop();//データ伝送が終わり、読み取った値を返す
以下、本発明の前記記憶構造体の応用例を説明する。TIMEは、記憶構造体の確立時間を示し、time1、time2、time3は、センサーデータ受信タイムスタンプ情報を示し、例えば "2015-12-17T18:16:22Z"、SensorNameは、センサータイプ情報を示し、data1、data2、data3は、センサーデータを示し、!は、データの区切り文字を示し、区切り文字の設置によって、データストリームをアップロードする時にデータ変換を行う必要がなく、効率を向上しつつ、正確性を確保できる。
記憶構造体の応用例：
{ { TIME：time1，SensorName：data1 }!
{ TIME：time2，SensorName：data2 }!
{ TIME：time3，SensorName：data3 }!
……}
本発明の前記処理モジュールにリアルタイム操作システムRTOSが内蔵されることで、システムの指令に対して、リアルタイム操作システム割り込みフラグによって、複数のタスク間でリアルタイムに切り換え可能であり、冗長で面倒な不要の中間プログラムを経ることなく、直接タスクプログラムに入って、装置の感度を大きく向上させる。以下、例を挙げてリアルタイム操作システムRTOSの具体的な応用を説明する。図９は、本発明のリアルタイム操作システムRTOSの応用例の模式図である。
リアルタイム操作システムRTOSの応用例：
1. OsiSyncObj_t xBinary1; //For Button interrupt task//ボタン割り込みサブプログラムへのフラグを定義する
2. OsiSyncObj_t xBinary2; //For Temperature Sensor Task//温度センサーサブプログラムへのフラグを定義する
3. OsiSyncObj_t xBinary3; //For Light Sensor Task//加速度センサーサブプログラムへのフラグを定義する
4. ……;// ほかのサブプログラムフラグを定義する
5. osi_SyncObjSignalFromISR(&xBinary1); //プログラムにボタン割り込みサブプログラムのフラグを応用する
6. osi_SyncObjWait(&xBinary1,OSI_WAIT_FOREVER);// プログラムのある位置においてボタン割り込みサブプログラムフラグを待ち、一旦識別すれば次のコマンドを実行する
7. OsiSyncObj_t xMutex1; //Used for SPI Lock//SPIサブプログラムロックフラグを定義する
8. OsiSyncObj_t xMutex2; //Used for SimpleLink Lock//SimpleLinkサブプログラムロックフラグを定義する
9. ……;//ほかのサブプログラムロックフラグを定義する
10. osi_SyncObjWait(&xMutex0,OSI_WAIT_FOREVER);
11. osi_SyncObjSignal(&xMutex0);現在のプログラムをロックし実行することに用いて、タスクとタスクの干渉を防止する
12. OsiMsgQ_t xQueue0; //Used for cjson and memory save//キャッシュキューを定義する
13. OsiMsgQ_t xQueue1; //Used for LED control task//
14. ……;//ほかのキューを定義する
15. osi_MsgQWrite(&xQueue0,&st,OSI_NO_WAIT);//キュー記憶構造体情報に書き込む
16. osi_MsgQRead(&xQueue0,&st,OSI_WAIT_FOREVER); //---Wait &st Message---// キュー中の記憶構造体情報の読取りを待つ
図２は、本発明の前記感知システムの例示的構造ブロック図であり、実際の応用時、処理モジュールはプロセッサを採用してもよく、前記記憶モジュールは記憶回路を採用してもよい。モード選択スイッチは、ユーザが感知装置1のモードを設定するのに用いられ、電圧変換モジュール、USBシリアルポート変換モジュール、クロックモジュール、電圧安定化モジュールはそれぞれ電圧変換回路、USBシリアルポート変換回路、クロック回路和電圧安定化回路に対応し、本発明のADサンプリング回路は、互いに直列した第１分圧抵抗及び第２分圧抵抗を含み、前記ADサンプリング回路がサンプリングする時に、前記第二分圧抵抗の一端はアースし、前記ADサンプリング回路がサンプリングしない時に、前記第二分圧抵抗の一端はアースしない。第１分圧抵抗は、一端が給電電源の正極に接続し、他端が第２分圧抵抗に接続し、第２分圧抵抗は、他端がプロセッサのIOポートに接続し、プロセッサのIOポートがアースするかどうかを制御することによって、第２分圧抵抗の他端がアースするかどうかを制御する。このように、サンプリングする必要がある時にアースし、サンプリングが完了した後に浮かべて、またはプルアップし、分圧抵抗が直接アースし電流を消耗することによる損失を避けて、電力消耗を大きく下げる。
