用于处理超声输入的系统的制作方法

本专利申请要求2013年7月18日(2013.7.18)提交的美国临时专利申请No.61/847,960和2013年10月9日(2013.10.9)提交的美国临时专利申请No.61/889,013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通过引用合并于此。

技术领域

本专利说明书涉及用于与危害检测系统对接的系统和方法。更具体地，本专利说明书涉及用于检测在危害检测系统的附近执行的姿势的系统和方法。

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、组合烟雾和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。当这些系统检测到存在危险状况时，它们经常发出可听警报。警报常常被表征为具有极响或刺耳的声音，并且对于人类听众而言会是令人不悦或者非常不舒服的。当用户得知将因非紧急情形(诸如，来自烹饪的烟)而造成警报时，一些危害检测器可允许用户按下位于单元的外罩上的按钮(有时被称为静音按钮或暂时无声按钮)。当按下静音按钮或暂时无声按钮时，在诸如4至10分钟的范围内的预定时间间隔内，可听警报噪声被暂时无声，在此期间，用户有机会诸如通过打开窗户来解决该情形，而不需要忍受警报刺耳的声音。如果在该预定时间间隔结束时状况继续存在，则可听警报噪声重新开始。在许多实际情形下可引起的一个问题是，危害检测器单元被安装在墙壁或顶棚上用户够不到的高度，导致一些用户找来梯子、椅子或扫帚来按下静音按钮或暂时无声按钮， 这会导致不方便、不切实际、和/或不安全的情况。本领域的技术人员鉴于本公开将清楚会出现其它问题。

技术实现要素：

根据本文中描述的实施例的危害检测系统和方法可操作为使用户能够通过执行非触摸式姿势与危害检测系统对接。可在危害检测系统的附近执行非触摸式姿势，而不需要物理地触摸危害检测系统。这使得用户即使够不到危害检测系统也能够与危害检测系统互动。危害检测系统可检测姿势并且响应于所检测的姿势来执行适宜动作。在一个实施例中，危害检测系统可响应于所检测的姿势使其可听警报无声。在另一个实施例中，危害检测系统可响应于所检测的姿势，先发制人地关掉其可听警报。例如，如果用户正在执行可能导致警报事件但不一定确保的警报事件的活动(例如烹饪)，则用户会希望先发制人地防止发出可听警报。

可使用根据各种实施例的姿势检测电路和方法来检测姿势。姿势检测电路可使用一个或多个传感器来检测可能正在执行姿势的一个或多个对象。在一个实施例中，可使用一个或多个超声传感器来检测姿势。在另一个实施例中，可使用运动检测器结合一个或多个超声传感器来检测姿势。

在一个实施例中，危害检测系统可包括至少一个危害检测传感器。危害检测传感器中的一个或多个可操作为检测烟雾、热、湿度、一氧化碳、二氧化钛或氡。该系统可包括警报产生电路，警报产生电路可操作为响应于至少一个危害检测传感器检测到的危害事件而发出可听警报。该系统可包括：无源红外(PIR)传感器，其具有用于检测至少一个对象的移动的相对宽的视场；以及至少一个超声传感器，其均具有用于检测至少一个对象的存在的相对窄的视场。窄视场小于宽视场。该系统可包括控制电路，控制电路可操作为处理由PIR传感器和超声传感器获取的数据，确定在所处理的数据中是否存在姿势静音事件，当确定姿势静音事件时停止发出可听警报。

在另一个实施例中，一种危害检测系统可包括：至少一个危害检测传感器；警报产生电路可操作为发出可听警报；扬声器，用于播放记录的消息；以及至少一个对象检测传感器，用于检测姿势事件。该系统可包括控制电路，该控制电路可操作为通过所述扬声器播放记录的消息。所记录的消息可包括使用户在所述危害检测系统的附近执行所述姿势事件的指令。所述控制电路进一步可操作为处理从所述至少一个对象检测传感器获取的数据，以确定是否已执行所述姿势事件，以及响应于确定已执行所述姿势事件，而改变所述危害检测系统的状态。

在另一个实施例中，提供了一种用于使危害检测系统的危害警报无声的方法。所述方法可包括：响应于检测到的危害事件，发出可听警报；播放提供关于如何至少暂时使所述可听警报无声的指令的记录；根据所述记录的指令，检测所述危害检测系统的附近移动的对象；以及响应于检测到对象根据所述记录的指令移动，而至少暂时使所述可听警报无声。

在另一个实施例中，一种危害检测系统可包括：警报产生电路，用于响应于检测的危害事件，产生可听警报；以及至少一个超声传感器，美国超声传感器具有用于监视至少一个对象的存在的检测场。所述系统可包括控制电路，所述控制电路可操作为：指示所述警报产生电路在所检测的危害事件期间发出所述可听警报；从包括所述至少一个超声传感器的至少一个传感器接收传感器数据；处理所述传感器数据，以确定所接收的传感器数据是否已捕捉静音姿势；以及指示所述警报产生电路在所接收的传感器数据已捕捉静音姿势时发出所述可听警报。

在另一个实施例中，一种用于处理用于改变可听警报的状态的姿势的方法。所述方法可包括：激活警报产生电路，以发出可听警报； 对至少一个超声检测场监视至少一个对象的存在；确定在所述至少一个对象存在于所述至少一个超声检测场中时所述至少一个对象是否正在根据姿势移动；以及当确定在所述至少一个对象存在于所述至少一个超声检测场中时所述至少一个对象正在根据所述姿势移动时，使所述警报产生电路去激活，以停止发出所述可听警报。

在另一个实施例中，一种危害检测系统可包括至少一个危害检测传感器，可操作为监视所述危害检测系统的附近的环境。所述危害检测系统可根据空闲模式、预警报模式和警报模式中的一个操作。所述系统可包括警报产生电路，所述警报产生电路可操作为在所述警报模式下发出可听警报；扬声器，可操作为播放至少一个记录的消息；以及姿势检测电路，可操作为对所述附近监视姿势。所述系统可包括控制电路，所述控制电路可操作为基于从所述至少一个危害检测传感器获取的数据，选择所述空闲模式、所述预警报模式和所述警报模式中的一个。当所述危害检测系统处于所述预警报模式时，所述控制电路进一步进行可操作为通过所述扬声器播放记录的消息；检测所述姿势检测电路是否监视到姿势；以及当检测到所述姿势并且从所述至少一个危害检测传感器获取的数据足以将所述系统操作从所述预警报模式改变到所述警报模式时，先发制人地禁用所述警报产生电路。

在另一个实施例中，一种姿势检测系统可包括：无源红外(PIR)传感器，可操作为检测至少一个对象的移动；超声传感器，可操作为检测至少一个对象的存在；以及电路。所述电路可操作为：使用所述超声传感器来创建静态环境模型；使用所述超声传感器来产生动态环境模型；以及将所述动态模型与所述静态模型进行比较，以确定是否存在至少一个新对象。

可通过参照说明书的剩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进一步理解。

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4A至图4E示出根据一些实施例的危害检测系统连同其若干接口传感器的说明性定位的不同视图；

图5A示出根据一些实施例的源自安装在第一位置的危害检测系统的接口传感器的说明性检测场；

图5B示出根据一些实施例的源自安装在第二位置的危害检测系统的接口传感器的说明性检测场；

图6A至图6D示出根据一些实施例的人使用姿势来使可听警报无声时的说明性快照；

图7示出根据一些实施例的危害检测系统的各种组件的说明性时序图；

图8示出根据一些实施例的PIR传感器的说明性检测场；

图9A至图9D示出根据一些实施例的示出PIR传感器数据的若干不同说明性曲线图；

图10示出根据一些实施例的原始PIR数据和经过滤的PIR数据的说明性波形；

图11示出根据一些实施例的危害检测系统响应于监视姿势而使可听警报无声的说明性过程；

图12示出根据示例情形的可形成两个不同超声传感器的校准基础的说明性波形图；

图13示出根据示例情形的说明性波形图；

图14A至图14C示出根据一些实施例的用于操作具有姿势静音能力的危害检测系统的说明性过程；

图15示出根据一些实施例的危害检测系统响应于监视姿势而使可听警报无声的说明性过程；

图16示出根据一些实施例的用于操作配备有至少一个超声传感 器的危害检测系统的说明性过程；以及

图17示出根据一些实施例的用于操作配备有PIR传感器和至少一个超声传感器的危害检测系统的说明性过程；

图18示出根据一些实施例的示例性校准矩阵；

图19A示出根据一些实施例的可表示由超声传感器中的一个随时间检测的距离的说明性波形；

图19B示出根据一些实施例的图19A的波形的衍生波形；

图20示出根据一些实施例的可表示挥手姿势的说明性姿势波形；以及

图21示出根据一些实施例的包含姿势波形的说明性缓冲器。

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(6LoWPAN)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，或从云接收软件更新)、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 Methods for 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,(代理人案卷号GP-5743-00-US，公开号为US2015/0022367)，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占用(occupancy)、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，提供额外占用信息，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，温度和占用检测数据)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4至图21讨论用于检测姿势的方法和电路。

