用于测试智能家居设备的系统和方法与流程
本专利说明书涉及用于测试危害检测系统的操作的系统和方法。更具体地说，本说明书涉及危害检测系统中的警报的自动化自我测试。
背景技术：
本部分旨在向读者介绍与下文所述和/或要求保护的本技术的各个方面有关的技术的各个方面。
相信本讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解到，这些陈述应当从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。
网络连接设备出现在家庭、办公楼和其他结构中。这些设备中的一些可能是危害检测系统，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，或者用于检测已经用在出于安全和安保考虑的住宅、商业和工业环境中的其他情况的其他系统。在检测到危害的情况下，可以激活警报机制来提供警告。然而，如果警报机制不起作用，则危害系统提醒用户的能力会受到影响。因此，应该对警报机制进行测试，以验证其运行是否正常。
技术实现要素：
下文阐述本文公开的某些实施例的概述。应当理解到提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文未阐述的各种方面。
本文描述用于自我管理声音测试以验证危害检测系统内的扬声器和/或警报的操作的系统和方法。声音测试能验证诸如警报和扬声器的可听源以必要的响度和频率工作。此外，能自我管理声音测试，因为它不需要有人发起或验证声源是否正常工作。
可以关于本公开的各个方面使用上文提到的特征的各种改进。另外的特征也可以被包含在这些各个方面中。这些改进和附加特征可以单独使用或以任意组合使用。例如，下文关于一个或多个所示实施例论述的各种特征可以单独地或以任意组合并入本公开的上述方面的任一个中。上文提出的简要概述仅旨在使读者熟悉本公开的实施例的某些方面和场境，而不限制所要求保护的主题。
通过参考说明书的其余部分和附图，可以实现本文论述的实施例的本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图；
图2示出根据一些实施例的在示例性封闭空间中使用的危害检测系统的示例性框图；
图3示出根据一些实施例的示出一起工作以提供多标准警报和预警报功能的危害检测系统的各个组件的示例性框图；
图4示出根据一些实施例的危害检测系统的示例性示意图；
图5示出根据实施例的危害检测系统的示例性电路示意图；
图6示出根据实施例的光纤网络的示例性示意图；
图7示出根据实施例的用于自我管理包含在危害检测系统中的可听组件的声音测试的步骤的示例性流程图；
图8示出根据实施例的可以被采用以自我测试危害检测系统中的蜂鸣器的步骤的示例性流程图；
图9示出根据实施例的用于防止正在公共结构内执行自我管理的声音测试的多个危害检测系统之间的声音干扰的过程的流程图；
图10示出根据实施例的用于防止正在公共结构内执行自我管理的声音测试的多个危害检测系统之间的声音干扰的过程的流程图；
图11示出根据实施例的用于防止正在公共结构内执行自我管理的声音测试的多个危害检测系统之间的声音干扰的过程的流程图；
图12示出根据实施例的在包括扬声器、蜂鸣器和麦克风的系统中实施自我管理的声音测试的示例性过程；
图13示出根据实施例，用于boop1boop2bip1bip2序列的示例性时序示意图；
图14示出根据实施例的用于测试扬声器是否正常工作的示例性过程；
图15示出根据实施例的用于测试蜂鸣器是否工作的示例性过程；
图16示出根据实施例的可以用来实施声音测试的滤波器和处理设备的示例性框图；
图17示出根据实施例的可以用来实施声音测试的滤波器和处理设备的另一示例性框图；
图18是根据实施例的危害检测器上的led灯的布置图案的图示；
图19是表示根据实施例的能由危害检测器生成的四种不同视觉效果的图示；
图20是根据实施例的能由危害检测器生成的旋转视觉效果的图示；
图21是根据实施例的与每个灯相关联的不同色调范围模式的图示；
图22a-22b图示根据实施例的用于基于声音检查期间的用户输入和状态的临界性，输出状态的方法的实施例；
图23a-23f示出根据各个实施例的移动设备上的示例性用户界面；
图24a-24c示出根据各个实施例的移动设备上的示例性用户界面；
图25a-25b示出根据各个实施例的移动设备上的示例性用户界面；
图26a-26c是根据实施例的用于在远离危害检测器的移动设备上实施危害检测器的声音测试的过程的一个实施例的交互流程图；
图27a-27f示出根据各个实施例的移动设备上的各个示例性用户界面；以及
图28示出根据实施例的专用计算机系统。
具体实施方式
在下文的具体实施方式中，出于说明的目的，阐述众多特定细节以便彻底理解各种实施例。本领域的普通技术人员将认识到，这些各种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，为了清楚的目的，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，为了形成任何这样的实际实施例，会需要许多特定于实施例的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，这些设计目的将变化。此外，应该理解，这样的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。
应当认识到，虽然本文中在用于住宅(诸如，单个家庭住宅)的场境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、维修人员等来指代在本文中描述的一种或多种情况的场境中与危害检测器正在交互的一个或多个人员，但这些引用绝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。
本公开涉及危害检测系统的可听警报组件的正确操作的自动自我测试和验证。危害检测可以包括能听到由可听警报组件发出的声音的麦克风。麦克风的使用可以消除为了验证警报组件正在工作而存在人类用户的需求。此外，与一个或多个组件的处理能力和/或由其他组件提供的数据耦接的麦克风可以提供对可听警报的性能的智能分析。此外，可以使用该组合来控制执行自我测试的时间和频率以及其他功能。在下文中，更全面地描述这些实施例的另外的细节。
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的示图。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期望的安全监视和用户界面特征的其它电路。由于物理限制和电力约束，一些用户界面特征可只用于由电线供电的实施例中。另外，对由电线供电和由电池供电的实施例公共的一些特征可不同地实现。危害检测系统105可包括以下组件：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、温度传感器、湿度传感器、噪声传感器、一个或多个超声传感器、无源红外(pir)传感器、扬声器、一个或多个发光二极管(led)和警报蜂鸣器。
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预定阈值时向居住者警报。所监视的状况可包括例如烟雾、热、湿度、一氧化碳、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可提供在常规警报系统中见不到的若干用户界面特征。这些用户界面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，或者从云接收软件更新)、设备对设备通信(例如，与封闭空间内的其它危害检测系统通信)、视觉安全指示器(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。
危害检测系统105可以监视本身不一定与危害挂钩，但被配置为执行安全角色的其他状况。在安全角色中，系统105可以监视由远程传感器(门传感器、窗户传感器和/或运动传感器)提供的占用(使用运动检测器)、环境光、声音、远程状况。在一些实施例中，系统105可以执行危害安全和安保角色，以及在其他实施例中，系统105可以执行危害安全角色和安保角色中的一个。
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，以提供诸如预警报器的先进的危害检测和先进的用户界面特征。另外，多标准状态机可管理警报状态和预警报状态并且可包括可控制警报状态的一个或多个传感器状态机和控制预警报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。双处理器布置可使危害检测系统105能够以在同时提供故障仍安全危害检测和警报功能时使用最少电力的方式来管理警报和预警报状态。以下讨论危害检测系统105的各种实施例的附加细节。