図５は、突然衝撃が発生した物体に対する、本発明の加速度センサーの出力したデータの経時的変化の曲線模式図であり、図６は、緩慢な運動体に対する、本発明の加速度センサーの出力したデータの経時的変化の曲線模式図である。突然衝撃が発生した物体または緩慢な運動体に対して、異なる予定検出アルゴリズム、例えばピーク検出アルゴリズム、ダイナミック閾値検出アルゴリズムを採用しなければ物体の運動状態を正確に検出できない。本発明の前記無線通信モジュールはWIFIチップを含み、即ち直接チップ形態で開発することによって、以下の技術問題を解決する。従来のWIFIモジュールでは、メインチップの周囲には多数の周辺機能回路があるが、多くの機能回路が感知装置1に対して役に立たず、少しの回路のみが感知装置1に対して役立つ。但し、電力消耗が製品のニーズを満たさず、無駄な電力消耗が多く発生する。
本発明では、データプラットフォームへデータストリームまたはセンサーデータをアップロードする必要がある時に、前記処理モジュールは、まず無線通信モジュールでWIFI接続し、WIFI接続した場合に、処理モジュールは、アップロード待ちのデータストリームまたはセンサーデータの読取り操作を行い、読取りが成功した場合に、前記感知装置1とデータプラットフォームとの接続を行うとともに、ウォッチドッグ監視プログラムを実行する。以下、実際の応用時に操作可能な相応の実施過程を提供する。
DataPostTask(void *pvParameters)
1.始める
2.Int lRetValパラメータを初期化する
3.WlanConnect()//一旦にデータを検出した場合に、WIFI接続し、戻り結果をlRetValに記憶する
4.if(lRetVal )//lRetValを読み取って、lRetVal=1であれば、WIFI接続が成功したことを示す
5.//WIFI接続が成功した場合に、データの長さlenを読み取って、戻り結果をlRetValに記憶する
6.if(lRetVal ) //再びlRetValを読み取って、lRetVal=1であれば、データの読取りが成功したことを示す
7.ConnectToHTTPServer(&httpClient)//データの読取りが成功した場合に、HTTPサーバに接続する
8.WatchdogAck();この時に、ルーチンがウォッチドッグを実行し、プログラムが乱れて接続が失敗した場合、システムは自動的にリセットする
9.HTTPPostMethod();//HTTPへデータを伝送する
10.HTTPCli_disconnect();//データの伝送が終了し、HTTP接続を切断する
11.WlanStop()//WIFI接続を切断する
本発明の前記感知装置1は、ユーザがユーザ端末、例えば携帯電話またはPCにより無線設定操作を行って、携帯電話またはPCの設定画面によって感知装置1の現在の設定情報、センサー読取り情報、エラー情報などを調べる。図７は、本発明におけるユーザが携帯電話またはPCにより感知装置1の無線設定操作を行うフローの模式図であり、具体的なフローは以下の通りである、
B1：感知装置1を起動する、
B2：感知装置1を初期化する、
B3：携帯電話またはPC設定端を開く、
B4：新装置を追加することをクリックする、
B5：装置追加モードを選択し、前記装置追加方式は、二次元コードを走査すること、及びシリアルナンバーを入力することを含む、
B6：相関装置をクリックする、
B7：相関が成功したかどうか、成功した場合にB8を実行し、成功しなかった場合にB4に戻る、
B8：装置を探す、
B9：WIFIを接続する、
B10：装置を設定する、
B11：設定が成功したかどうかをチェックし、設定が成功した場合に、グリーンランプがフラッシュし、設定成功を提示し、設定が成功しなかった場合に、レッドランプの常時点灯でWIFIパスワードが誤ったことを提示し、レッドランプがフラッシュすることによってインターネットの切断を提示する。
図８は、本発明の前記感知装置1の起動からメインタスクの確立までの期間の例示的フローの模式図であり、図８のように、実際の応用時に、前記感知装置1の起動からメインタスクの確立までの期間のフローは以下の通りである、
