用于电插座的传感器中枢方法和设备与流程

相关申请

本申请要求于2015年12月8日提交的题为“sensorhubmethodandapparatusforanelectricaloutlet”的美国专利申请14/962,662的优先权，该美国申请是2015年2月26日提交的题为“intelligentsensorhubmethodandapparatus”的美国临时申请62/121,095的非临时申请。

本公开涉及感测技术领域，特别是涉及与传感器中枢相关联的设备、方法和存储介质。

背景技术：

本文提供的背景描述，目的是为了一般地展示本公开的上下文。本节中描述的材料对于本申请中的权利要求不是现有技术，也不承认被包含在本节中就是现有技术，除非另有说明。

在当今的住宅中，通常每层楼上最多有一个烟雾警报器。产生烟雾的房间可能距烟雾检测器较远，因此问题是不确定烟雾发生在哪里。此外，人们可能会忘记更换烟雾检测器中的电池。此外，通常整个房子有一个温度传感器，并且随着热量升高有时顶层比底层更热，造成不适。此外，住宅通常是为温度控制而不是为湿度控制进行布线的，但湿度控制也是房间舒适性所必需的。

此外，在许多住宅中常见的问题是，炉子产生一氧化碳(co)，其是一种无臭且致命的气体。它较轻约占3％，但均匀地扩散遍布房间。需要在每个房间和房屋周围的多个地方检测这种气体。在较大的房间中，有时通风口位于的位置使得房间一侧较冷而另一侧较热，从而房间内没有均匀舒适的温度，这造成不适。然而，大多数住宅只有一个co传感器。

另外，液化石油气(lpg)或丙烷或丁烷是用作烹饪气体的烃类气体可燃混合物，有时会泄漏，或者控制件可能离开关闭(off)位置，结果lpg泄漏。lpg是非常易燃的，并且可能漏过检测。住宅可能有也可能没有任何lpg传感器。

附图说明

通过以下具体实施方式，结合附图，将容易理解实施例。为了便于描述，相同的附图标记表示相同的结构元件。实施例在附图的图中是以示例而非限制的方式示出的。

图1示出了根据各种实施例的本公开的智能传感器中枢(下文仅被称为传感器中枢)的前视图。

图2示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢的侧视图。

图3示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢与常规电插座的配合。

图4示出了根据各种替代实施例的本公开的传感器中枢。

图5示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢的示例部署。

图6示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢的示例架构的框图。

图7示出了根据各种实施例的具有指令的示例计算机可读存储介质，指令被配置为使得传感器中枢能够实施本公开的各方面。

具体实施方式

本文公开了与传感器中枢相关联的设备、方法和存储介质。在实施例中，传感器中枢可以包括多种传感器类型的传感器、一个或多个通信接口，以及处理器，该处理器耦合到传感器和一个或多个通信接口，用于从传感器接收传感器数据并处理传感器数据，并且将传感器数据或对传感器数据进行分析的结果发送给外部接收方。传感器中枢可以进一步包括主体，其包覆传感器、一个或多个通信接口和处理器，其中主体可以包括便于将传感器中枢方便地设置在电插座(electricaloutlet)处(传感器中枢可从该电插座汲取电力)的特征。

在实施例中，传感器可以包括烟雾传感器、co传感器、lpg传感器、运动传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和其它传感器。一个或多个通信接口可以包括一个或多个低功率、小开销协议通信接口，例如低功耗蓝牙(ble)、z波(z-wave)或zigbee。

在实施例中，主体可以包括具有多个插脚的壳体，以便于传感器中枢与常规的电插座配合。可以包括一个小型变压器，以将110/120v(或240v)转换为3.3v或5vdc或两者，这取决于处理器和传感器。主体可以采取包含式纽扣尺寸的外壳(直径约1”)的形式，即旧的美元硬币的大小。在其他实施例中，主体可以采用常规电插座的面板的形式(其中处理器和通信机制设置在面板后面，并且传感器暴露在面板的前表面处)。一些面板实施例可以包括这样的布线，其接触电源的供电线以获得电力。其他面板实施例可以通过感应获得电力，从而免于与电力线的直接接触。在这两组实现方式中的任一组中，可能总是存在可充电单元电池，即使在短时间段内断电时也可以进行感测。