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107二者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，并且系统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可以是可控制hvac系统120的若干恒温器中的一个。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，恒温器110可被电连接，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，因为它可不进行电连接以致动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经由有线或无线链路将数据传送到恒温器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内的位置的附加温度数据、提供附加占用信息、或者为用户提供其它用户界面(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)无线传送到恒温器110，使得向它提供附加数据，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(例如光纤网络)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闯入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以及危害检测系统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(例如光纤网络)、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可进一步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。私有网络上的网络设备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设备(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和联网设备之间的无线通信。路由器122可进一步通过电缆-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来提供网络设备对诸如互联网或云的公共网络的网络设备接入。如互联网的公共网络有时被称为广域网或wan。
接入互联网，例如，可使诸如系统105或恒温器110的联网设备与远离封闭空间100的设备或服务器通信。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内包含的各种联网设备。例如，在根据本文中讨论的实施例的危害检测系统的场境中，系统105可定期地经由路由器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设备。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。每个模式可以通过系统105执行的特征和系统105的配置来表征，以消耗不同电量。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到最高量。功耗模式中的一种对应于最低电量消耗，另一种功耗模式对应于最高电量消耗，并且所有其它功耗模式落入最低电量消耗和最高电量消耗之间的某个耗电量。功耗模式的示例可包括空闲模式、日志更新模式、软件更新模式、警报模式、预警报模式、静音模式和夜光模式。这些功耗模式仅仅是说明性的，并不旨在限制。可存在附加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场境。
尽管可在功耗模式中的一种或多种下实现传感器状态机和系统状态机中的一种或多种状态，但功耗模式和状态可不同。例如，功耗模式术语结合在美国临时申请号nos.61/847,905和61/847,916中更详细说明的各种功率预算系统和方法使用。
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，并且路由器222可类似于图1中的路由器122。危害检测系统205可包括多个组件，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、功率转换电路242、高质量功率电路243、功率门控电路244、麦克风250、自我检查模块260，自我检查模块260包括电路261、信号处理262、调度器263和用户偏好264。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故障仍安全的安全检测特征和用户界面特征。
危害检测系统205可使用分叉的处理器(bifurcatedprocessor)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。系统处理器210可操作为处理用户界面特征。例如，处理器210可引导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可监视一个或多个传感器220获取的数据，以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。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正在执行活动功能(例如，执行wifi更新)或者由于电力约束而被关断，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，并且可在系统205出厂之后一直不经由软件或固件更新进行更新。在其他实施例中，当系统205处于现场时，更新处理器230。
与处理器210相比，处理器230是功耗较低的处理器。因此，通过使用处理器230替选处理器210来监视传感器220的子集，导致省电。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的安全监视和核心警报特征都将进行操作。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kl16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的明智架构协作(judiciouslyarchitectedcooperation)，其中，系统处理器210执行所选择的一直以来常规地与危害检测单元无关的较高级别、先进功能(例如，更高级的用户界面和通信功能；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；用于根据环境亮度级别控制例如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；用于将日志的数据上传到中央服务器的算法；用于建立网络成员的算法等)，并且其中，安全处理器230执行一直以来常规地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处于相对高功率的活动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的量级，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的量级。然而，另外，举例来说而并非限制，当系统处理器210处于相对低功率的不活动状态时，系统处理器210可只消耗大约0.005mw的量级，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活动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的不活动状态。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为使得即使在系统处理器210被去激活(de-activate)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，危害检测系统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201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，可使用可得自murata的wifi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“活动”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“活动”状态。例如，当系统205处于活动警报模式时，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设备。