C1：起動する、
C2：装置を初期化する、
C3：システムの状態を読み取り、判断する、
C4：起動したか、起動した場合にC5を実行し、起動しなかった場合にC6を実行する、
C5：装置の起動原因を読み取って、通電で起動した場合に、システム時間を更新しC14を実行し、ウェイク起動した場合に、C14を実行する、
C6：ボタンの状態を識別し、ボタンがn1秒継続した場合に、装置のシリアルナンバーの読取り操作を実行してからC7を実行し、ボタンがn2秒継続した場合に、無線APモードに入ってから実行し、ボタンがn3秒継続した場合に、出荷時の設定を回復した後にCを実行する、
C7：シリアルナンバーを読み取ったかどうか、読み取った場合にWIFIセット情報を読み取ってからC8を実行し、読み取らなかった場合に、出荷時の設定を回復した後にC9を実行する、
C8：WIFIの設定が成功したかどうか、成功した場合にC10を実行し、成功しなかった場合にC9を実行する、
C9：無線APモードを行って、C10を実行する、
C10：アクティベーション状態を検索し設置する、
C11：アクティベーションしたかどうかを判断し、アクティベーションした場合にC12を実行し、アクティベーションしなかった場合に、装置をアクティベーションしてからC12を実行する、
C12：システムの現在時間を読み取る、
C13：システムの現在時間が正確であるかどうか、正確であれば、C14を実行し、正確でなければ、システムの時間を更新してからC14を実行する、
C14：メインタスクを確立する。
本発明では、現在の未動作タスク1、2、…、mの次の予定動作時間T1、T2、T3、…、Tmが可変であるので、システムでタスクが動作する度に知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムを実行し、s時間帯でのすべての加速度データ振幅値の平均値F(s)と予定値を比較し、比較結果に応じて、ユーザが転倒状態にあったかどうかを定めて、比較結果について、F(s)が予定値より大きければ、現在ユーザが転倒状態にあったと定める。ダイナミック閾値を算出した後に、毎回取得した加速度データと該ダイナミック閾値を比較し、比較結果に応じて、ユーザが歩き出したかどうかを定めて、比較結果として、取得した加速度データがダイナミック閾値より大きければ、ユーザが歩き出したと定める。本発明の前記複数とは二つ以上を指す。本発明では、第１処理方式によってセンサー元サンプリンデータを処理した後に得たデータは、
であり、
、x1は、センサーが1回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、x2は、センサーが2回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、x3は、センサーが3回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、xN+1は、センサーがN+1回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、xN+2は、センサーがN+2回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、xN+3は、センサーがN+3回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、x(N-1)Nは、センサーが(N-1)N回目にサンプリングして得た元サンプリングデータを示し、x(N-1)N+1は、センサーが(N-1)N+1回目にサンプリングし得た元サンプリングデータを示し、第2処理方式によってセンサー元サンプリングデータを処理した後に得たデータは、K1、K2、…、KNであり、第3処理方式によってセンサー元サンプリングデータを処理した後に得たデータは、対応の統計量がいずれもTα,nより小さいセンサー元サンプリングデータであり、Tα,nは、グラブリスルテーブルを検索し取得した臨界値を示し、実際の応用時に、具体的に予定臨界条件及びNの大きさによって検索してTα,n値を取得し、前記感知装置1のクロックは、データプラットフォームのクロックに同期し、相応のクロック校正リズムは、前記感知装置1のクロックが予定同期周期に応じてデータプラットフォームのクロックに同期し、または前記感知装置1がデータプラットフォームへデータをアップロードする時、クロックの同期の操作を行う。本発明の前記処理モジュールは、また受信した予定割り込み情報に応じて相応のセンサーデータをデータプラットフォームに直接アップロードし、予定割り込み情報は、ある特定のセンサーのデータ出力によって発生したもので、例えば振動センサーがデータを出力した後に、相応の割り込み情報を生成し、処理モジュールは、この割り込み情報によって振動センサーの出力データをデータプラットフォームにアップロードする。