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的安全监视以及核心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，并且明智地选择使得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)。

接口传感器220可包括由系统处理器210监视的传感器并且安全传感器232可包括由安全处理器230监视的传感器。传感器220和232可被安装于印刷电路板(例如，处理器210和230被安装到的同一板)、柔性印刷电路板、系统205的外壳、或其组合。接口传感器220可以是非安全相关传感器。接口传感器220可包括一个或多个超声传感器221，超声传感器221产生高频声波并且确定哪些波被传感器接收回。接口传感器220可包括无源红外(PIR)传感器222。PIR传感器222可用于各种运动检测特征。PIR传感器可测量在其视场内从对象辐射的红外光。在一个实施例中，用户接口特征中的一个是姿势静音特征，即如果警报234在发声则用户在系统205附近执行姿势(例如，挥手 动作)以使将警报234关掉或无声的特征。按照各种实施例，超声传感器221、PIR传感器220或超声传感器221和PIR传感器220的组合中的一个或多个可用于检测该姿势。以下结合图4至图13更详细地讨论姿势静音特征和用于检测和处理姿势静音特征的系统和方法。接口传感器220可以可选地包括环境光(ALS)传感器和按钮传感器。ALS传感器检测环境光并且按钮传感器可以是开关，例如检测用户对开关的按压。

安全传感器232可包括烟雾检测器、一氧化碳(CO)传感器、温度和湿度传感器、一个或多个恒温器。烟雾检测器检测烟雾并且通常使用光学检测、离子化、或空气采样技术。CO传感器可检测一氧化碳气体的存在，在家里，一氧化碳通常是通过明火、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。因此，在5至7年的时间段已经期满之后，应该更换CO传感器。温度和湿度传感器可提供温度和相对湿度的相对准确的读数。热敏电阻是其电阻基于温度变化的一种电阻器。热敏电阻可包括NTC型热敏电阻或PTC型热敏电阻。安全传感器232可以可选地包括PIR传感器、环境光传感器和按钮传感器。如果接口传感器220不包括PIR传感器、环境光传感器或钮传感器，则安全传感器232可包括它们。

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，安全传感器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、或空气采样技术。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。因此，5-7年时间段期满之后，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222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。

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的总可用电力。

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。

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。

尽管系统300被示出和描述为包括电池系统301，但应理解，可用由电线供电的电源替代电池系统301。例如，由电线供电的电源可包括用于将AC信号转换成被提供到总线308的DC信号的AC-DC转换 器等其它电路。由电线供电的危害检测系统的额外细节可在例如与其同时提交的共同转让、共同待决的名称为“Power Management in Line Powered Hazard Detection Systems(由电线供电的危害检测系统中的电力管理)”的美国专利申请No.14/333,960,(代理人案卷号GP-5744-00-US，公开号为US2015/0021993)中找到，该专利申请的公开的全部内容通过引用合并于此。

图4A至图4D示出按照各种实施例的输入处理检测系统400连同其若干传感器的说明性定位的不同视图。具体地，图4A示出系统400的俯视图，图4B示出系统400的侧视图，图4C示出沿着图4A的C-C线截取的系统400的截面图，图4D示出沿着图4A的D-D线截取的系统400的截面图。检测系统400的顶部部分被示出为朝向上到图4A中的纸张之外，但系统400的顶部部分被示出以向下方式面对(如果安装于顶棚则将如何面对)。图4A示出检测系统400包括位于外壳中或上的不同位置处的四个传感器。在一个实施例中，传感器可包括PIR传感器410、超声传感器420、超声传感器422、按钮440和环境光传感器(未示出)。PIR传感器410和超声传感器420可位于系统400内的相对靠中心的位置。传感器410和420二者还被定位在系统400的顶表面处或附近，并且在一些实施例中，可延伸超过限定顶表面的平面。例如，如图4C中所示，PIR传感器410可延伸超过顶表面的平面。又如，如图4D中所示，超声传感器420可被定位成与顶表面基本上共平面。

超声传感器422可被定位在系统400的边缘(未示出)附近或者系统400上的别处。例如，传感器422可被定位成邻近传感器422。类似于传感器420，传感器422也可被定位在系统400的顶表面处或附近，并且在一些实施例中，可延伸超过限定顶表面的平面。例如，如图4B中所示，传感器422可被定位成与顶表面基本上共平面。按钮440可设置在危害系统400上的别处，使得用户可压下它。例如，如图4A中所示，按钮440可凹陷在危害检测系统400的边界内。

图4E示出沿着图4A的E-E线截取的危害检测系统400的说明性截面图。该视图示出传感器410、420和422和相应的检测场411、421和423。检测场411、421和423图示了用于检测一个或多个静止或移动对象的每个传感器的“视场”。每个传感器的“视场”的大小和形状可以是不同的。例如，PIR传感器410可具有相对到处存在的检测场，并且超声传感器420和422可具有相对聚焦的检测场。在一个实施例中，检测场411可涵盖检测场421和检测场423二者。检测场421和检测场423可彼此重叠或者可不彼此重叠，但每个场可被配置成监视不同的视场。例如，检测场421可以与危害系统400的顶表面垂直的轴为中心，并且检测场423可以在与危害系统400的顶表面不垂直的轴为中心。在另一个示例中，检测场421和检测场423的中心轴彼此不平行。在操作期间，超声传感器420和422可被交替地采样，以避免检测场421和423之间有干扰。

通过组合使用超声传感器和红外传感器，使得超声加IR检测方法能够用来辨别在特定视场内是否实际存在一个或多个对象并且处理在该视场内存在一个或多个对象时接收的输入。如以下结合图5A和图5B将更详细示出和讨论的，超声传感器通过发射高频声波并且监视从其视场内的任何对象接收回的回声来提供相对聚焦的视场，并且红外传感器通过监视正从其视场内的对象发射的能量来提供相对不聚焦的视场，其可涵盖超声传感器的视场的全部或一部分。因此，即使这两个传感器都可检测对象，传感器不同的性质使得检测方法能够以相对高的准确度将不同的移动对象区分开并且处理输入。具体地，超声传感器可提供“存在检测”，并且红外传感器可提供“输入处理”检测。虽然红外传感器可检测其视场内任何地方的一个或多个对象的移动，但检测方法可基于超声传感器是否感测到该移动对象的“存在”来判定是否要将红外检测的移动对象作为“输入”来处理。因此，在一个实施例中，如果超声传感器没有检测到移动对象的存在，检测方法可选择地过滤掉红外检测的移动对象。这样可减少或完全消除误肯定 (false positive)。例如，红外传感器可检测到其视场内的对象的移动，但如果超声传感器没有检测到该对象，则检测方法可忽略所检测的该移动对象并且不将它作为输入进行处理。又如，如果红外传感器检测到对象的移动，并且超声传感器检测到该对象，则检测方法可将它作为输入进行处理。

超声加IR检测方法可用于许多不同应用。在一些实施例中，根据各种实施例的检测方法可用于响应于一个或多个对象移动离开输入处理系统相对远(例如，相距几米)来处理输入。在其它实施例中，检测方法可用于响应于一个或多个对象向着输入处理系统相对靠近(例如，相距几英尺)移动来处理输入。不管移动对象的接近度如何，输入处理系统可识别不同的移动模式或姿势。每个识别出的移动模式可使得执行特定动作。应理解，所采取的特定动作取决于使用超声加IR检测方法的系统的设计。在个人计算系统中，例如，上下移动模式可对应于滚动UI界面动作。作为另一个个人计算示例，左右移动模式可对应于翻页UI界面动作。在危害检测系统中，例如，挥手运动模式可对应于使警报对接动作无声。例如，立体声系统可响应于双手之间的相对距离来调节音量；随着双手之间的距离增大，音量增大。