低功率无线通信电路214能是能够根据802.15.4协议通信的低功率无线个人区域网(6lowpan)模块或zigbee模块。在一些实施例中，低功率无线通信电路214可以充当设备的光纤网络中的节点。在另一个实施例中，电路214可以是可从siliconlaboratories获得的零件号em357soc。在一些实施例中，电路214可以包括蓝牙低功耗电路。取决于系统205的操作模式，电路214可以在相对低功率“休眠”状态或相对高功率“唤醒”状态下操作。当系统205处于空闲模式、wifi更新模式或软件更新模式时，电路214可处于“休眠”状态。响应于接收到唤醒分组(由另一设备传送)或者响应于在系统205上运行的状态机中的一个的状态改变，电路214可以从休眠状态转变到唤醒状态。当系统205处于警报模式下时，电路214可以传送光纤消息，使得系统207中的低功率无线通信电路可以接收指示系统205正警报的数据。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光纤网络时，也可进一步实现省电。
因为为了使低功率电路214连续监听其它低功率电路传送的数据，电路214可以一直在其“休眠”状态下操作，所以也可实现省电。这种状态耗电，并且尽管它可以消耗比高功率电路212在其休眠状态下操作时消耗更多的电力，但与必须定期地激活高功率电路214的情况相比，所节省的电力会相当多。当高功率电路212处于其活动状态并且低功率电路214处于其清醒状态时，高功率电路212可消耗比低功率电路214明显多的电力。
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，并且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。
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，不需要不同接入点以便与网络中的设备通信。网状网络兼容性可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。相比而言，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来与网络中的设备进行通信。因此，如果具有电路212的第一设备想要与具有电路212的其它设备进行数据通信，第一设备必须与接入点通信，接入点然后将数据传送到第二设备。使用电路212，本质上没有设备对设备通信。
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。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。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可由系统处理器210和安全处理器230监视，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所监视的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，另一处理器就可按日志记录的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不能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，但可将获取的传感器数据提供给系统处理器210。
安全传感器221可包括确保危害检测系统205能够监视其环境的危害状况并且当检测到危害状况时向用户警报所必需的传感器，而对于检测危害状况不必须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，则安全传感器可只包括烟雾传感器、至少一个温度传感器和相对湿度传感器。诸如非安全传感器的其它传感器可被包括为系统205的部分，但可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，则安全传感器可以是一氧化碳传感器，并且可能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可包括以下的必要安全传感器221：烟雾检测器、一氧化碳(co)传感器和一个或多个温度传感器。烟雾检测器通常使用光学检测、离子化、或空气采样技术来触发烟雾条件。光散射和遮蔽检测技术可以使用红外发光二极管(led)和光电二极管。当烟雾和/或其他物质(例如水蒸汽)进入烟雾室时，由led发出的光被散射，使得光电二极管检测到该光。如果烟雾室内没有烟雾或其他物质(例如水蒸气)，则光电二极管不能检测到由led发出的光。在一些实施例中，多个leds可以并入烟雾传感器中。每个led可以以不同的波长发出光能。电离技术可以使用诸如镅-241的放射性物质来电离空气，在检测器两个板之间生成可测量的电流。当烟雾颗粒进入该室时，它们与离子结合。该反应在检测器板之间的传导电流中产生可测量的下降，由此生成的下降指示烟雾检测。在一些地理位置(例如欧洲)，传统的镅-241电离烟雾检测器在某种程度上被监管机构禁止，原因在烟雾检测器的使用寿命结束时必须处理放射性物质。烟雾检测器还可以使用非放射性电离技术来检测烟雾和/或其他颗粒物质的存在。非放射性电离检测器可以使用诸如具有光催化剂涂层的紫外发射led的led。当光(例如，uv光)通过，光催化剂生成离子。当这些离子被烟雾和/或其他物质置换或中和时，检测器检测两个板之间的电流变化并记录烟雾事件。
co传感器可检测是否存在一氧化碳气体，在家里，一氧化碳气体通常是由明火、小型供暖器，热水器、堵塞的烟囱和汽车生成的。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年的时间到期之后，应该更换co传感器。热传感器可以是热敏电阻，热敏电阻是其电阻基于温度变化的一种电阻器。热敏电阻可包括负温度系数(ntc)型热敏电阻或正温度系数(ptc)型热敏电阻。相对湿度传感器可以被用来区分由烟雾和蒸汽或雾引起的遮挡。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、一个或多个超声传感器、加速度计和相机。为环境监视和hvc控制的目的，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)可检测环境光，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。相机也能检测运动。加速度计可以检测运动和振动。超声传感器可用于检测对象的存在。这样的传感器可生成高频声波并且确定哪些波被传感器接收回。传感器220可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可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警报功能，但可利用非安全传感器数据来提供增强的危害系统205功能。在一些实施例中，非安全传感器222可以包括麦克风250、超声传感器(未示出)、加速度计(未示出)、外部运动检测器(未示出)和相机(未示出)。这些传感器中的每一个可将其信号提供给声音检查模块260。
警报器234能是可听地警告系统205附近的用户存在危害状况的任何合适的警报器。根据本文论述的各种实施例，还能在自我测试场景期间激活警报器234。例如，警报器234可以是压电蜂鸣器，其以固定频率或在一定频率范围内发出可听警报。示例性固定频率能包括3khz或520hz。在一些实施例中，警报器234能以间歇的间隔，以两个不同的频率发出警报声音。
系统205能可选地包括警报器235，其可以是可听地产生声音以警示(alert)存在危害状况的另一警报器。警报器235还可以在自我测试期间被激活。警报器235也可以是压电蜂鸣器。警报器235可以发出与警报器234发出的固定频率不同的固定频率的声音。例如，警报器234可以以第一频率(例如，3khz)发出声音，而警报器235可以以第二频率(例如，520hz)发出声音。在警报事件期间，例如，警报器234和235可以轮流发出它们各自的警报。例如，警报器234可以在第一间隔内发声，在此期间，可以连续或间歇地发声，而在第一间隔结束之后，警报器235可以在第二间隔内发声。在第二时间间隔期间，警报器235可以连续或间歇地发声。如果需要，可以在系统205中包括附加的警报器。在一些实施例中，系统205可以仅包括以520hz的频率发声的警报。