该传感器中枢的独特之处在于它与常规电插座恰好相合。该传感器中枢是小型的，并容纳在给定的环境如寓所中所需要的传感器。然而，传感器中枢适用于任何其他环境，如商业建筑、办公空间、从事制造的楼层、零售空间、工业和智能城市以及其它相似环境。在实施例中，传感器中枢可以与外部控制器(包括位置紧邻的控制器)一起工作。在实施例中，这些位置紧邻的控制器可以用作传感器处理单元(其中可以运行传感器分析)。一个这样的外部控制器是位于中心的智能led灯泡，其可以是房间或住宅/办公室中的聚集点。智能灯泡是同时提交的共同未决的美国非临时申请<代理人档案号127075-205200>的主题。替代方案可以包括但不限于台式计算机、膝上型计算机、计算机平板电脑、服务器、智能手机、机顶盒、游戏控制台或智能物联网(iot)，每个都具有足以完成传感器处理的能力。

住宅可能是单层寓所或双层寓所。经常感觉到，楼上往往会变得更热，因为暖空气比冷空气稀薄，而暖空气升到上面，导致楼下比楼上的房间冷，从而在住宅中产生许多不舒服的地方。根据通风口的位置，同一房间的区域中的温度可能会与另一区域的温度有所不同，导致人们在一侧冻得发抖而在另一侧感到热。大多数房屋最多有一个或两个恒温器，从而使用一个或两个恒温器作为整个房子的代理。这导致在一个区域中过热而在另一个区域中热量不足。这导致能源效率的损失。

其次，大多数房屋还有一个或两个烟雾传感器，最多只有一个一氧化碳传感器，很可能没有液化石油气传感器。当在距离烟雾警报器最远的房间内产生烟雾时，烟雾可能需要几分钟才能到达传感器，从而造成应急响应的延迟。

在实施例中，每个房间的一系列2-3个单元或这些单元中的10-20个可以放置在每个住宅中的各种位置，从而创建这些设备的位置和相关传感器读数的详细地图。对于住宅的hvac系统，它不仅创建一个或两个温度和湿度传感器，而且创建了许多感测点，从而创建住宅温度、湿度和压力测量的更好的表示，藉此为在房间中创建均匀舒适的空气团提供了基础。小型传感器逻辑或小型控制器可以在某个规定的持续时间内运行，以便恰好足以提供信息，但不能多到以至于使用过多的能量。

每个房间中的co和lpg气体传感器在每个房间提供安全性，并且即时检测每个房间的危险。传感器中枢可以在该盘上设置孔，该单元能够通过该孔吸入不同的气体。当房子被上锁并且被认为是没有人在家时，运动传感器可以进行如下工作：监视在不期望的情况下对任何房间的进入。

在下面的描述中，参考形成其一部分的附图，其中相同的附图标记始终表示相同的部分，并且其中以示例说明的方式示出了可以实现的实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下的具体实施方式不应以限制性的意义理解，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同物来限定。

各种方法的操作可以以对于理解所要求保护的主题最有帮助的方式依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的顺序不应被解释为意味着这些操作必然是依赖于顺序的。特别地，这些操作可能不按照呈现的顺序执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的顺序执行。可以在另外的实施例中执行各种附加操作和/或描述的操作可以省略、分割或组合。

为了本公开的目的，短语“a和/或b”表示(a)，(b)或(a和b)。为了本公开的目的，短语“a，b和/或c”是指(a)，(b)，(c)，(a和b)，(a和c)，(b和c)，或(a，b和c)。

描述可以使用术语“在一个实施例中”或“在多个实施例中”，其可以各自指代相同或不同的实施例中的一个或多个。此外，关于本公开的实施例使用的术语“包括”，“包含”，“具有”等等是同义的。

如下文所述，包括权利要求书，术语“模块”可以指代执行一个或多个软件或固件程序、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的组件的专用集成电路(asic)、电子电路、处理器(共享，专用或群组)和/或存储器(共享，专用或群组)，是它们的一部分，或包括它们。

现在参见图1-3和图5，其中示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢。更具体地，图1-2示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢的前视图和侧视图。图3示出了与常规电插座配合的传感器中枢。图4示出了根据其他实施例的传感器中枢的替代的面板实施例。图5示出了本公开的多个传感器中枢的示例部署。

如图1所示，在实施例中，传感器中枢端节点(或简称为传感器节点)100可以包括处理器102、各种类型的各种传感器104-112(例如烟雾，co，lpg或烹饪气体，运动/被动温度，湿度等)以及诸如低功耗蓝牙(ble)，z波或zigbee的短距离通信机制114，或者任何其它通信方法和可充电电池116，其直接从ac-dc电源、通过感应、使用超级电容器或可更换电池来充电。可以采用各种传感器104-112(诸如烟雾，co，lpg或烹饪气体，运动/被动温度，湿度等)来感测和收集宽范围的环境数据。这些元件(处理器、传感器等)102-116，如图2所示，可以用具有多个插脚122的主体120来包覆，插脚122被配置为使得传感器中枢100能够与常规的电插座配合，并从电插座汲取电力。图3描绘了与传统的电插座300配合的传感器中枢100。在实施例中，可以提供小型变压器(未示出)，以将110/120v(或240v)转换成3.3v或5vdc或两者,这取决于处理器、通信接口和传感器的需要。在实施例中，主体120可以采取包含式纽扣尺寸的外壳(直径为～1”)的形式，即旧的美元硬币的大小。