超声加IR检测方法是根据本文中的实施例的超声加辐射检测方法的特定示例。超声加辐射检测方法可使用超声传感器和监视任何类型的辐射(具体地，非离子化辐射)的其它传感器。利用超声传感器的其它实施例可合并使用光学传感器(例如，相机)。这样的实施例可采用超声加图像检测方法，其中使用超声传感器来检测存在并且使用图像来处理输入。

尽管本文中讨论的各种实施例使用超声传感器进行“存在检测”并且使用PIR传感器进行“输入处理”检测，但是应理解，可使用不同的传感器来执行存在检测和输入处理检测。例如，以下可用于存在检测：热电堆传感器、二氧化碳传感器、激光/IR LED接近传感器(用 于测量反射光强度)、激光/IR LED飞行时间传感器(用于测量光被目标弹开并且返回的时间)、超声传感器(用于测量被反射的声音)、超声传感器(用于测量多普勒频移)、相机、雷达和射频。例如，以下可用于检测运动：PIR传感器、多像素热电堆、单个或多个激光/IR LED接近传感器、单个或多个激光/IR LED飞行时间传感器、超声(被反射的声音)、超声(多普勒频移)、单个或多个相机、雷达和射频。

现在联合地参照图5A和图5B，根据各种实施例示出源自危害检测系统500的传感器(未示出)的说明性检测场。具体地，根据实施例，示出图5A的危害检测系统500安装于封闭空间510的顶棚512和图5B的危害检测系统500安装于封闭空间510的墙壁514。危害检测系统500图5A和图5B二者可以是相同的，因此结合一个图描述的各种方面可应用于另一个图。例如，检测场及其相应视场角度和中心轴位置对于两个图可以是相同的。图5A和图5B之间的主要差异是危害检测系统500安装在何处。在图5A中，它安装于顶棚(或基本上平行于地面的其它对象)，而在图5B中，它安装于墙壁(或基本上垂直于地面的其它对象)。封闭空间510可包括顶棚512、墙壁514和516和地板518。

示出三个不同的检测场：PIR检测场520、超声检测场530和超声检测场540。每个检测场示出表示每个场的外边界的一系列虚线。PIR检测场520可源自PIR传感器(未示出)，以及超声检测场530和540可源自超声传感器(未示出)。尽管这些场看上去是二维的，但应理解，这些场占据三维空间。如所示出的，PIR检测场520由于其相对大、宽的视场角度而占据绝大多数封闭空间510。具体地，PIR检测场520可具有如所示出的视场角度A。超声检测场530和540可均由于其相对小、窄的视场角度而占据小部分的封闭空间510。具体地，检测场530和540可具有分别如所示出的视场角度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。

检测场530和540用相应的中心轴531和541来示出。检测场520可具有中心轴，但为了避免图拥挤，并没有示出它。在一些实施例中，检测场520和530的中心轴可以是共平面或共轴的，但检测场530和540的中心轴既不共平面又不共轴。中心轴相对于参考平面501的位置变化。如所示出的，在中心轴531和参考平面501之间存在角度B2，在中心轴541和参考平面501之间存在角度C2。角度B2可大于角度C2。

可选择角度B2和C2的值，以使超声传感器(未示出)检测到一个或多个移动或静止对象的存在的可能性最大，而不管危害检测系统500是如何安装的。例如，可针对顶棚安装应用来选择用于检测场530的角度B2，并且可针对墙壁安装应用来选择用于检测场540的角度C2。继续该示例，角度B2的范围可以是80度至100度，并且角度C2的范围可以是5度至80度。应理解，可针对角度B2和C2分别选择任何合适的角度。例如，在一个实施例中，角度B2的范围可以是90度至180度，并且角度C2的范围可以是0度至90度。作为该实施例的特定示例，角度C2可以是45度并且角度B2可以是135度。

如图5B中所示，中心轴531基本上垂直于墙壁514，结果，检测场530投影到基本上垂直于墙壁514的方向上。在一些实施例中，根据系统500的安装高度，检测场530可能不理想地适合检测对象(例如，试图进行将可听警报静音的姿势的人)。这会是因为，人的高度不足以达到检测场530。向下指向地板518的检测场540可能更适合检测对象。这可以是因为，人最终将进入检测场540，而不管他或她有多高。因此，在墙壁安装应用中，在检测场540中检测到的对象可领先于在检测场530中检测到的任何对象。

相比而言，在顶棚安装应用(图5A)中，在检测场530中检测到的对象可领先于在检测场540中检测到的对象。如所示出的，中心轴531基本上垂直于顶棚518，结果，检测场530直接向地板518投影， 而不管顶棚相对于地板有多高。检测场540也向下指向地板，但没有像检测场530那样直接。在一些实施例中，根据顶棚高度，检测场540可远离危害检测系统500投射，以有效地检测对象(例如，试图进行将可听警报静音的姿势的人)。因此，检测场530可能更适合在顶棚安装应用中检测对象。

在一些实施例中，危害检测系统500可选择地启用和禁用其超声传感器中的一个或多个。例如，系统500可基于它是如何安装的来禁用超声传感器。系统500可在其内包含用于确定其安装取向的诸如(例如)多轴加速计的取向传感器。如果系统500安装于墙壁，则它可禁用投射检测场530的传感器。如果系统500安装于顶棚，则它可禁用投射检测场540的传感器。

在一个实施例中，角度B2和C2是永久固定的。在另一个实施例中，角度B2和C2中的一个或多个是可调节的。例如，超声传感器(未示出)中的一个或多个可绕着旋转轴枢转，以改变其中心轴相对于参考平面510的角度。在一个实施例中，用户可手动地枢转超声传感器。在另一个实施例中，危害系统500可控制一个或多个超声传感器的枢转位置。例如，传感器可安装在受电机控制的万向节平台上。改变中心轴角度的能力对于容纳变化高度的墙壁安装件会是特别有利的。例如，危害检测系统可基于安装高度来调节检测场的中心轴角度。

图6A至图6D示出根据实施例的人使用姿势使可听警报无声时的说明性快照，图7示出根据实施例的危害检测系统的各种组件的说明性时序图。图6A至图6D的快照可分别对应于图7的时间t₁至t₄。可使用根据实施例的任何合适的危害检测系统，但为了方便起见并且为了方便讨论，结合图6A至图6D和图7参考图5A的危害检测系统500。因此，如以上已经讨论的，系统500可投射如所示出的检测场520、530和540。另外，危害检测系统可包括PIR传感器、两个超声传感器、警报、扬声器和一个或多个危害检测传感器等其他组件。

图7示出警报事件702、PIR传感器采样速率704、超声传感器启用705、第一超声传感器对象检测波形706、第二超声传感器对象检测波形708、PIR姿势检测波形710、扬声器输出712和可听警报输出714的时序波形。警报事件702可指示危害检测系统是否感测到触发警报事件的状况。例如，如果危害检测系统感测到烟雾，警报事件702可从低转变成高(如它在时间t₁进行的)。PIR采样速率704指示对PIR数据采样的速率。超声传感器启用705指示是否启用超声传感器。例如，当不使用时，门控地将超声传感器断电。超声传感器对象检测波形706和708可指示超声传感器是否检测到对象。波形706可对应于在检测场540中检测到的对象，并且波形708可对应于在检测场530中检测到的对象。PIR姿势检测波形指示在检测场520内是否识别出姿势。扬声器输出712指示扬声器是否正在播放消息，以及可听警报输出714指示警报是否正在响。

在时间t₀和t₁之间，警报事件702、超声传感器启用705、第一超声传感器对象检测波形706和第二超声传感器对象检测波形708、PIR姿势检测波形710、扬声器输出712和可听警报输出714的波形都是低。在该状态下，可门控地将超声传感器断电。例如，电力门控电路364可断开，使得超声传感器320关闭。另外，PIR采样速率704被设置在第一采样速率。在时间t₁，警报事件702变高，这可致使警报响。可听警报输出714在时间t₁变高。超声传感器启用705变高，从而将超声传感器通电。另外，PIR采样速率704可从第一采样速率变成第二采样速率，其中第二采样速率具有比第一采样速率高的频率。在图6A中，危害检测系统500在发出它的警报，用源自其的“哔哔，哔哔，哔哔”来指示。示出人600在位置601，位置601在检测场520内，但在检测场530和540外。