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的组合、由外部供应dc电力(例如，由usb供电)。使用ac线电源、ac线电源并带有备用电池、外部供应dc电源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包括一个或多个电池或电池组。电池可由不同成分(例如，碱金属或二硫化铁锂)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电池单元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。
功率转换电路242包括将电力从一个电平转换成另一电平的电路。可使用功率转换电路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。功率转换电路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。功率转换电路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可需要比高电力无线通信电路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，需要功率转换电路242的至少三个不同的实例。
高质量功率电路243可操作为将从功率转换电路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。高质量功率电路243可以以低压差调节器的形式存在。低压差调节器可以能够提供比功率转换电路242提供的信号具有更高质量的信号。因此，可为某些组件提供比其它组件具有“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需要比系统处理器210内的数字电路更稳定的电压以便进行正确操作。如下文将更详细地说明，可以定制功率电路以对用在烟雾传感器中的每个led提供特定的功率信号。
功率门控电路244可用于选择地将组件与电源总线耦接和解耦。将组件与电源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，将会超过如果组件不与电源总线如此解耦将会造成的电池寿命。功率门控电路244可以是诸如(例如)mosfet晶体管的开关。即使组件与电源总线解耦并且没有遭致任何电流损失，功率门控电路244本身也会消耗少量电量。然而，该功耗小于组件的静态电力损失。
麦克风250可以是专门设计成接收声能(例如声音)并将其转换成电信号的分立且独立的组件。麦克风250可以位于系统205的外表面附近或者完全位于系统205的内部。例如，麦克风250可以是mems麦克风。
作为在系统205中包括麦克风250的替选方案，当扬声器218不被用来传递消息时，其可以用作麦克风。将扬声器218用作麦克风改变现有组件的用途，而不会导致用于诸如麦克风250的分立的麦克风的附加成本。因此，在自我测试操作期间，可以由扬声器218接收和处理由警报器234或235发出的声能。作为另一替选方案，如果警报器234和235均存在于系统205中，则其中一个警报器可以用作麦克风，而另一个警报器则用作警报器。因此，当第一警报器发出警报时，第二警报可以“监听”由第一警报发出的声音，或反之亦然。
超声传感器259还可以用来验证警报器234和/或警报器235的操作。尽管超声传感器259被调谐在约40khz，但它可以拾取警报器234的基频的高次谐波，从而验证其运作。由于警报器234的响度非常大，因此会在其他传感器内生成强烈的声频和电磁信号。在一个实施方式中，警报器234以85db@3m、以3khz的频率发声。尽管超声传感器259可以被调谐成以远高于正常的人类听觉40khz发出和检测信号，但是其可以检测到由警报器234发出的大声声音的第11次和第12次谐波(33khz和36khz)。这些谐波均在超声传感器259的检测范围内。警报器234具有复杂的(全谐波)波形，因此第11和第12次谐波也是相当大声。超声传感器259不需要附加的电路来清楚地表示警报器234正发声。应当理解到，从警报器234收集的所有信息对于最初用于传感器259的任何用途均无效，但仅在该时段期间，警报器234发声。此外，在本发明中，警报器234提供对传感器259的操作的电磁干扰。
加速度计(未示出)可以是能够检测运动的mems设备。加速度计254可用于多种不同的目的，包括警报器234和/或警报器235的自动化自我测试。例如，加速度计254可以被用来确定系统安装到固定表面(例如墙壁或天花板)的方位。这可以被用来确定系统205是否被移动以盗窃检测。另外，加速度计254可以被用来检测由活动警报引起的振动。也就是说，当警报器234正在发出其警报信号时，响应于此，在系统中感应的振动可以被加速度计检测到。如果振动信号与期望的数据概要充分匹配或超过阈值，则系统205可以根据期望的规格确定警报器234正在操作。
外部运动检测器256(未示出)可以是能够检测系统205外部的运动的设备。例如，检测器256可以是无源红外运动检测器。相机(未示出)可以是能够检测结构内的居住者的运动或存在的另一设备。运动数据可以与自动自我测试系统一起使用以确定执行自我测试的最佳时间。由于警报器234很大声，可能期望当居住者不在场时执行自我测试，以避免干扰居住者。
系统205可以包括各种声音验证源。声音验证源是可以检测由警报器和/或蜂鸣器发出的音频信号的设备或组件。声音验证源可以包括麦克风、警报器、扬声器、超声传感器、加速度计或电容式传感器。这些声音验证源可以将它们的信号馈送到声音检查模块260以供分析。在一些实施例中，声音验证源可以远离系统205放置。例如，电话中的麦克风能被用来检测由系统205发出的音频信号。
自我测试模块260可以控制自我测试以验证系统200的一个或多个组件的操作。例如，自我测试可以验证传感器220、电源240、警报器234、和麦克风250的操作。其中一个测试可以是声音测试，以验证警报器234和235以及扬声器218以最小指定响度和频率运行。自我测试模块260可以包括用于处理从声音验证源接收的信号的电路261和信号处理262。在一些实施例中，电路261可以包括数字滤波器，以及信号处理262可以包括解释由电路261提供的信号的代码。在一些实施例中，电路261和信号处理262可以体现频谱分析器，其分析音频信号以确定警报器和/或扬声器是否以期望的频率发出信号。自我测试模块260可以对接收的音频信号执行大量分析。这些分析可以确定由警报器发出的音频信号的振幅、频率和持续时间。这些分析可以随着时间的推移分类，以确定是否有任何性能恶化。
应理解到，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预先特征规定问题(advancedfeatureprovisionissue)的情况下进行核心安全监视和警报的耐受性的优点)的系统处理器210和安全处理器230，但由一个处理器或者由多于两个处理器执行不在本文中讨论的各种实施例中的一个或多个的本教导的范围之外。
图3示出表示根据各种实施例的危害检测系统300的各种组件一起工作以提供多标准警报和预警报功能的说明性框图。如所示出的，系统300可包括传感器数据302、静音检测事件304、转变条件306、阈值调节参数307、多标准状态机310、时钟312、其它状态320、警报状态330、预警报状态340、警报器350、显示器352、扬声器354和无线电路380。还示出若干通信链路370，通信链路370中的每个可具有单向或双向数据和/或信号通信能力。多标准状态机310可基于传感器数据302、静音检测事件304、转变条件306、时钟312和其它标准来控制警报状态330、预警报状态340和所有其它状态机状态320，并且警报状态330和预警报状态340可控制警报器350、显示器352和扬声器354的输出。警报状态330可包括多种警报状态(例如，每种危害一个警报状态，诸如，烟雾警报状态331、co警报状态332和热警报状态333)并且预警报状态340可包括多种预警报状态(例如，每种危害一个或多个警报状态，诸如，烟雾预警报状态341和co预警报状态342)。其它状态可包括例如空闲状态、监视状态、警报静音状态、警报前静音状态、警报后静音状态、保持状态和警报监视状态。