此外，传感器中枢100可以设置有小的实时执行程序或内核(诸如图6的传感器中枢逻辑622)。传感器中枢逻辑622在实施例中可以被配置为以循环方式巡回(goaround)传感器104-112，读取传感器数据，将数据与上控制极限和下控制极限进行比较，或者使用某种算法，进行判断和/或将该数据传递给外部控制器，例如位于近处的控制器，作为更高级别分析计算的输入。可以为建筑物诸如住宅中的各种房间、办公室或类似的其他空间如零售店的hvac控制来计算更高级别的分析计算。在实施例中，位于近处的控制器可以是如图5所示基于由这些小尺寸传感器中枢100中的多个提供的传感器数据的、设置在房间的天花板中的智能led灯泡(或住宅服务器)。如前所述，智能灯泡是同时提交的共同未决的美国非临时申请<代理人案卷127075-205200>的主题。在多个实施例中，传感器中枢100还可以设置有安全软件，以确保该单元被保护免受黑客攻击或恶意攻击。

诸如ble、zigbee、z波的短距离通信机制114可用于与外部控制器进行通信。通信链路还可以用于下载补丁，下载新的分析算法，更新配置文件，更新下控制极限和上控制极限，等等。可以从智能手机、计算机平板电脑、膝上型计算机、服务器或台式pc(未示出)发起下载和更新。

此外，传感器中枢100可以被配置为使用电池，其允许该单元即使在停电期间也可操作约24小时。电池可以是可更换的，可以使用110vac-dc转换器充电，或使用感应充电，或使用超级电容器充电。

现在参考图4，其中示出了根据各种替代实施例的本公开的传感器中枢。如图所示，类似于传感器中枢100的传感器中枢400可以包括处理器402、传感器404-412、通信机制414和电池416。与传感器中枢100不同，传感器中枢400具有形式为面板420的主体，其中处理器402和通信机制414设置在面板420后面，并且传感器404-412和电池416与面板420结合并通过面板420的前表面暴露。一些面板实施例可包括这样的布线，其接触电源线以获得电力(未示出)。其他面板实施例可以通过感应获得电力，从而消除与电力线的直接接触。

现在参考图6，其中示出了根据各种实施例的本公开的传感器中枢的示例架构的框图。如图所示(以及如之前所描述)，传感器中枢600可以包括一个或多个处理器或处理器核602和持久存储器604。在实施例中，多个处理器核602可以设置在一个管芯上。为了本申请(包括权利要求在内)的目的，术语“处理器”和“处理器核”可以被认为是同义的，除非上下文另有明确要求。此外，传感器中枢600可以包括通信接口610，例如ble、z波、zigbee等，以及传感器608(烟雾、co、lpg等)。元件可以经由系统总线606彼此耦合，系统总线606可以表示一个或多个总线。在多个总线的情况下，它们可以由一个或多个总线桥接器(未示出)来桥接。

这些元件中的每一个可以执行其在本领域中已知的常规功能。具体地，持久存储器604可被采用来存储实现先前描述过的操作的传感器中枢逻辑622的副本，例如但不限于读取传感器数据，将传感器数据与上限/下限进行比较或使用某种用于比较的算法，发送传感器数据等。传感器中枢逻辑622可以由处理器602支持的汇编器指令或由可被编译成这样的指令的高级语言(例如c或脚本语言)来实现。编程指令可以在工厂或现场通过例如光盘(cd)的分布式介质(未示出)或通过(来自分布式服务器(未显示)的)通信接口610被放置到持久存储器604中。这些元件602-610的数量、能力和/或容量可以在不同的实施例之间有所不同。这些元件602-610的结构是原本已知的，因此将不再进一步描述。