在时间t₂，人600从位置601移动到位置602，位置602在检测场520内，但在检测场530和540外。因为人600在检测场520内移动， 所以PIR传感器可检测到该移动。这被示为在时间t₂的PIR姿势检测波形710的突变。尽管PIR传感器在检测场520内检测到姿势(例如，人600的移动)，这也不使警报无声。

在时间t₃，人600从位置602移动到位置603，位置603在检测场502和503内，但不在检测场540内。现在人600在检测场530内，监视该场的超声传感器可感测人600的存在。这被示为在时间t₃从低转变成高的超声传感器对象检测波形708。另外，响应于检测对象的超声传感器中的一个，扬声器可播放消息。如图6C中所示，消息是“挥手将警报静音”。可用任何语言播放任何合适的消息。扬声器消息播放的开始在图7中被示出为在时间t₃从低转变成高的扬声器输出712。除了音频消息之外，或者作为音频消息的替代，当在检测场530内检测到存在人600时，可呈现未示出的可视指示器(例如，图3的LED 328)。当人600在检测场530内时，可视指示器可点亮或者快速闪烁。音频和/或可视指示器可向居住者告知危害检测系统准备进行检测并且处理居住者可执行的任何姿势。此外，音频和/或可视指示器可向居住者提供有用的反馈，使得居住者知道何时执行姿势动作(例如，因为如果居住者在检测场530或检测场540外执行姿势，则危害检测系统可忽略居住者的姿势)。

在时间t₄，人600可在处于位置603时挥动一个或多个手臂。响应于检测到该姿势，危害检测系统可使可听警报无声。在图6D中，发出“哔哔，哔哔，哔哔”的声音。在图7中，PIR姿势检测波形710示出在时间t₄检测到姿势。PIR传感器对姿势以及人600在超声检测场530内的存在的同时检测可使危害检测系统使其警报无声。这被示出为时间t₄，此时，可听警报输出714从高转变成低。警报事件702在时间t₄仍然是高，因此在流逝预定时间段之后，警报可再次响起，并且警报事件702仍然是高。另外，如果期望，可呈现可视指示符以指示警报已被静音。此外，如进一步期望，可播放指示警报已被静音的可听消息。可听消息可指定哪个警报被静音。例如，如果警报是烟雾警报， 则可听消息可指定烟雾警报已被静音。又如，如果警报是自检，则可听消息可指定自检已被静音。另外，可听消息可指定警报将被静音多长时间。例如，可听消息可以说“烟雾警报将无声五分钟”。

图8示出根据实施例的PIR传感器800的说明性检测场。PIR传感器800可投射用于限定检测场802的多个子场810a-i并且当对象从一个子场移动到另一个子场时可提供原始数据形式的输出。例如，如果对象从子场810e移动到子场810f，则传感器800将检测到对象的移动，将其作为其原始数据输出的部分进行提供。传感器800输出的原始数据可不对应于实际的物理测量(例如，焦耳)，但可对应于给定时间窗内的通过子场810a-i看到的组合红外Δ。所检测的对象从一个子场到另一个子场的移动贡献红外Δ。因此，如果操作若干对象从一个子场转到另一个子场，则这些所检测的移动中的每个可贡献组合红外Δ。然而，如果对象没有移动并且依旧完好地停留在一个子场内，则传感器800可检测不到对象的移动，并且红外Δ可有效地为零。在一些实施例中，可过滤原始数据输出，以消除环境红外噪声。另外，可通过截止频率为3Hz的低通Butterworth过滤器来过滤PIR传感器800的原始数据输出。在图9A至图9D中示出经过滤的PIR输出的说明性示例。

现在，参照图9A至图9D，示出若干示出PIR传感器数据的不同的说明性曲线图。为了根据各种实施例的姿势检测算法来确认是否正在检测姿势事件，可通过分段算法来处理从PIR传感器接收的连续原始数据或经过滤的PIR数据。分段算法确认检测到的运动的幅度和周期统计量，这些统计量被姿势检测算法用来确定是否已检测到姿势事件运动。每条曲线示出组合的红外Δ的幅度与时间。幅度可以是检测到多少质量从一个子场到另一个子场的函数，并且检测到的运动的频率可以是对象正在移动的速度多块的函数。图9A示出PIR传感器没有检测到移动的曲线图。如所示出的，波形910是平的。图9B示出波形920，波形920可表示一个质量单元(例如，一个手臂)以“正常”速 度移动。如所示出的，波形920具有周期T和幅度A。图9C示出波形930，波形930可表示一个质量单元以“缓慢”速度移动。如所示出的，波形930具有1/2T的周期和幅度A。图9D示出波形940，波形940可表示两个质量单元(例如，两个手臂)以“正常”速度移动。如所示出的，波形940具有2A(例如，是单个质量单元产生的幅度的两倍)的幅度和周期T。

图10示出根据实施例的原始PIR数据和经过滤的PIR数据的说明性波形。x轴示出样本数量并且y轴示出PIR传感器测量的能量Δ。波形1010可以是原始PIR数据波形并且波形1020可以是经过滤的PIR数据波形。波形1020可包括拐点1021、1022、1023和1024。当波形的斜率从正变成负或者从负变成正时，可出现拐点。当波形1020的斜率从正变成负时，存在图10中示出的拐点。如以下更详细讨论的，拐点可定义所检测的运动事件(例如，所检测的挥手运动)的边界。如所示出的，波形1020包括由拐点1021和1022限定边界的检测的运动事件1030、由拐点1022和1023限定边界的检测的运动事件1040和由拐点1023和1024限定边界的检测的运动事件1050。可通过应用分段过程来确定每个所检测的运动事件的周期和幅度统计。此过程的伪代码可通过以下来表示：

1.获得最近的三个经过滤的PIR传感器数据值；

2.确定在经过滤的数据值中是否存在拐点；

3.如果存在拐点，则

a.如果观察到之前的拐点，则

i.使t_period＝t_current-t_begin

ii.使y_amplitude＝y_max-y_min

b.将y_min和y_max重置成当前经过滤的PIR传感器值

c.将t_begin设置成t_current

4.如果当前经过滤的PIR传感器值小于y_min，则将y_min设置成当前经过滤的PIR传感器值

5.如果当前经过滤的PIR传感器值大于y_max，则将y_max设置成当 前经过滤的PIR传感器值

其中，t_period是所检测的运动事件的时间段，t_current是与最近三个经过滤的PIR传感器数据值中检测到的拐点相对应的时间，并且t_begin是对应于之前拐点的时间。y_amplitude是所检测的运动事件的幅度，y_min是在所检测的运动事件内观察到的最小幅度值并且y_max是在所检测的运动事件内观察到的最大幅度值。

图11示出根据本实用新型的实施例的用于校准检测传感器并且用于检测运动事件的说明性状态机1100。为了便于讨论，图的右手侧总体上是指状态机1100的标准方面，并且左手侧总体上是指状态机1100的运动检测方面。在讨论状态机1100期间，将参照图12和图13来辅助描述各种实施例。状态机1100可在诸如个人计算装置、安全系统、或危害检测系统的任何合适系统中实现。系统根据其设计标准进行操作，并且不时地可以造成状态机1100改变状态。当系统不需要状态机1100的任何动作时，状态机1100处于关闭状态1102，关闭状态1102可表示传感器没有正被用于检测运动事件并且没有正被校正的状态。在一些实施例中，状态机1100优选地在其操作寿命中的大部分处于关闭状态1102，从而使功耗最小。

为了识别姿势，系统可能需要校准。校准可定义基线，各种检测器可根据该基线来准确地解释从一个或多个传感器接收的数据。在一个实施例中，为了确定对象的存在和对象与系统的距离，可能需要校准存在检测器。存在检测器可使用一个或多个超声传感器来确定在系统的预定附近(例如，图5A的检测场530)内是否存在对象(诸如用户)。在校准期间，存在检测器可通过确定在该空间中存在什么对象来创建该预定附近的“静态”环境模型。因此，静态环境模型表示当没有对象正试图进行姿势时存在检测器“看到”什么。这可使存在检测器能够将“实时”传感器数据与静态模型进行比较，以确定存在“新”对象。另外，静态模型可进一步使存在检测器能够检测到“新”对象，即使这些对象没有在预定附近内移动。