警报状态330可响应于多标准状态机310进行的确定来控制警报器350和显示器352的激活和去激活。警报器350可提供关于存在危险状况的可听提示(例如，蜂鸣器哔哔声的形式)。显示器352可提供存在危险状况的视觉提示(例如，诸如闪光灯或颜色变化)。如有需要，警报状态330可结合可听和/或视觉提示来控制通过扬声器354播放消息。例如，警报器350和扬声器354的组合使用可重复以下序列：“哔哔、哔哔、哔哔-检测到卧室里有烟雾-哔哔哔哔哔哔”，其中，从警报器350发出“哔哔”并且从扬声器354发出“检测到卧室里有烟雾”。又如，警报器350和扬声器354的使用可重复以下序列：“哔哔、哔哔、哔哔-挥手将警报静音-哔哔哔哔哔哔”，其中，使用扬声器354来提供警报静音指令。警报状态330(例如，烟雾警报状态331、co警报状态332和热警报状态333)中的任一种可独立地控制警报器350和/或显示器352和/或扬声器354。在一些实施例中，警报状态330可使警报器350或显示器352或扬声器354来发出不同提示，基于此，特定警报状态是活动的。例如，如果烟雾警报状态是活动的，则警报器350可发出具有第一特征的声音，但如果co警报状态是活动的，警报器350可发出具有第二特征的声音。在其它实施例中，警报状态330可使警报器350和显示器352和扬声器354发出相同提示，而不管哪种特定警报状态是活动的。
预警报状态340可响应于多标准状态机310进行的确定来控制扬声器354和显示器352的激活和去激活。预警报可用作危险状况可能逼近的警告。可利用扬声器354播放危险状况可能逼近的语音警告。可针对检测到的每种类型的预警报事件通过扬声器354播放不同的预警报消息。例如，如果烟雾预警报状态是活动的，则可通过扬声器354播放烟雾相关消息。如果co预警报状态是活动的，则可播放co相关消息。此外，可针对与每个危害(例如，烟雾和co)相关联的多种预警报中的每个预警报，播放不同的消息。例如，烟雾危害可具有两个相关联的预警报，即与第一烟雾预警报状态相关联的一个预警报(例如，暗示警报状态可能适度逼近)和与第二烟雾预警报状态相关的另一个预警报(例如，暗示正有警报状态高度逼近)。预警报消息还可包括如何将预警报消息静音的语音指令。还可以以类似方式利用显示器352来提供逼近的警报状态的视觉提示。在一些实施例中，预警报消息可指定预警报状况的位置。例如，如果危害系统300知道它在卧室中的位置，则它可将该位置并入预警报消息“检测到卧室里有烟雾”中。
危害检测系统300可根据存在哪些状况来实施警报和预警报优先级排序。例如，如果同时存在升高的烟雾和co状况，烟雾警报状态和/或预警报烟雾状态可先于co警报状态和/co预警报状态。如果用户使烟雾警报或烟雾预警报无声而co警报状态或co预警报状态仍然活动，则系统300可提供co警报或预警报也已经被无声的指示(例如，语音通知)。如果烟雾状况结束而co警报或预警报仍然活动，则可向用户呈现co警报或预警报。
当确定存在相对极少有危险或没有危险的状况时，多标准状态机310可转变到空闲状态。空闲状态可强制实行危害检测系统相对低的活动水平。例如，在空闲状态下，可以相对低的间隔设置一个或多个传感器的数据采样速率。当确定传感器数据值已经升至保证有更严密审查的水平但没有达到转变到预警报或警报状态的水平时，多标准状态机310可转变到监视状态。监视状态可暗指危害检测系统相对高的活动水平。例如，在监视状态中，一个或多个传感器的数据采样速率可以远大于空闲状态。另外，可针对警报状态330、预警报状态340、或这二者，以相对快的间隔设置一个或多个传感器的数据采样速率。
警报静音和预警报静音状态可以指在预定时间量内，由用户指令的警报或预警报的去激活。例如，在一个实施例中，用户可按下按钮(未示出)来使警报或预警报无声。在另一个实施例中，用户可在危害检测系统存在的情况下执行静音姿势。静音姿势可以是用户发起的动作，其中他或她在系统300附近执行姿势(例如，挥手动作)以意图使刺耳警报关掉或无声。可使用一个或多个超声传感器、pir传感器或其组合来检测这个姿势。在另一种方法中，无线电路370可以接收静音警报的指令。例如，用户可以使用他或她的电话来经由无线协议(例如，蓝牙低功耗)，向系统300传送静音命令，由此无线电路380可以转发该命令以触发静音检测事件304。
后警报状态可以指多标准状态机310在已经处于警报状态330中的一个或预警报状态340中的一个之后可转变到的状态。在一个后警报状态中，危害检测系统300可提供用于指示不再存在警报或预警报状况的“警报解除”消息。例如，对于co而言，这可以特别有用，因为人无法检测到co。另一种后警报状态可以是保持状态，保持状态可用作系统反跳状态。该状态可防止危害检测系统300在刚刚从警报状态330转变之后就立即转变回预警报状态340。
多标准状态机310可包括若干不同的状态机：传感器状态机和系统状态机。每个状态机可与诸如(例如)烟雾危害、一氧化碳危害或热危害的特定危害相关联，并且多标准状态机310可利用在管理危害检测时由一个或多个传感器获取的数据。在一些实施例中，可针对每种危害实现传感器状态机。在其它实施例中，可针对每种危害或危害的子集实现系统状态机。传感器状态机可负责用于控制相对基础的危害检测系统功能并且系统状态机可负责用于控制相对高级的危害检测系统功能。在管理危害的检测时，每个传感器状态机和每个系统状态机可基于传感器数据302、静音事件304和转变条件306在其任一种状态之间转变。静音事件可以是用户发起的将例如响亮的警报或预警报语音指令静音的命令。
转变条件306可包括各种各样的不同条件，这些条件可定义状态机如何从一种状态转变成另一种。每个状态机可具有其自身的转变条件的集合。这些条件可限定可用于与以下输入中的任一个或多个进行比较的阈值：传感器数据值、时间时钟和用户交互事件(例如，静音事件)。可由相对简单的条件(例如，单标准条件)、或相对复杂的条件(例如，多标准条件)来控制状态改变转变。单标准条件可将一个输入与一个阈值进行比较。例如，单个条件可以是传感器数据值和阈值之间的比较。如果传感器数据值等于或超过阈值，则可执行状态改变转变。相比而言，多标准条件可以是将一个或多个输入与一个或多个阈值进行比较。例如，多标准条件可以是第一传感器值与第一阈值之间的比较和第二传感器值和第二阈值之间的比较。在一些实施例中，需要满足这两个比较以便实现状态改变转变。在其它实施例中，将只需要满足这些比较中的一个以便实现状态改变转变。又如，多标准条件可以是时间时钟与时间阈值之间的比较和传感器值与阈值之间的比较。
在一些实施例中，可调特定转变条件的阈值。这样的阈值在本文中被称为可调阈值(例如，被示出为转变条件306的部分)。可响应于阈值调节参数307来改变可调阈值，例如，根据实施例，通过警报阈值设置模块来提供阈值调节参数307。可调阈值可选自至少两个不同可选阈值中的一个，并且可使用任何合适的选择标准来选择适合用作可调阈值的阈值。在一个实施例中，选择标准可包括若干单标准条件或多标准条件。在另一个实施例中，如果将可调阈值与第一传感器的传感器值进行比较，则选择标准可包括除了第一传感器之外的至少一个传感器的分析。在另一个实施例中，可调阈值可以是烟雾警报转变条件中使用的阈值，并且可调阈值可选自三个不同阈值中的一个。
在一些实施例中，特定转变条件的阈值可以是经学习的条件阈值(未示出)。经学习的条件阈值可以是可从初始阈值中减去常数的差函数的结果。如果期望，可基于任何适合数量的标准来改变该常数，所述标准包括例如启发、现场报告数据、软件更新、用户偏好、设备设置等。改变常数可提供针对一种或多种状态(例如，预警报状态)改变转变条件的机制。该常数可被提供给转变条件306，以对经学习的条件阈值进行调节。在一个实施例中，可基于危害检测系统300的安装和设置来选择该常数。例如，房屋拥有者可指示危害检测系统300已经被安装在封闭空间的特定房间内。根据它在哪个房间，系统300可选择适宜的常数。例如，如果房间是卧室，则可选择第一常数，而如果房间是厨房，则可选择第二常数。相比于第二常数，第一常数可以是使危害检测系统300对潜在危害更敏感的值，因为卧室处于一般距离出口更远的位置和/或一般不容易造成原本会造成误警报的因素。相比而言，厨房比卧室例如一般更靠近出口并且可生成会造成误警报的条件(例如，来自烹饪的蒸气或烟雾)。在选择适宜的常数时，还可考虑其它安装因素。例如，房屋拥有者可指定该房间与浴室相邻。由于来自浴室的湿度可造成误警报，因此危害系统300可选择考虑这一点的常数。又如，房屋拥有者可指定该房间包括壁炉。类似地，危害系统300可选择考虑该因素的常数。
在另一个实施例中，危害检测系统300可应用启发来自调节常数。例如，条件可持久地保持触发预警报，但该条件不升至警报级别。响应于这样的持久预警报触发，危害检测系统300可修改常数，使得预警报不这么容易被触发。在其它实施例中，可响应于软件更新来改变该常数。例如，远程服务器可分析从若干其它危害检测系统获取的数据并且相应地调节常数，并且经由软件更新将新常数推送到危害检测系统300。另外，远程服务器还可将基于用户设置或用户偏好的常数下推至危害检测系统300。例如，房屋拥有者可以能够通过直接与危害检测系统300交互来定义有限数量的设置。然而，房屋拥有者可以能够通过与例如远程服务器托管的基于web的程序交互来定义无限数量的设置。基于所述设置，远程服务器可下推一个或多个适宜的常数。