图7示出了根据各种实施例的先前描述过的示例的非暂态计算机可读存储介质，其具有被配置为对与传感器中枢100,400或600等等相关联的所有操作或选择的操作进行实施的指令。如图所示，非暂态计算机可读存储介质702可以包括多个编程指令704。编程指令704可以被配置为响应于编程指令的执行而使能诸如传感器中枢100,400或600等设备执行例如先前描述的各种传感器中枢操作。在替代实施例中，编程指令704可以被置于多个非暂态计算机可读存储介质702上。在其他实施例中，编程指令704可以在暂态的计算机可读信号中进行编码。编程指令还可以包括对存储器、存储装置、正在处理的数据以及暴露给黑客的通信通道中的数据进行保护或加密的软件。

返回参考图6，对于一个实施例，处理器602中的至少一个可以与具有传感器中枢逻辑622(其被配置为实施传感器中枢操作的所有方面或选择的方面)的计算机可读存储介质(代替于存储在系统存储器604中)封装在一起。对于一个实施例，处理器602中的至少一个可以与具有传感器中枢逻辑622的计算机可读存储介质封装在一起以形成封装系统(sip)。对于一个实施例，处理器602中的至少一个可以与具有传感器中枢逻辑622的计算机可读存储介质集成在相同的管芯上。对于一个实施例，处理器602中的至少一个可以与具有传感器中枢逻辑622的计算机可读存储介质封装在一起以形成片上系统(soc)。

示例1可以是传感器中枢，包括：多个传感器类型的多个传感器；一个或多个通信接口；处理器，耦合到传感器和一个或多个通信接口，用于从传感器接收传感器数据并处理传感器数据，并将传感器数据或对传感器数据进行处理的结果发送到外部接收方；以及主体，所述主体包覆所述传感器、所述一个或多个通信接口和所述处理器，其中所述主体包括便于所述传感器中枢设置在电插座处的特征。

示例2可以是示例1，其中主体可以包括多个插脚，以将传感器中枢插入电插座并从电插座汲取电力；并且传感器中枢还包括变压器，其降低所述电插座的电压以用于所述传感器、一个或多个通信接口或所述处理器。

示例3可以是示例1，其中主体可以具有美元硬币的尺寸的圆形外形规格。

示例4可以是示例1，其中主体可以具有电插座面板的外形规格。

示例5可以是示例4，其中传感器中枢还可以包括电线以将传感器中枢电耦合到电插座以从电插座汲取电力；并且传感器中枢可以进一步包括变压器，其降低所述电插座的电压以用于传感器、一个或多个通信接口或处理器。

示例6可以是示例4，其中传感器中枢还可以包括电感器，其从电插座感应地汲取电力。

示例7可以是示例1，其中传感器可以包括烟雾传感器、co传感器、lpg传感器、运动传感器、温度传感器和湿度传感器。

示例8可以是示例7，其中传感器还可以包括氡传感器、甲烷传感器或臭氧传感器。

示例9可以是示例1，其中一个或多个通信接口可以是从由低功耗蓝牙、z波和zigbee通信接口组成的组中选择的。

示例10可以是示例1，其中外部接收方可以是智能led灯泡。

示例11可以是示例1，其中外部接收方可以是移动电话、计算平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、机顶盒，游戏控制台或服务器。

示例12可以是示例1，还包括可再充电电池单元，用于为传感器、一个或多个通信接口或处理器提供备用电力。

示例13可以是示例1，还包括传感器中枢逻辑，所述传感器中枢逻辑由处理器操作以从传感器收集所述传感器数据，将传感器数据提供给外部接收方，或将传感器数据与多个阈值进行比较并将比较的结果报告给外部接收方。

示例14可以是示例1-13中的任何一个，还包括由处理器操作以保护传感器中枢免受恶意攻击的安全软件。

示例15可以是用于收集环境数据的方法，包括：利用布置在电插座处的多个传感器类型的传感器的中枢来感测多个环境数据；利用传感器的中枢来处理或分析多个环境数据；并且通过传感器中枢将环境数据或所述处理或分析的结果选择性地发送到外部接收方。

示例16可以是示例15，还包括利用设置在所述传感器中枢的主体上的多个插脚，将传感器中枢插入到电插座中，以从电插座汲取电力；并且利用传感器中枢的变压器来降低所述电插座的电压，以用于传感器中枢的传感器、一个或多个通信接口或处理器。

示例17可以是示例15，其中传感器中枢可以具有电插座面板的外形规格，并且该方法还可以包括将传感器中枢的布线电耦合到电插座以从电插座汲取电力；并且利用传感器中枢的变压器来降低电插座的电压，以用于传感器中枢的传感器、一个或多个通信接口或处理器。

示例18可以是示例15，还包括利用传感器中枢的电感器从电插座感应地汲取电力。

示例19可以是示例15，其中感测可以包括利用烟雾传感器、co传感器、lpg传感器、运动传感器、温度传感器、湿度传感器以及氡传感器、甲烷传感器或臭氧传感器中的至少选定的一个。