本発明の前記感知装置1は、エネルギー消耗が極めて低く、帯電時間が極めて長く、感度が高く、実際の応用時に、感知装置1を、体積が小さく薄く、ほぼいかなる物体にも貼り付けることができるように設計できている。さらに、感知装置1は、貼り付けられる物体または物体の周辺環境の特定状態データを無線WIFIによって直接インターネットでデータプラットフォームに同期することによって、いかなる物体も容易にインターネットに接続でき、多元のデータ組合せによって、広く工業、牧畜業、農業、機械化生産、医療及び物流などの領域に応用し、環境の監視、判断、解析、制御、警報及び提示などの機能を実現する。環境感知技術の発展は、ウェアラブルデバイスの進展を促進するとともに、人々の医療分野への期待を高める。本発明の前記感知装置1を医療分野に応用する場合に、具体的に、知能感知装置によって人体の状態データの採集を行い、無線WIFIによって患者の家族、及び医師や看護者に伝送し、完備な医療監視生態システムを形成し、複数の知能感知装置の設定によって、病室の患者の体温及び休み状況、例えば睡眠状況、騒音状況、環境温湿度及び明度状況などをリアルタイムに検出でき、採集データに個別異常判定、相応のデータ解析、及び処理を行った後に、担当医師及び看護者がコンピュータまたはタブレットですべての患者の健康状態に常に注意を払うように、データをデータプラットフォームに同期し、データ変化が設定閾値または範囲を超えると、警報を発して医師及び看護者に知らせる。慢性疾患、長期疾患、及び隠れた疾患の一部を診断しようとする場合に、一般的に患者は、例えばデータを長期間収集しまとめた後に主治医に知らせて診断を受けるなど、入院し検査を受けてデータを記憶する必要があるので、患者は価格の高い入院費を負担し、且つ癌などの致命的な疾患が悪化するまでには特に特徴がないので、はっきりした診断が下されるまでに心理的なストレスがある。本発明の前記感知装置1を応用すれば、ボディーのあるデータを即時に記録し、インターネットの応用との組合せによって、解析のために医療分野の専門家に即時に伝送し、正常な生活を妨げないように、隠れた疾患を早く発見し治療することができる。本発明の前記感知装置1はまた物流分野に応用され、具体的に、物流の段階で、特にコールドチェーン製品の場合に、クライアントが輸送中の温度が標準に達しているかどうかを把握できず、輸送中に激しい揺れや振動があるので、物流輸送のプロバイダのサービスレベルSLAを正確に判定できず、通常目的地に到達した後に箱を開けて貨物をチェックしなければチェック効果はないが、本発明の前記感知装置1を貨物に配置することによって、輸送中の貨物の時々の温度、湿度、明度及び衝撃幅などの環境変化を正確に捕集する。このように、物流輸送のプロバイダがサービスレベルを監視するのに役に立ち、一方で、物流のクライアントの検査及び貨物の消耗程度の評価に便利で、且つ発生するおそれがある紛争のために有効なデータをサポートとして供給し、配達人の輸送及び配送などの責任リスクを下げる。本発明は、システムに知能スケジュール間隔型休止方式を採用し、二個の単四電池または単三電池のみを使用すれば、6か月以上に亘って継続的に給電し、長距離の輸送の要求を完全に満たすことができる。
以上は、あくまで本発明の最適、具体的な実施形態であり、本発明の範囲はこれに限定されず、如何なる本分野の技術者が本発明の技術的範囲で本発明の技術案及びその技術的思想によって均等の置換及び変更を施したものは、本発明の範囲内に含まれる。
1 感知装置
2 ユーザアクセス端

Claims (14)

  1. 複数のセンサーを備えるセンサーユニットと、
    データプラットフォームに接続する無線通信モジュールと、
    記憶モジュールと、
    処理モジュールとを含み、
    前記処理モジュールは、前記センサーユニット、無線通信モジュール及び記憶モジュールに接続し、
    前記センサーユニットは、温度センサー、湿度センサー、環境光センサー、磁場センサー、加速度センサー及び振動センサーのうちの少なくとも二つを含み、前記無線通信モジュールは、少なくともWIFIチップを含み、
    前記処理モジュールは、加速度センサーの検出結果に応じて、予定検出アルゴリズムを利用してユーザの運動状況を取得し、前記感知装置は、多種のモードを有し、異なるモードが異なる予定検出アルゴリズムに対応し、ユーザは、感知装置にモード設定を行うことを介して、前記予定検出アルゴリズムを選択する、知能感知装置。