传感器状态机可控制警报状态330和其它状态320中的一个或多个。具体地，烟雾传感器状态机314可控制烟雾警报状态331，co传感器状态机316可控制co警报状态332，以及热传感器状态机318可控制热警报状态333。例如，烟雾传感器状态机314可操作为响应于检测到的烟雾事件而发出警报器350。又如，co传感器状态机316可响应于检测到的co事件而发出警报器350。再如，热传感器状态机318可响应于检测到的热事件而发出警报器350。在一些实施例中，传感器状态机可实施对一个或多个警报状态330的专用控制。
系统状态机可控制预警报状态340和其它状态320中的一个或多个。具体地，烟雾系统状态机315可控制烟雾预警报状态341，以及co系统状态机317可控制co预警报状态342。在一些实施例中，每个系统状态机可管理多个预警报状态。例如，第一预警报状态可警告用户存在异常状况，以及第二预警报状态可警告用户异常状况继续存在。此外，每个系统状态机可管理传感器状态机无法管理的其它状态。例如，这些其它状态可包括监视状态、预警报静音状态和后警报状态，诸如保持和警报监视状态。
系统状态机可与传感器状态机协同管理一个或多个状态。这些被协同管理的状态(“共享状态”)可以作为针对特定危害的系统状态机和传感器状态机中的状态存在。例如，烟雾系统状态机315可与烟雾传感器状态机314共享一个或多个状态，以及co系统状态机317可与co传感器状态机316共享一个或多个状态。通过通信链路370示出针对特定危害的系统状态机和传感器状态机之间的联合协作，通信链路370将这两个状态机相连。在一些实施例中，可由传感器状态机控制到共享状态的任何状态改变转变。例如，警报状态可以是共享状态，在任何时候传感器状态机转变到警报状态时，与传感器状态机协同管理状态的系统状态机也可转变到警报状态。在一些实施例中，共享状态可包括空闲状态、警报状态和警报静音状态。结合美国临时专利申请no.61/847,937的说明书附图4a至图8b，更详细地讨论多标准状态机310可能的工作参数。
图4示出根据实施例的危害检测系统400的说明性示意图并且示出正由不同处理器执行的各种组件、状态机和说明性模块之间的信号路径等。系统400可包括系统处理器402、安全处理器430、蓝牙低功耗电路421、als传感器422、湿度传感器423、烟雾传感器424(可以包括红外led和蓝led)、co传感器425、温度传感器426、pir传感器427、按钮440、led442、警报444、扬声器446、麦克风450和声音检查模块460。系统处理器402可类似于图2的系统处理器210。系统处理器402可操作系统状态机404、系统状态机模块405、警报/扬声器协调模块406、静音模块407、触发调节模块410、和休眠/唤醒模块414。系统状态机404可在进行状态改变确定时访问系统状态机模块405、警报/扬声器协调引擎406和静音模块407。系统处理器402可接收蓝牙电路421所获取的数据值和来自安全处理器430的其它输入。系统处理器402可从传感器422-427接收数据，从传感器日志438接收数据，从触发模块436接收触发事件，从传感器状态机432接收状态改变事件和警报信息，并且从按钮440接收按压事件。
安全处理器430可类似于图2的安全处理器230。安全处理器430可操作传感器状态机432、警报阈值433、触发模块436和传感器日志438。安全处理器430可控制led442和警报444的操作。安全处理器430可接收传感器432-427和按钮440获取的数据值。获取的传感器数据中的全部或一部分可被提供给传感器状态机432。例如，如图4中所示，烟雾、co和热传感器数据被示出为直接提供给传感器状态机432。传感器日志438可以定期为基础或响应于事件(诸如，传感器状态机432中的一个中的状态改变或触发模块436检测的触发事件)存储可提供给系统处理器402的获取的数据块。另外，在一些实施例中，即使传感器数据可被存储在传感器日志438中，它也可被直接提供给系统处理器402，如图4中所示。
警报阈值433可将警报阈值存储在传感器状态机432能访问的存储器(例如，闪存存储器)中。如以上讨论的，传感器状态机432可将监视的传感器数据值与可存储在安全处理器430内的警报阈值433进行比较，以确定是否存在危害事件，并且在确定存在危害事件时，可使得警报发声。每个传感器(例如，烟雾传感器、co传感器和热传感器)可具有一个或多个警报阈值。当多个警报阈值对传感器可用时，安全处理器430可初始地选择默认警报阈值，但响应于从系统处理器402(例如，从警报/预警报阈值设置模块412)接收的指令，它可选择多个警报阈值中的一个作为该传感器的警报阈值。如果不满足某些条件(例如，流逝了预定时段，在该预定时段内没有从系统处理器402接收到警报设置阈值指令)，则安全处理器430可自动地返回默认警报阈值。
安全处理器430和/或系统处理器402可对按钮440监视按钮按压事件。按钮440可以是可被用户压下的外部可访问按钮。例如，用户可按下按钮440来测试警报功能或将警报静音。安全处理器430可控制警报444和led442的操作。安全处理器430可将警报信息提供给警报/扬声器协调模块406，使得模块406可将扬声器语音通知与警报声音相协调。在一些实施例中，安全处理器430是控制警报444的唯一处理器。安全处理器430还可从系统处理器402接收输入(诸如，来自静音模块407的静音事件、来自触发调节模块410的触发带边界调节指令、和来自警报/预警报阈值设置模块412的改变阈值指令)。
如所示，根据各种实施例，危害检测系统400可使用分叉的处理器布置来执行多标准状态机以控制警报状态和预警报状态。系统状态机可由系统处理器402执行，并且传感器状态机可由安全处理器430执行。如所示出的，传感器状态机432可位于安全处理器430内。这示出安全处理器430可操作诸如烟雾传感器状态机400、co传感器状态机500和热传感器状态机600的传感器状态机。因此，可由安全处理器430实现和执行传感器状态机的功能(如以上讨论的)。而且，如所示出的，系统状态机404可位于系统处理器402内。这示出，系统处理器402可操作诸如烟雾系统状态机700和co系统状态机800的系统状态机。因此，可由系统处理器402实现和执行系统状态机的功能(如以上讨论的)。
在分叉方法中，安全处理器430可用作危害检测系统400的“脑干”，并且系统处理器402可用作“前额皮质”。就人而言，即使当人进入休眠(即，前额皮质在休眠)时，脑干也保持诸如呼吸和心跳的基本生命功能。比较地说来，安全处理器430一直醒着并进行操作；即使系统处理器402睡着了或者不发挥作用，它也恒定地监视传感器422-427中的一个或多个，并且管理危害检测系统400的传感器状态机。当人醒着时，使用前额皮质来处理诸如想和说的较高级功能。比较地说来，系统处理器402执行由系统状态机404、警报/扬声器协调模块406、静音模块407、触发调节模块410和警报/预警报阈值设置模块412实现的较高级功能。在一些实施例中，安全处理器430可自主地独立于系统处理器402进行操作。
分叉的处理器布置可进一步通过使功耗相对高的系统处理器402能够在休眠和非休眠状态之间转变而使功耗相对低的安全处理器430保持非休眠状态，使危害检测系统400能够将功耗最小化。为了省电，系统处理器402可一直保持休眠状态，直到出现唤醒系统处理器402的任何数量的合适事件中的一个。休眠/唤醒模块414可控制系统处理器402的休眠和非休眠状态。安全处理器430可响应于触发事件(例如，由触发模块436检测到的)或传感器状态机432中的状态改变来指令休眠/唤醒模块414唤醒系统处理器402。当与传感器相关联的数据值移动到与该传感器相关联的触发带之外时，可发生触发事件。触发带可针对每个传感器定义数据值的上下边界并且被安全处理器430存储在触发模块436中。触发模块436可监视传感器数据值并且将它们与为特定传感器的触发带设置的边界进行比较。因此，当传感器数据值移动到带之外时，触发模块436将此作为触发事件进行注册并且将触发事件通知给系统处理器402(例如，通过向休眠/唤醒模块414发送信号)。
当系统处理器402被唤醒时，基于危害检测系统400的操作状态，系统处理器402可调节触发带的边界。操作状态可包括系统和传感器状态机中的每个的状态、传感器数据值和其它因素。系统处理器402可调节一个或多个触发带的边界，以在转变回休眠之前与一个或多个系统状态机状态对准。因此，通过调节一个或多个触发带的边界，系统处理器402将“唤醒我”的指令有效传递给安全处理器430。“唤醒我”指令可以由触发调整模块410生成，并且被传送到触发模块436如图4所示。“唤醒我”指令能使模块436调整一个或多个触发带的边界。
声音检查模块460可以类似于图2的声音检查模块260。模块460可以耦接到蜂鸣器444、扬声器446和麦克风450，并且用来根据本文所述的各种实施例来管理蜂鸣器444和扬声器446的声音检查。
图5示出根据实施例的危害检测系统500的示例性电路示意图。该电路示意图是危害检测系统205(图2)的更详细的示例性表示，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源总线耦接和解耦的门控电路等。