从图的右手侧开始，当系统开始自检或者传感器校准过程(在步骤1110中)时，状态机1100可转变成校准暂停状态1112。状态1112可表示还没有开始标准或者因为移动检测器1114检测到最近的移动而已经推迟校准的状况。移动检测器1114可使用例如PIR传感器，以下对其进行更详细的讨论。如果移动检测器1114检测到移动，则状态机可恢复到校准暂停状态1112。如果没有检测到移动，则状态机可前进至校准状态1116。在状态1116下，一个或多个超声传感器可生成静态环境模型。当校准完成(在步骤1118中)时，状态机可前进至关闭状态1102。

现在，讨论用于创建静态环境模型的实施例。以下还结合图18讨论用于创建静态环境模型的替选实施例。可通过在每个超声传感器(例如，图3的超声传感器320)的检测场中检测到的距离的矩阵来定义该模型。矩阵将所检测的距离离散化成填充有计数的分立桶，并且这些桶的计数定义静态环境模型。矩阵可以是由R_ij^s定义的n×m矩阵，其中，S是特定超声传感器，i是距离桶(db_i)的索引，并且j是样本的索引。可取得总共m个样本，其中，m是整数。例如，在一个实施例中，m可以是100。可通过以10赫兹的采样速率在10秒内校准每个超声传感器来实现一百的采样大小。如以上讨论的，在系统中可存在多个超声传感器。参照系统400，例如，超声传感器S可以是传感器420或422。每个距离桶(db_i)表示超声传感器可检测到的特定距离。距离桶的距离范围是从最小距离到最大距离，可按预定分辨率将每个桶分开。例如，在一个实施例中，最小距离可以是大约660mm并且最大距离桶可以是大约3333mm，并且分辨率可以是大约60mm。因此，根据该示例性实施例，第一距离桶(db₁)可存在于660mm，第二距离桶(db₂)可存在于720mm，第三距离桶(db₃)可存在于780mm，等等，使得最后一个距离桶存在于3333mm。

R_ij^s是超声传感器S在迭代j观察到的距离桶(db_i)的预定附近内 的距离的数量。在一个实施例中，如果(db_i)-30<d<(db_i)+30，则在特定距离内可存在观察的距离(d)。+/-30值可定义每个距离桶的预定附近的边界。例如，假设i是5并且j是12并且db₅是1000mm，并且进一步假设超声传感器S在样本迭代12检测990mm和1013mm处的距离(d)。结果，R_5,12^s是2。

每个超声传感器被校准并且被分派其自身的R模型。例如，参考系统400，针对超声传感器420和422，校准R模型，一旦对于超声传感器获得R模型，就可定义两个额外的阵列：r^S和q^S。r^S是包含每个距离桶的平均值的阵列。因此，r_i^S＝sum_j＝1,…,m(R_ij^S)/m。在该阵列中发现的相对大的值可表示存在对象。q^S是包含每个距离桶的方差的阵列。因此，q_i^S＝var_j＝1,…,m(R_ij^S)。在该阵列中发现相对大的值可指示间歇地看到对象或者难以检测到对象。桌子的边缘、吊扇、或一片吸声材料是可产生相对大方差的对象的示例。通过了解哪些距离是噪声，可更好地使存在检测器避免“新”对象的误检测。

图12示出根据示例情形的可形成两个不同的超声传感器的校准基础的说明性示图1200和1210。具体地，示图1200可包括r^S波形1201，r^S波形1201可对应于与第一超声传感器(例如传感器420)相关联的平均值。示图1210可包括r^S波形1211，r^S波形1211可对应于与第二超声传感器(例如，传感器422)相关联的平均值。x轴示出距离(单位：英尺)并且y轴表示平均值。在示图1200中标记为1202-1205并且在示图1210中标记为1212-1214的尖峰可表示所检测的对象。例如，在示图1200中，在大约3.9英尺、5.4英尺、7.8英尺和9.4英尺的距离处检测到对象。

现在，返回参照图11，并且具体地参照图的左手侧，当系统进入可得出用户的运动或某个其它姿势动作的状态(步骤1120)时，状态机1100可转变成无活动状态1122，如所示出的。例如，在危害检测系统的上下文中，当这样的系统处于警报模式或预警报模式时，系统可 期望监视基于用户的使警报或预警报消息无声的运动，因此，监视运动现在可能是必要的。无活动状态1122可表示没有检测到移动并且当前不存在用户的状态。另外，当状态机1100处于状态1122时，超声传感器未被使用，并可被断电。

如果移动检测器1124(例如，使用PIR传感器数据的检测器)没有检测到任何移动，则状态机1100可保持处于无活动状态1122。移动检测器1124可利用PIR传感器数据分段过程将每个所检测的运动事件的幅度(例如，y_ampltiude)与阈值进行比较。如果幅度满足或超过阈值，则移动检测器1124可得到某个对象在PIR传感器的视场内移动。在一些实施例中，移动检测器1124与移动检测器1114相同。如果移动检测器1124检测到运动，则状态机1100可转变成检测到运动状态1126。检测到运动状态1126可表示以下状态：诸如PIR传感器或光学传感器的辐射感测传感器已经检测到至少一个对象的运动，但仍然还没有在系统的预定附近存在该对象的任何确认。

存在检测器1128可验证在系统的附近内是否存在对象。存在检测器1128可基于实时超声传感器数据来构造“动态模型”并且与静态模型进行比较，以确定是否存在“新”对象。如果没有检测到存在，则状态机会恢复回运动检测器1124。如果检测到存在，则状态机可以前进至对象存在状态1130。对象存在状态1130可表示在系统的预定附近内存在对象。当系统处于对象存在状态1130时，它可提供可听消息和/或可视提示，向居住者告知他或她当前正被检测为存在并且系统准备从居住者接收姿势输入。通过呈现可听消息和/或可视提示，可辅助居住者将他或她自己定位在危害检测系统的适宜视场内，使得系统更好地能够辨别居住者是否正在实现姿势。

现在讨论用于创建动态环境模型的实施例，然而，以下结合图18至图21讨论替选实施例。动态环境模型可实施与校准引擎所使用的元件相同的元件中的一些来创建静态环境模型。可通过在每个超声传感 器(例如，图3的超声传感器320)的检测场中检测到的距离的矩阵来定义该模型。矩阵将所检测的距离离散化成填充有计数的分立桶，并且用这些桶的计数来定义动态环境模型。矩阵可以是通过D_ij^s定义的n×m矩阵，其中，S是特定超声传感器，i是距离桶(db_i)的索引，并且j是样本的索引。可取得总共m个样本，并且m是整数。例如，在一个实施例中，m可以是20。二十的采样大小可得到具有10赫兹的采样速率的两个(2)第二采样窗口。针对系统中存在的多个超声传感器中的每个保持D矩阵。用新传感器数据来更新每个D矩阵并且可丢弃旧数据。D矩阵中的距离桶(db_i)可与R矩阵(以上讨论的)中使用的距离桶相同。

D_ij^s是超声传感器S在迭代j观察到的距离桶(db_i)的预定附近内的距离的数量。预定的附近可由与R矩阵相同的限制来确定边界。在一个实施例中，如果(db_i)-30<d<(db_i)+30，则在特定距离桶内可存在观察到的距离(d)。可通过d_i^S＝sum_j＝1,…,m(D_ij^S)/m来定义实时观察到的距离的平均值。结合校准阵列r_i^S和q_i^S使用d_i^S，存在检测器1128可确定每个距离桶的置信值(c_i^S)。具体地，置信值(c_i^S)可被定义为c_i^S＝(r_i^S-d_i^S)²/q_i^S，i＝1,2,…,n。置信值可表示检测到的距离超过特定距离桶的预期方差的置信度。如果c_i^S超过预定的“新对象”方差阈值，则存在检测器1128可得到在超声传感器S的距离桶(db_i)的距离位置处存在新对象的结论。该距离在本文中可被称为存在距离。可调节预定的方差阈值，以获得存在检测器1128的期望特异性/敏感性平衡。例如，增大阈值可降低灵敏度并且增加特异性，而减小阈值可增大灵敏度并且减少特异性。

新对象的存在距离可初始地被定义为u＝(u_max+u_min)/2，其中，u是新对象的平均距离，u_max是新对象的最大距离，并且u_min是新对象的最小距离。如果期望，则可使用平滑函数来更新u的值，以使噪声干扰新对象的距离的准确性的可能性最小化。例如，在获得新对象的初始距离值之后，可使用下面的平滑函数：u＝(a)(db_i)+(1-a)u，其中，a 可在0.05至0.1的范围内。