  2. 前記センサーユニットは、風速センサー、pH値センサー、光照度センサー、溶存酸素センサー、二酸化炭素センサー、空気質センサー、ドアセンサー、騒音センサーのうちの少なくとも一つを含み、
    前記感知装置は、更に、処理モジュールに接続するUSBシリアルポート変換モジュールと、モード変換スイッチと、電圧変換モジュールと、電圧安定化モジュールと、クロックモジュールとを含む、請求項１に記載の知能感知装置。
  3. 前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶構造体で記憶し、記憶構造体毎に区切り文字で区切られた複数のデータを含み、データ毎にセンサーデータ、相応のセンサーデータ受信タイムスタンプ情報及びセンサータイプ情報を有し、前記処理モジュールは、各記憶構造体を確立順に順次配列してデータストリームを形成し、前記データストリームを予定アップロード周期に応じて前記データプラットフォームにアップロードし、前記処理モジュールは、更に、受信した予定割り込み情報に応じて、相応のセンサーデータを直接データプラットフォームにアップロードする、請求項１に記載の知能感知装置。
  4. 前記処理モジュールは、受信したセンサーユニットからのセンサーデータを記憶する前に、まず前記センサーデータをCRCチェックし、且つCRCチェックに合格したセンサーデータを記憶し、CRCチェックに合格しなかったセンサーデータについて、CRCチェックエラー値を読み取る、請求項３に記載の知能感知装置。
  5. 前記データストリームまたはセンサーデータをデータプラットフォームにアップロードした後に、前記処理モジュールは、感知装置に記憶された対応のデータを削除し、
    データプラットフォームへデータストリームまたはセンサーデータをアップロードする必要がある時に、前記処理モジュールは、まず無線通信モジュールを介してWIFI接続し、WIFI接続した場合に、アップロード待ちのデータストリームまたはセンサーデータの読取り操作を行い、読取りが成功した場合に、前記感知装置とデータプラットフォームとの接続を行うとともに、ウォッチドッグ監視プログラムを実行し、
    前記データプラットフォームは、前記感知装置へ指令を発送し、前記感知装置は、データプラットフォームへ指令キューのすべてを削除するという操作情報を発送するように、新指令の受信を行わない請求項３に記載の知能感知装置。
  6. 前記感知装置のクロックは、データプラットフォームのクロックに同期し、
    前記処理モジュールは、リアルタイム操作システムRTOSを内蔵し、
    前記処理モジュールは、内部にADサンプリング回路が集積されたプロセッサを採用し、前記ADサンプリング回路は、お互いに直列された第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とを含み、前記ADサンプリング回路がサンプリングする時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースし、前記ADサンプリング回路がサンプリングしない時に、前記第２分圧抵抗の一端はアースしない、請求項１に記載の知能感知装置。
  7. 前記処理モジュールは、知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムによって動作、休止し、
    前記知能スケジュール間隔型休止アルゴリズムは、
    （１）システムの現在時間Ts及び現在未動作タスク1、2、…、mの次回の予定動作時間T1、T2、T3、…、Tmを取得し、（２）を実行し、
    （２）現在の未動作タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmを順次算出し、そのうち、F1=T1-Ts、F2=T2-Ts、F3=T3-Ts、…、Fm=Tm-Ts、（３）を実行し、
    （３）タスク1、2、…、mの実行頻度F1、F2、F3、…、Fmのうちの最小値Fsを定め、T′=Ts+Fsによって次回の動作のタスクを定めてシステムの次回の運転時間T′を得て、（４）を実行し、
    （４）システムは、休止状態に入って、（５）を実行し、
    （５）システムの現在時間がシステムの次回の運転時間T′に達する時に、システムは、アウェイク状態に入って相応のタスクを実行し、（１）に戻るフローを含む、請求項１に記載の知能感知装置。