危害检测系统500包括电池系统501，操作用来向电源总线508提供dc电源。dc电源以第一电压电平存在于电源总线508上。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)，电压电平在例如3.6-5.4v之间改变。当电池系统501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501可包括电池单元组502和电池单元组505。电池单元组502和505中的每个可包括一个或多个电池单元。在一个实施例中，每个单元组包括三个电池单元。如所示出的，电池单元组502经由总线503和门控电路551耦接到二极管504和安全处理器530。安全处理器530在许多方面与安全处理器250(以上结合图2讨论的)类似。电池单元组505经由总线506和门控电路552耦接到二极管507和安全处理器530。安全处理器530可暂时关闭门控电路551和552，以分别测量电池组502和505的电压。在完成测量之后，安全处理器530可打开门控电路551和552。二极管504和507耦接到电源总线508。
电源总线508可以被耦接以从将ac电力转换成dc电力的线路电源(未示出)接收电力。例如，线路功率可以被调节以提供5.0伏。另外，电源总线508可以被耦接以从另一dc源，诸如usb端口(未示出)接收电力。例如，另一直流电源可以提供在4.4-5.25v之间的电压。因此，在电源总线508上提供的电压范围可以从第一电压(例如3.6伏)到第二电压(例如5.25伏)。
电源总线508能够经由功率门控电路553耦接到功率转换器电路540、功率转换器电路542、功率转换器电路544、功率转换器电路346、烟雾检测器324和显示模块328(例如，发光二极管(led))。如上结合图2讨论的，功率转换电路用来将信号从一个电平转换成另一个电平。烟雾检测器524可以是安全传感器中的一个(如前所述)。显示模块528可以是任何合适的显示装置。在一个实施例中，显示模块528可包括发出不同颜色的光以表示系统500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。电源总线508上的每个组件被耦接为接收以第一电压电平的dc电力。尽管烟雾检测器524和显示模块528可使用第一电压电平的dc电力进行操作，但系统500中的其它组件可需要不同的操作电压。另外，应理解到，尽管诸如烟雾检测器524和显示模块528的各种组件可从电源总线508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功率转换电路。例如，显示模块528可包括升压转换器。
功率转换器电路540、542、544和546每个可操作为将提供在电源总线508上的dc电力信号转换成具有不同电压电平的信号。功率转换器电路540和542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，功率转换器电路540可以是将具有第二电压电平(例如，1.8v)的信号提供到电源总线541的降压转换器。电源总线541能被耦接到系统处理器510(例如，可类似于图2的处理器210)、安全处理器530、经由功率门控电路561耦接到6lowpan模块514(例如，可类似于图2的低功率无线通信电路214)、经由功率门控电路563耦接到wifi模块512(例如，可类似于图2的高功率无线通信电路212)、co传感器525、经由功率门控电路565的非易失性存储器516(例如，能类似于非易失性存储器216)和经由功率门控电路555耦接到环境光传感器522,温度和湿度传感器523以及加速度计572，以及蓝牙低功耗电路570。
功率转换器电路562可以是将具有第三电压电平(例如，3.3v)的信号提供到电源总线343的降压转换器。电源总线343经由功率门控电路562、pir传感器527和低压差调节器(ldo)548耦接到rf前端模块(fem)515。ldo548可以耦接到烟雾传感器524的irled。rffem515结合6lowpan模块514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514可以可选地利用fem515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522和温度湿度传感器523可类似于以上结合图2描述的安全传感器232。
功率转换器电路544可以是向电源总线545提供具有第四电压电平(例如，5.5v)的信号的升压转换器。功率转换电路544能用来有选择地接通和断开。电源总线545可耦接到扬声器518和ldo574。扬声器518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和电源总线508上提供的任何电压。ldo574可被耦接到烟雾传感器524的蓝色led。
功率转换电路546用来将dc电源信号转换成比第一电压电平高的电压电平。功率转换电路546能用来根据施加到节点558的信号有选择地接通和断开。功率转换电路546可以是将具有第五电压(例如，12v)的信号提供给电源总线547的升压转换器。警报器534可类似于(以上结合图2讨论的)警报器234。
应理解到，尽管以上将功率转换电路540、542、544、546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(full-bridgeforwardconverters)、半桥正激转换器(halfbridgeforwardconverters)、单端转换器(single-endedconverters)、推挽转换器(pushpullconverters)、(电荷泵转换器(chargepumpconverters))和箝位转换器(clampconverters)。
一些传感器可以包括具有分立功率要求的子组件，因此需要单独地供电。这样的传感器可以被耦接以从两个或以上电源总线接收电力，使得子组件被提供适当的电力。在一些实施例中，传感器中的一个或多个子组件可以被开启和关闭门控功率。例如，烟雾检测器524可以是主动传感器，其通过irled和蓝色led“询问”包含在腔室内的空气，然后监视散射的ir和蓝色光。因此，在一些实施例中，烟雾检测器524可以包括烟雾检测光源(第一子组件)以及第一光学传感器(例如irled)和第二光学传感器(例如蓝色led)，其中这些组件中的每一个被分立地供电。特别地，电源总线508可以向烟雾检测传感器(524)提供电力，电源总线543可以向irled提供电力，以及电源总线545可以向蓝色led提供电力。电源总线543可以向编解码器579提供电力，编解码器579可以连接到麦克风580和扬声器518。
低压差调节器(low-dropoutregulator)548和574可以用作基本恒定的电流源以驱动它们各自的led。因此，烟雾传感器524被从不同电源总线提供电力。如将在下文更详细地所述，通过分立地驱动烟雾传感器524中的每个led，可以实现仅使用一个电源总线不可能的增强的效率。
系统500可包括一个或多个热敏电阻526，热敏电阻526位于系统500内的各种位置。热敏电阻526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，热敏电阻526是ntc型热敏电阻，但应理解可使用其它类型的热敏电阻。(还将理解到半导体二极管或提供ptat输出的半导体带隙基准也可以被用作温度传感器)。热敏电阻526可经由电源总线531耦接到安全处理器530。安全处理器530可向电源总线531选择地提供电力信号。例如，当安全处理器530期望取得来自热敏电阻526的温度读数时，它可向电源总线531供电。在取得读数之后，处理器550可切断电源总线531的供电。在另一个实施例中，处理器550可向电源总线531恒定地供电。应该理解，可在系统500中使用任何数量的热敏电阻并且热敏电阻可安置在系统500的不同位置。例如，在一个实施例中，单个热敏电阻可安置在电路板329上。
危害检测系统500的各种组件和电源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527和显示模块528可安置在印刷电路板529上并且所有其它组件可安置在另一印刷电路板(未示出)上。在另一个实施例中，所有组件可安置在单个印刷电路板上。