图13示出根据示例情形的说明性波形图1300和1310。波形图1300和1310二者包括针对两个不同超声传感器的校准波形和实时数据波形。具体地，图1300包括与第一超声传感器相关联的r^S波形1210(与图12中所示相同的波形)和实时数据波形1301。实时数据波形1301可以是实时观察到的距离(诸如，上述的d_i^S)的平均值。当将波形1201与波形1301进行比较时，这两个波形之间存在相对小的方差。这表明与波形1201和1301相关联的超声传感器没有检测到新对象。波形图1310包括与第二超声传感器相关联的r^S波形1211(与图12中所示相同的波形)和实时数据波形1311。波形1201与波形1301之间的比较结果指示在被示出为具有9.3英尺的距离的存在距离1320处可能存在新对象。

返回参照图11，状态机1100处于对象存在状态1130，姿势检测器1132可确定用户是否正在执行姿势。也就是说，当状态机1100从检测到运动状态发展至对象存在状态1130时，可利用姿势检测器1132。姿势检测器1132在确定用户是否正在执行姿势时，可评估运动检测器1124和/或存在检测器1128处理的数据。在一个实施例中，姿势检测器1132可向预定数量的最近接收的运动检测事件应用一组标准。例如，预定数量可以是最近两个、三个或四个所接收的运动事件。因此，如果预定数量是三个，则这三个运动事件全部必须满足标准，以使姿势检测器1132将这三个运动事件识别为用户产生的姿势。可基于姿势检测器1132所期望的灵敏度和特异性参数来选择预定数量。例如，随着预定数量增大，这可减小灵敏度和增加特异性。相反地，随着预定数量减小，可增大灵敏度和减少特异性。

标准中的一些可独立地应用于每个运动事件并且一些标准可应用于运动事件的组合。标准可包括运动事件持续时间限制。因此，如果运动事件的时间段(例如，t_period)超过运动事件持续时间限制，则该 运动事件可以不适合作为姿势。作为时间限制的替选，标准可指定每个运动事件的时间段必须落入的时间段范围。标准可指定为了适合作为姿势事件，运动事件的幅度(例如，y_amplitude)必须落入的幅度范围。该幅度范围可基于以上定义的存在距离u变化。标准可向每个运动事件的幅度应用标准偏差阈值。因此，为了使运动事件合格，每个运动事件的幅度必须在组合的运动事件的平均幅度的预定数量的标准偏差内。标准还可向运动事件应用方差阈值。因此，为了使组合的运动事件合格，时间段的方差必须小于预定方差阈值。在一些实施例中，姿势检测器1132可识别多个不同的姿势。

如果姿势检测器1132没有识别出姿势，则状态机可恢复回存在检测器1128。如果识别出姿势，则状态机可前进至识别出姿势状态1134。一旦状态机1100达到状态1134，系统就可响应于确认识别出姿势来采取适宜的动作。例如，在危害检测系统的上下文中，所识别的姿势可导致使响亮的警报无声或者导致停止播放预警报消息。状态机可在它到达状态1134之后前进至关闭状态1102，如所示出的。

可调节存在检测器1128内的各种参数，以获得所期望的特异性/灵敏度平衡。距离分辨率可以是可调参数，其可改变存在检测器1128的灵敏度和特异性及其校准。如以上提到的，距离分辨率定义距离桶。分辨率增大可增加特异性并且可减小灵敏度。例如，通过增大分辨率，可在更精确的距离检测到新对象，因此新对象可以不太可能被周围环境中的对象遮挡，但由于每个距离桶内的样本数量相对少，导致错误地检测新对象。相反，分辨率减小可减小特异性并且可增大灵敏度。例如，通过减小分辨率，可增大样本大小，以提供更鲁棒的统计，其增强是否存在新对象的置信因子，但周围环境中的对象可能会产生干扰。

可调节使新对象适合作为存在的方差阈值，以获得所期望的灵敏度/特异性平衡。如以上讨论的，方差阈值是与不同距离的置信值进行 比较的阈值。方差阈值可以是可调参数，其可改变存在检测器1128的灵敏度和特异性参数。

图14A至图14C示出根据实施例的用于操作具有姿势静音能力的危害检测系统的说明性过程。该过程可例如在包括至少一个危害传感器、警报产生电路、PIR传感器和至少一个超声传感器的危害检测系统中实现。例如，危害检测系统可以是如上讨论的系统200、300、400或500。以步骤1002开始，从至少一个危害检测传感器接收数据。例如，数据可从传感器(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和热敏电阻326)中的一个或多个获得。可分析传感器数据，以确定在危害系统的附近内是否存在预警报事件或警报事件。预警报事件可被表征为具有与警报事件类似的传感器数据，但没有与将造成警报事件的幅度相同的幅度。换句话说，预警报事件可表现出超过第一阈值(足以触发预警报事件)但小于第二阈值(足以触发警报事件)的数据质量。警报事件可表现出等于或超过第二阈值的数据质量，并且在一些实施例中，可甚至超过高于第二阈值的第三阈值。

在一些实施例中，警报事件可被分类为可静音的警报事件或不可静音的警报事件。可静音的警报事件是可听警报可被无声(例如，通过按下危害检测系统上的按钮或者通过在系统的附近内执行姿势静音)的警报事件，并且不可静音的警报事件是可听警报不可被无声的警报事件。可静音的警报事件可表现出等于或超过第二阈值但小于第三阈值的数据质量。不可静音的警报事件可表现出等于或超过第三阈值的数据质量。可以需要警报事件的不同分类来满足不同管辖权的要求。例如，在美国，如果数量质量超过第三阈值，则可听警报不可被关掉。

在步骤1402之后，过程前进至步骤1410。在步骤1410，确定至少一个危害检测传感器的传感器数据是否超过第一阈值但不超过第二 阈值。如果确定结果是“否”，则过程可前进至步骤1415，然后将过程恢复回步骤1402。如果确定是“是”，则危害检测系统可进入预警报模式，并且过程前进至图14B的步骤1412。在步骤1412，可播放预警报记录。预警报记录可以是可通过危害检测系统的扬声器播放的任何合适的消息。预警报记录可以是指示濒临警报的提供信息的消息。预警报还可指示用户执行姿势事件，以执行姿势事件防止在接收到指示存在警报事件的传感器数据的情况下危害检测系统发出其可听警报。在步骤1413，监视从至少一个对象检测传感器获取的传感器数据。所监视的传感器数据可包括从PIR传感器、一个或多个超声传感器、或任何其它辐射检测传感器或图像捕捉传感器获得的数据。

在步骤1414，确定所监视的数据是否指示已执行姿势事件。如果确定是“否”，则过程可前进至步骤1415，然后将过程恢复回步骤1402。如果确定是“是”，则过程前进至步骤1416。在步骤1416，可停止播放预警报记录。在一些实施例中，可响应于所检测的姿势事件，播放另一记录的消息。所述其它消息可向用户告知例如已经识别出姿势事件并且将暂时禁用可听警报。在步骤1417，在至少一个危害检测传感器的传感器数据超过第二阈值但没有超过第三阈值的情况下，先发制人地使可听警报无声。因此，如果危害检测系统的内部和周围的环境状况表现出原本会触发警报事件的增大水平，则在升高水平之前接收的所监视的姿势事件防止发出可听警报。在步骤1147中，过程可前进至步骤1415，其将过程返回步骤1402。

返回参照图14A，如果在步骤1410的确定是“否”，则过程可前进至步骤1420。在步骤1420，确定至少一个危害检测传感器的传感器数据是否超过第二阈值但没有超过第三阈值。如果确定是“是”，则危害检测系统可进入可静音的警报模式，并且过程可前进至图14C的步骤1422。在步骤1422中，发出可听警报。可听警报可例如相对响亮并且以规则间隔脉动。在步骤1423，监视从至少一个对象检测传感器获取的传感器数据。所监视的传感器数据可包括从PIR传感器、一个 或多个超声传感器、或任何其它运动检测传感器获得的数据。

在步骤1424，确定所监视的数据是否指示已执行姿势事件。如果确定是“否”，则过程可前进至步骤1425，然后将过程恢复回步骤1402。如果确定是“是”，则过程前进至步骤1426。在步骤1426，可使可听警报无声。在一些实施例中，不管危害检测传感器的读数如何，可在预定时间段内使可听警报无声。在其它实施例中，可在预定时间段内使可听警报无声，但基于危害检测传感器的读数可根据需要发出可听警报。在步骤1426之后，过程可前进至步骤1425。