  8. 前記予定検出アルゴリズムは、少なくともピーク検出アルゴリズムとダイナミック閾値検出アルゴリズムを含み、
    前記ピーク検出アルゴリズムは、
    （１）前記加速度センサーがs時間帯に順次出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、（２）を実行し、
    （２）加速度センサーのサンプリング周波数が予定サンプリング周波数より高いかどうかを判断し、高ければ（４）を実行し、高くなければ（３）を実行し、
    （３）
    を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯にt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、x(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-1)は、t-1番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの配列順序を示し、ステップ（５）を実行し、
    （４）
    を算出し、そのうち、f(t)は、s時間帯のt番目の加速度データの振幅値を示し、x(t)は、t番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t)は、t番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t)は、t番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、x(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するx軸加速度を示し、y(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するy軸加速度を示し、z(t-2)は、t-2番目の加速度データに対応するz軸加速度を示し、tは、s時間帯の加速度データの配列順序を示し、ステップ（５）を実行し、
    （５）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値
    を取得し、そのうち、Tは、s時間帯の加速度データの数量を示し、（６）を実行するフローと、
    （６）s時間帯のすべての加速度データ振幅値の平均値F(s)と予定値とを比較し、比較結果に応じて、現在ユーザが転倒状態にあったかどうかを定めるフローを含み、
    前記ダイナミック閾値検出アルゴリズムは、
    I：前記加速度センサーの出力した加速度データを取得し、前記加速度データは、x軸加速度、y軸加速度及びz軸加速度を有し、IIを実行し、
    II：前記加速度データがN個に達した後に、N個の加速度データの平均値をダイナミック閾値として算出し、IIIを実行し、
    III：ダイナミック閾値を算出する度に取得した加速度データと該ダイナミック閾値とを比較し、比較結果に応じて、ユーザが歩き出したかどうかを定めて、IVを実行し、
    IV：ダイナミック閾値を算出した後に取得した加速度データが再びN個に達した後に、新たにN個の加速度データの平均値を算出しダイナミック閾値を更新し、ステップIIIに戻るフローと、を含む、請求項１に記載の知能感知装置。
  9. 前記処理モジュールは、センサーが出力した元サンプリングデータを直接センサーデータとして記憶し、または、センサーの出力した元サンプリングデータを予定処理方式で処理した後に取得したデータを、センサーデータとして記憶し、前記予定処理方式は、少なくとも第１処理方式、第２処理方式及び第３処理方式を含み、異なる処理方式が感知装置の異なるモードに対応し、ユーザは、感知装置にモード設定を行うことを介して、前記予定処理方式を選択し、前記第１処理方式は、
    を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、
    前記第２処理方式は、