示例20可以是示例15，其中发送可以包括根据从由低功耗蓝牙、z波和zigbee通信协议组成的组中选择的一个或多个通信协议进行发送。

示例21可以是示例15，其中发送可以包括将环境数据或处理或分析的结果发送到智能led灯泡。

示例22可以是示例15，其中发送可以包括将环境数据或处理或分析的结果发送到移动电话、计算平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、机顶盒，游戏控制台或服务器。

示例23可以是示例15-22中的任何一个，其中处理或分析可以包括将环境数据与多个阈值进行比较，并且发送包括将比较的结果报告给外部接收方。

示例24可以是至少一个计算机可读存储介质，其包括多个指令，多个指令被配置为响应于由设置在电插座处的传感器中枢执行指令而使所述传感器中枢从与传感器中枢集成在一起的多个传感器类型的多个传感器读取多个环境数据；处理或分析多个环境数据；并且将所读取的环境数据或所述处理或分析的结果选择性地发送到外部接收方。

示例25可以是示例24，其中感测可以包括利用烟雾感测器、co传感器、lpg传感器、运动传感器、温度传感器、湿度传感器以及至少在氡传感器、甲烷传感器或臭氧传感器中选择的一个。

示例26可以是示例24，其中发送可以包括根据从由低功耗蓝牙、z波和zigbee通信协议组成的组中选择的一种或多种通信协议进行发送。

示例27可以是示例24，其中发送可以包括将环境数据或所述处理或分析的结果发送到智能led灯泡。

示例28可以是示例24，其中发送可以包括将环境数据或所述处理或分析的结果发送到移动电话、计算平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、机顶盒，游戏控制台或服务器。

示例29可以是示例24-28，其中处理或分析可以包括将环境数据与多个阈值进行比较，并且发送包括将所述比较的结果报告给外部接收方。

示例30可以是用于收集环境数据的设备，包括：传感器单元，设置在电插座处，用于感测多个环境数据；用于处理或分析多个环境数据的单元；以及用于将环境数据或所述处理或分析的结果选择性地发送到外部接收方的单元。

示例31可以是示例30，其中用于感测的单元可以包括用于将传感器单元插入到电插座中以从电插座汲取电力的单元；以及用于降低所述电插座的电压以用于传感器单元的传感器、一个或多个通信接口或处理器。

示例32可以是示例30，其中用于感测的单元可以包括用于将传感器中枢电耦合到电插座以从电插座汲取电力的单元；以及用于降低所述电插座的电压以用于传感器中枢的传感器、一个或多个通信接口或处理器的单元。

示例33可以是示例30，还包括用于从电插座感应地汲取电力的单元。

示例34可以是示例30，其中用于感测的单元可以包括用于感测烟雾的单元、用于感测co的单元、用于感测lpg的单元、用于感测运动的单元、用于感测温度的单元、用于感测湿度的单元，以及至少在用于感测氡的单元、用于感测甲烷传感器的单元或用于感测臭氧的单元中选择的一个。

示例35可以是示例30，其中用于发送的单元可以包括用于根据从由低功耗蓝牙、z波和zigbee通信协议组成的组中选择的一种或多种通信协议进行发送的单元。

示例36可以是示例30，其中用于发送的单元可以包括用于将环境数据或所述处理或分析的结果发送到智能led灯泡的单元。

示例37可以是示例30，其中用于发送的单元可以包括用于将环境数据或所述处理或分析的结果发送到移动电话、计算平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、机顶盒、游戏控制台或服务器的单元。

示例38可以是示例30-37中的任何一个，其中用于处理或分析的单元可以包括用于将环境数据与多个阈值进行比较的单元，并且用于发送的单元包括用于将所述比较的结果报告给外部接收方的单元。

虽然为了描述的目的已经在这里示出和描述了某些实施例，但是为了实现相同的目的而计算出的各种备选和/或等同的实施例或实现方式可以代替所示和所描述的实施例而不脱离本公开的范围。本申请旨在涵盖本文讨论的实施例的任何修改或变化。因此，本文描述的实施例显然旨在仅由权利要求来限制。

在公开内容记载“一个”或“第一”元件或其等同物的情况下，则这样的公开包括一个或多个这样的元件，既不必需也不排除两个或更多个这样的元件。此外，用于识别的元件的序数表示词(例如，第一、第二或第三)用于区分元件，并且不表示或暗示这些元件的必需的或受限制的数量，也不表示这样的元件的特定位置或顺序，除非另有明确规定。