返回参照图14A，如果在步骤1420的确定是“否”，则过程可前进至步骤1430。在步骤1430，确定至少一个危害检测传感器的传感器数据是否超过第三阈值。如果确定是“是”，则危害检测系统可进入不可静音的警报模式，并且过程可前进至步骤1432。在步骤1432，可在无限的时间段内或者至少在至少一个危害检测传感器的传感器数据降至第三阈值以下之前，发出可听警报。如果在步骤1430的确定是“否”，则过程可前进回到步骤1402。

应理解，步骤1410、1420、1430的调节只是说明性的，可使用任何合适的条件来确定是否存在预警报事件或警报事件。例如，用于确定何时存在预警报事件和警报事件的各种条件可在例如与其同时提交的共同转让、共同待决的名称为“Systems and Methods for 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(代理人案卷号GP-5743-00-US，公开号为US2015/0022367)中找到。

图15示出根据实施例的危害检测系统响应于监视姿势使可听警报无声的说明性过程。以步骤1502开始，响应于所检测的危害事件发出可听警报。例如，所检测的危害事件可以是在危害检测系统的附近存在烟雾。可通过诸如3的警报334的音频产生电路发出可听警报。

然后，在步骤1504，可播放提供关于如何至少使可听警报暂时无声的指令的记录。例如，可通过图3的扬声器318播放预先记录的消息。在一些实施例中，如果危害检测系统检测到运动，则可播放记录。例如，如果诸如PIR传感器的运动检测传感器在其视场内检测到运动，则这可触发记录的播放。又如，如果超声传感器在其视场内检测到存在对象，则可触发记录的播放。

在步骤1506，检测根据记录的指令在危害检测系统的附近移动的对象。在该步骤中，一个或多个对象检测传感器可检测其相应视场内移动的对象。此外，从这些传感器获取的数据可指示检测到姿势事件。姿势事件可以是任何合适的移动或移动的组合。在一个示例中，姿势事件可以是一个或两个手臂的挥动运动。

在步骤1508，响应于检测到根据记录的指令移动的对象，至少使可听警报暂时无声。在该步骤中，响应于用户的肯定命令，可听警报被关闭。可听警报可在被重新激活之前在预定时间段内保持关闭，在重新激活时用户可能必须开始进行另一个姿势事件使它无声。

图16示出根据实施例的用于操作配备有至少一个超声传感器的危害检测系统的说明性过程。以步骤1602开始，可激活警报产生电路来发出可听警报。例如，可响应于一个或多个危害检测传感器接收的数据，激活可听警报。接下来，在步骤1604，可对至少一个超声检测场监视至少一个对象的存在。例如，超声检测场可以是图5A或图6D的检测场530。在步骤1606，确定在至少一个对象存在于至少一个超声检测场中的同时所述至少一个对象是否正在根据姿势移动。例如，图6D中的人600的移动手臂可以是在超声检测场530内正在根据姿势移动的对象。

在步骤1608，当确定在至少一个对象存在于至少一个超声检测场 内的同时所述至少一个对象正在根据姿势移动时，使警报产生电路去激活，以停止发出可听警报。移动对象和超声场内存在的对象可以是相同或不同的。例如，简要参照图6D，人600的身体可静止地存在于检测场530中，但手臂可移动进出检测场530。身体的存在可足以满足超声场内的存在要求，并且手臂的移动可足以满足姿势移动。

图17示出根据实施例的用于操作配备有PIR传感器和至少一个超声传感器的危害检测系统的说明性过程。以步骤1702开始，响应于至少一个危害检测传感器检测的危害事件，可发出可听警报。在步骤1704，可从无源红外(PIR)传感器接收传感器数据。PIR传感器具有用于检测至少一个对象的移动的相对宽的视场。在步骤1706，从至少一个超声传感器接收传感器数据，每个超声传感器具有用于检测至少一个对象的存在的相对窄的视场。窄视场小于宽视场。

然后，在步骤1708，可处理由PIR传感器和至少一个超声传感器获取的数据。可例如由控制电路(例如，系统处理器310)处理数据。在步骤1710，确定在所处理的数据中是否存在姿势静音事件。例如，控制电路可分析所处理的数据中的波形的幅度和周期。以上结合图9A至图9D讨论这些波形的示例。然后，在步骤1712中，当确定存在姿势静音事件时，停止发出可听警报。

现在临时参照图11的状态机讨论用于校准超声传感器、使用超声传感器检测新对象的存在和检测姿势的替选实施例。现在，讨论超声传感器的校准。具体地，可通过产生每个超声传感器感测的所有距离的直方图来实现在图11的右手侧示出的校准过程。当产生柱状图时，在超声传感器感测的每个距离桶中增加计数。距离桶可存在于以固定间隔分开的预定范围的距离之间。例如，该范围可以是1英尺和10英尺之间，桶分开0.2英尺。因此，第一个距离桶可存在于1英尺和1.2英尺之间，下一个可存在于1.2英尺和1.4英尺之间，下一个可存在于1.4英尺和1.6英尺之间，等等，直到最后一个桶达到10英尺。另外， 对于每个所检测的距离，向相邻的两个距离桶都增加计数。例如，如果在距离桶X内检测到对象，则向距离桶X增加计数，并且向距离桶X-1和X+1增加计数。通过向相邻距离桶增加计数，可考虑超声传感器检测不同距离的对象的能力有差异。

在获得每个超声传感器的距离桶的直方图之后，可向其应用过滤器，以生成每个传感器的二元矩阵。该二元矩阵表示在整个距离范围内的每个距离桶处是否存在对象。如果特定距离桶中的计数的数量满足或超过由过滤器设置的阈值，则认为对象存在于特定距离桶处。因此，如果给定桶的计数的数量满足或超过阈值，则二进制“1”可被存储在对应于该距离桶的二元矩阵中。如果给定桶的计数的数量不满足或超过阈值，则该桶被作为二进制“0”存储。该过滤器阈值可有助于消除直方图中可能存在的任何噪声。在一些实施例中，过滤器可确保分派给矩阵中的各个距离桶的二进制1指示在这些距离处存在对象比不存在的可能性高。图18中示出示例性的校准矩阵1801，其中，C表示超声传感器中的一个的二元校准矩阵。如所示出的，矩阵1801具有通过db₁、db₂、db₃等等直至db_n指示的n个不同的距离桶。矩阵1801中的每个位置对应于不同的距离桶。“1”指示在该距离桶处存在对象，并且“0”指示在该距离桶处不存在对象。可按规则间隔(例如，每天一次)获得每个超声传感器的校准矩阵。

在超声传感器的非校准使用期间，诸如在执行图11的流程图的左手侧期间，并且具体地，对于存在检测步骤1128，可生成每个超声传感器的实时二元传感器矩阵。用于生成校准矩阵的相同标准可用于生成传感器矩阵。图18中示出示例性的实时传感器矩阵1811，其中，S表示超声传感器中的一个的实时二元传感器矩阵。如所示出的，矩阵1811包括与矩阵1801相同数量的距离桶并且根据对象是否被检测为存在，矩阵1811中的每个位置被填充“1”或“0”。

矩阵1801和矩阵1811之间的比较指示是否已增加任何新对象或 者是否已失去任何旧对象。如果实时传感器矩阵指示在校准矩阵中不存在的对象存在于特定距离桶处，则增加了对象。例如，在比较这两个矩阵的db₂时，因为现在在矩阵1811中存在“1”，所以增加了新对象，而在校准矩阵1801中，先前在该距离桶处不存在对象。如果对象是作为校准矩阵中的存在对象存在的但不再被检测为存在于实时传感器矩阵中，则失去该对象。在比较这两个矩阵的db₇时，因为矩阵1801先前检测到对象的存在，但根据矩阵1811，该对象不再存在，所以失去旧对象。例如，尽管在校准期间，传感器可已在db₇检测到墙壁，但在使用期间，用户的存在可防止传感器看到该墙壁。

矩阵1801和1811之间的比较结果可指示是否存在对象。可使用任何合适的公式或标准来确定在超声传感器的视场内是否存在对象。例如，在一个实施例中，如果新增加的对象的数量等于或大于第一预定数量(例如，两个)，或者如果新增加的对象的数量等于或大于第二预定数量(例如，一个)并且失去的对象的数量等于或大于第三预定数量(例如，一个)，则可认为存在对象。简单参照图11，如果在步骤1128中矩阵1801和1811之间的比较指示存在对象，则图11的状态机可转变到对象存在状态1130。