    を取得し、そのうち、xNは、センサーがN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、x2Nは、センサーが2N回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xNNは、センサーがNN回目にサンプリングし取得した元サンプリングデータを示し、xmax1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最大値を示し、xmin1は、センサーの元サンプリングデータx1,x2,x3,......xNの最小値を示し、xmax2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最大値を示し、xmin2は、センサーの元サンプリングデータxN+1,xN+2,xN+3,......x2Nの最小値を示し、xmaxNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最大値を示し、xminNは、センサーの元サンプリングデータx(N-1)N,x(N-1)N+1......xNNの最小値を示し、
    前記第3処理方式は、（１）N個のセンサー元サンプリングデータに対して平均値と分散計算を行い、（２）前記N個のセンサー元サンプリングデータについて順次統計量
    を算出し、あるセンサー元サンプリングデータxiに対応するTi≧Tα,nであれば、xiを破棄し、各センサー元サンプリングデータのいずれについても統計量を算出するまでに、新たにN個のセンサー元サンプリングデータを累計した後に（１）に戻ることで、
    は、N個のセンサー元サンプリングデータの平均値を示し、Sは、N個のセンサー元サンプリングデータの分散を示し、xiは、i番目のセンサー元サンプリングデータを示し、Tα,nは、グラブリスルテーブルを検索して取得した臨界値を示し、
    センサー元サンプリングデータ及びセンサー元サンプリングデータを異なる予定処理方式で処理した後に取得したデータに対して、いずれもデータ自体の情報とデータタイプ情報を含むデータ構造態様で、データ出力を行い、異なるデータタイプ情報によって、センサー元サンプリングデータであるかどうか、及び異なる予定処理方式であるかどうかを区別する、請求項１に記載の知能感知装置。
  10. 前記感知装置は、声紋識別装置を有し、ユーザは、WIFI設定情報を声紋の態様で放送可能であり、前記声紋識別装置は、声紋を解析し識別してから相応のWIFI設定情報に転換し、前記声紋識別装置によって、ユーザは音声で一つまたは複数の感知装置の制御を実現できる、請求項１に記載の知能感知装置。
  11. 前記無線通信モジュールは、APモード及びSTAモードで動作可能で、前記APモードの設定フローは、
    A1：APモードを起動し、A2を実行するステップと、
    A2：IPの取得を待ち、A3を実行するステップと、
    A3：TCP接続を確立し、A4を実行するステップと、
    A4：TCP接続を追跡し、A5を実行するステップと、
    A5：TCPコマンドを受け付けて、A6を実行するステップと、
    A6：TCPコマンドタイプを判断し、A7を実行するステップと、
    A7：TCPコマンドタイプが終了コマンドまたは設定コマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA8を実行し、TCPコマンドタイプが感知装置の情報の読取りコマンド、センサーの情報の読取りコマンドまたはエラー情報の読取りコマンドであれば、TCPコマンドを受け付けてからA6に戻るステップと、
    A8：APモード設定結果を発送し、A9を実行するステップと、
    A9：TCP接続を切断し、A10を実行するステップと、
    A10：STAモードを設定し、A11を実行するステップと、
    A11：APモードの設定フローを終了するステップとを含む、請求項１に記載の知能感知装置。
  12. 前記感知装置は、ユーザ端末に接続することができ、ユーザは、ユーザ端末を介して前記APモードの設定フローを実現でき、ユーザ端末によってAPモード設定情報、読み取った感知装置情報、読み取ったセンサー情報、及び/または読み取ったエラー情報を調べる、請求項１１に記載の知能感知装置。
  13. 前記感知装置は、少なくともUSBインターフェース、microusbインターフェース及び/またはminiUSBインターフェースを含み、前記感知装置は、前記USBインターフェースを介して、ユーザ端末に接続し、前記ユーザ端末は、携帯電話、タブレットまたはPCであり、前記感知装置に記憶されたデータを、USBインターフェースを介して、前記ユーザ端末に導入する、請求項１２に記載の知能感知装置。
  14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の知能感知装置と、
    複数の感知装置に接続するデータプラットフォームとを含む、感知システム。
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