在一些实施例中，可针对超声传感器中的一个或多个使用不同标准。例如，如果危害检测装置安装于顶棚，则可使用第一组标准。然而，如果危害检测装置安装于墙壁，则可使用第二组标准。安装于顶棚的装置可安装于墙壁的装置需要较不严格的标准。这些不同标准可用于图11的状态机的不同阶段中。在一些实施例中，如果装置配备有加速计，则装置可基于加速计数据来确定它是如何安装的。如果没有指示装置取向的加速计或其它装置，则装置可基于从其超声传感器获得的数据来推导它是如何安装的。例如，如果成角度的超声传感器(例如，传感器423)正在检测存在对象中的相对大百分比(例如，大于60％、大于70％、或大于80％)，则它可推导装置安装于墙壁。如果直立和成角度的传感器二者(例如，传感器421和423)正在检测大致 相等百分比的对象，则可推断装置安装于顶棚。

在检测到存在对象之后，姿势检测器1132可能需要知道哪个超声传感器正在检测对象的存在。可通过计算哪个传感器具有最大数量的距离改变来动态地进行该确定。可通过将新增加的对象的数量与失去的对象的数量相加来计算距离改变的数量。例如，参照图18的矩阵1801和1811，由于存在一个增加的对象和一个失去的对象，因此该特定超声传感器的距离改变的数量是2。如果例如其它超声传感器(未示出)的距离改变的数量是1，则可认为与矩阵1801和1811相关联的超声传感器是感测对象的存在的实际传感器。当传感器被选择为“正确”传感器时，状态机可继续用该传感器在步骤1132中确定是否检测到姿势，直到不再看到该对象。

此外，作为在步骤1132的姿势检测的部分，状态机可使用距离稳定算法来降低误肯定的可能性。距离稳定算法可以能够确定在超声传感器的视场内检测到居住者的时间段，并且没有正移动靠近或远离危害检测装置。例如，距离稳定算法可辨别居住者何时进入包含危害检测系统的房间，用户何时停止向着或背离危害检测系统移动以及用户何时离开房间。为了使误肯定最小化或者防止误肯定，可能期望忽略PIR姿势运动，除非居住者相对静止。因此，如果居住者正在移动(例如，步行进入或离开房间)，则可忽略任何PIR姿势运动。然而，如果用户相对静止并且正移动他或她的手臂和手来实现姿势运动，则该运动可被处理为可能的姿势运动。

现在参照图19A，示出说明性波形1901。波形1901可表示超声传感器中的一个随时间检测到的距离。在一个实施例中，波形1901可以是基于从被确定正在检测对象的存在的超声传感器获得的数据。可通过确认每个采样周期期间增加的最近距离来生成波形1901。如所示出的，在时间t₁，增加在与传感器相距相对远距离处的新距离(被示出为d1)，但随着时间的进展，增加的新距离看上去与传感器的距离减小， 直到距离稳定到d2附近。居住者可能在时间t₁和t₂之间步行进入房间并且在时间t₂和t₃之间停止向着或远离传感器移动。然而，用户可在时间t₂和t₃之间正在移动他或她的手臂或手。在时间t₃之后，居住者可离开房间，因为新增加的距离增大，距离远离了传感器。

距离稳定算法可基于以上结合图19A描述的最近距离采样来生成衍生波形1911，如图19B中所示。可用波形1901的差的绝对值来表示衍生波形1911。如所示出的，衍生波形1911的峰对应于时间t₁和t₂之间和时间t₃和t₄之间的相对大的距离改变。另外，波形1911的平坦部分对应于波形1901的相对不变部分。距离稳定算法可对波形1911施加阈值1913，以确定居住者何时稳定。如果衍生波形1911的任何部分都超过阈值1913，则可认为居住者不稳定，并且在波形1911被认为不稳定时，将不处理姿势处理输入。因此，如所示出的，由于在时间t₁和t₂之间以及再次在时间t₃和t₄之间波形1911超过阈值1913，因此可认为在这些时间框内没有姿势输入。因此，即使PIR传感器在时间t₁和t₂之间或时间t₃和t₄之间正在检测挥手运动，这些PIR传感器的读数也可被丢弃。然而，如果PIR传感器在例如时间t₂和t₃之间正在检测运动，则在该时间段期间获得的PIR传感器数据可被姿势检测算法使用。

姿势检测算法(诸如，在图11的步骤1132处理的算法)可分析由距离稳定算法确定的稳定时间段期间的PIR传感器数据，以确定在PIR传感器数据中是否存在姿势运动(例如，挥手)。可通过首先确定PIR传感器数据中的峰来分析PIR传感器数据。可使用例如斜率改变检测方法或过零检测方法来确认峰。在斜率改变检测方法中，从正斜率变成负斜率可标记峰的最大值，从负斜率变成负斜率可标记峰的最小值。如果期望，可在斜率改变检测器中构建迟滞以忽略陡然和突然的斜率改变。这可通过应用使峰适合作为最大峰或最小峰的阈值来实现。例如，为了使峰被认为是最大峰，波形必须降至比最大峰低预定数量。如果确实这样，则峰可被认为是最大峰。这可预防到达峰的情形，波 形然后降极小量并且开始再次升高至另一个峰。但是对于阈值，该极小峰将被注册为峰。对于最小峰，适用相同的基本原理。当达到最小峰时，波形必须升高至少预定量。一旦找到最大峰和最小峰，可确认姿势的幅度和周期。在过零方法中，获得PIR传感器数据的平均值，并且将其与PIR传感器数据进行比较。当PIR传感器数据的平均值与原始PIR传感器数据相交时出现过零点。PIR传感器数据的幅度和周期可从过零点获得。在一些应用中，斜率改变检测器可更适用，而在其它应用中，过零检测器可更适用。例如，由于挥手状姿势运动相当一致—从而产生相对不含噪声的信号—因此斜率改变检测器可以是更适于检测挥手的检测器。然而，当PIR数据相对含噪声时，过零检测器可以是更适于检测PIR数据中的运动的检测器。

不管使用哪个检测器，获得每个姿势运动的幅度和周期。例如，图20示出可表示挥手姿势的说明性姿势波形2001。波形2001具有幅度A1和周期P1。如果波形的幅度和周期满足预定的标准，则该波形的幅度和周期被存储在挥手姿势的滚动缓冲器中。预定标准可定义该幅度的下边界和上边界和周期的下边界和上边界。图21示出说明性缓冲器2101。挥手姿势的滚动缓冲器可存储固定数量的挥手。例如，如缓冲器2101中所示，存储四个挥手。随着获得满足预定标准的每个新挥手，它被滚动到缓冲器中。如果缓冲器已满，则新挥手可推出旧挥手。这样，缓冲器存储了满足标准的最新挥手。如果在预定时间段内没有接收到满足预定标准的新挥手，则清空缓冲器。

当缓冲器2101中已存储两个或更多个挥手时，比较挥手的成对组合，以确定两个挥手之间的比较是否满足一组条件。如图21中所示，示出三个不同的成对组合，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之间的比较。Pw2可以是包括A2和P2的波2和包括A3和P3的波3之间的比较。Pw3可以是包括A3和P3的波3和包括A4和P4的波4之间的比较。如果期望，则可进行波1和波3或者波2和波4之间的成对组合。

对于每个成对的比较，两个挥手的平均幅度和平均周期可被应用于一组条件。该条件可指定平均幅度的上边界和下边界和平均周期的上边界和下边界。如果成对组合的平均幅度和平均周期满足该条件，则可认为这两个挥手是匹配的挥手对。在一些实施例中，一个匹配的挥手对可足以适合作为所检测的挥手姿势。在其它实施例中，为了使PIR传感器数据适合作为所检测的挥手姿势，可能需要两个或更多个匹配的挥手对。应理解，可用稳定的和不稳定的PIR数据进行成对比较，并且根据各种实施例的姿势检测算法可决定如何在评估PIR数据时最好地使用稳定和不稳定的因子。

应理解，在图11、图14A至图14C和图15至图17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，可增加额外步骤，以及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21描述的过程以及本实用新型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，可增加额外模块，并且可改变某些模块的互连。

尽管本实用新型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。