图5示出在系统500的各种组件之间曲折延伸的虚线570。虚线570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510和530如何管理电力。在虚线570下方示出一般与安全特征相关联的组件并且在虚线570上方示出一般与增强特征相关联的组件。虚线570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530专用于安全特征并且系统处理器510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530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500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500可如下进行操作。功率转换电路540和542在其最短操作寿命中始终接通(至少在系统500的预期和普通使用期间)。可存在以下情形：诸如，当系统500经历满功率周期重置时，功率转换电路540和542不是一直接通。由此，供应到电源总线541和543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510、安全处理器530、非易失性存储器516、低压差调节器548、低压差调节器574和安全传感器(例如als传感器522、温度和湿度传感器523、烟雾检测器524、co传感器525、热敏电阻526和pir传感器527)。安全处理器530和安全处理器经由一直接通的功率转换电路540和542接入电力，从而确保系统500恒定地监视危害事件。
因为与系统处理器510形成对照，安全处理器530专用于为了危害状况而监视安全传感器，所以可实现省电。可通过功率门控的各种组件来实现额外的省电。具体地，安全处理器530可独立地控制功率门控电路553和555中的每一个。因此，处理器530可通过分别控制功率门控电路553和555，将显示模块528与电源总线508，以及als传感器522、温度湿度传感器523和加速度计572中的每一个与电源总线541有选择地耦接和解耦。
安全处理器530能进一步通过选择地启用功率转换电路546来管理功耗。处理器530可通过向控制节点558施加适宜信号来启用或禁用电路546。当转换电路546启用时，它可将第五电压电平的信号提供到电源总线547。处理器530可在检测到危害事件时启用电路546，并且一旦启用电路546，警报器534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器534被激活时，处理器530可禁用电路546。禁用电路546减少了电路546操作期间的电力损失以及警报器534会以其他方式消耗的电力。
处理器510还可实施电力管理。处理器510可独立地控制功率门控电路561、562、563、565和其他电路(未示出)中的每一个。因此，处理器510可通过控制适当的功率门控电路，将6lowpan模块514与电源总线541、fem515与电源总线543、wifi模块512与电源总线541、非易失性存储器516与电源总线541有选择地耦接和解耦。这些功率门控兼容组件可完全与电源总线断开并且仍然能够在重新连接到它们相应的电源总线时正确地发挥作用。
系统处理器510还可通过选择地启用功率转换电路544来管理功耗。系统处理器510可通过向控制节点568施加适宜信号来启用或禁用电路544。当转换电路544启用时，它可将第四电压电平的信号提供到电源总线545。处理器510可在wifi模块512和扬声器518需要电力时启用电路544。禁用电路544减少了电路544操作期间的电力损失以及wifi模块512和扬声器518会以其他方式消耗的电力。
系统处理器510和安全处理器530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510和530二者可在活动模式和休眠模式下操作。又如，处理器510和530中的一个或多个可具有多种活动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500的模式操作。例如，如果系统500处于操作的空闲模式，则系统处理器510可以是相对深休眠模式，并且安全处理器530可处于相对低功率的活动模式。
图6示出根据实施例的光纤网络600的示例性示意图。光纤网络600能包括能够使用一个或多个不同的通信协议来彼此无线通信的两个或多于两个设备。通信协议可以包括例如网际协议版本6(ipv6)。网络600的设备可以位于整个封闭空间，诸如房屋或建筑物中。取决于结构内的设备的定位和其中存在的干扰元件，一些设备可能不能直接相互通信。例如，如图6所示，设备610能直接与设备620和630通信(如实线所示)，但是可以不直接与设备640通信(如虚线所示)。设备610可经由设备620或630间接与设备640通信，因为设备620及630可以直接与设备640通信(如实线所示)。设备610,620、630和640中的两个或多于两个可以是危害检测系统。
光纤网络600可以代表多跳网络，其中，至少一个设备用作重传站，用于将从初始者设备接收的消息中继到目的地设备，因为初始者和目的地设备不能够直接相互通信。所需跳数可以取决于多个因素，诸如网络的大小、设备彼此通信的能力等。光纤网络600可以表示两跳网络：第一跳存在于设备610和设备620或设备630之间，并且第二跳存在于设备620或630与设备640之间。例如，如果设备610和640可以直接与其他设备通信，则光纤网络600将是单跳网络。
设备610、620、630和640已被标记为初始者、远程1(r1)、远程2(r2)和远程3(r3)。这些名称在本文中可以被引用以指示哪个设备充当通信的初始者以及哪些设备充当初始者的消息的接收者。顾名思义，初始者是响应于其正在监视的条件来启动光纤通信的设备，并且由初始者广播的消息被分发给远程设备，使得远程设备可以响应由初始者广播的消息来采取适当的动作。远程设备可以响应于初始者的消息来传送消息，但初始者决定是否遵守远程设备的消息。例如，初始者通过通知远程设备其正在进行声音测试来发起光纤通信。响应于接收到声音测试消息，远程设备采取适当的动作(例如，延迟开始其声音测试)。当确定初始者已经完成其声音测试时，远程设备可以广播其自己的声音测试消息。其他远程设备在接收到声音测试消息时，可以推迟开始它们的声音检查，直到它们确定适合开始为止。
设备可以在非空闲信道评估(ncca)模式和空闲信道评估(cca)模式中广播消息或分组。在ncca模式下，无论通信信道的状态如何，设备都可以重复广播其分组。因此，在这种模式下，存在分组可能使光纤网络饱和的可能性，因为多于一个的设备可以在ncca模式中同时广播。在cca模式中，在尝试广播分组之前，设备可以首先确定任何其他设备是否正在信道上通信。实际上，在cca模式中操作的设备彼此竞争以确定谁广播。
在网络中的所有设备均被唤醒后，可以在光纤网络上传送消息。光纤网络内的设备可能需要被唤醒，因为它们的大部分使用寿命花费在低功耗的休眠模式下。只要唤醒，它们可以相互传送信息。更具体地说，一旦设备被唤醒，光纤可被认为是“同步的”，换句话说，是“唤醒的”。例如，系统处理器、wifi无线电和其他电路可以从低功率或关闭状态转变到高功率或开启状态。相应地，可以使用系统处理器来在整个光纤中形成和循环相对丰富的数据和/或命令。这些数据和/或命令可以包括例如识别初始者的位置的信息、增加采样率的指令等。通过激活除低功率通信电路以外的通信电路(例如，wifi通信电路)，这些数据和/或命令也可以在光纤外(例如，经由接入点)传送。因此，在光纤网络中的设备唤醒并且被同步后，能在网络上广播光纤消息，用于从初始者设备传播到任意多个远程设备。可以根据在多跳网络上操作的广播方案来传送光纤消息。该广播方案可以是设备数量未知或变化的网络的有效传输范例。在一个实施例中，该方案可以基于向网络广播单个消息并且在整个网络中洪泛该消息来定义广播原语。该方案可以将消息的转发和传播与消息有效载荷的处理和理解分开。
图7示出根据实施例，用于自我管理包含在危害检测系统中的可听组件的声音测试的步骤的示例性流程图。声音检查的自我管理可以由危害检测系统执行，而不要求用户交互以开始包含系统的结构内的测试或存在任何居住者。从步骤710开始，可以确定用于执行声音检查的时间帧。图2的声音测试模块260可以有助于确定时间帧。具体地，模块260可以使用调度器263和用户偏好264来确定时间帧。时间帧可以表征为粗略定义的测试时间和精确定义的测试时间。粗略时间可以指日历日，以及精确定义的测试时间可以指一天内的特定日时间或时间范围。由此，例如，可以例如以每月、每季度、每半年、或每年的特定日时间为基础执行声音检查。时间帧可以基于任意多个适当因素来确定。例如，时间帧可以在日历基础上，基于一天内的用户定义的时间帧或时间范围。作为另一例子，时间帧可以考虑表示在结构中是否存在任何居住者的占用数据(例如，当拥有者在家时，不期望运行声音检查)。时间帧还可以考虑到危害检测系统的状况。例如，如果危害检测系统检测到潜在的危害，声音测试可以被延迟到另一时间。作为另一示例，如果存在会影响声音测试的准确性的环境条件(例如，危害系统检测到大的环境噪声)，则声音测试会被延迟或取消，直到下一日历测试日期为止。
时间帧可以由一个或几个不同的设备来确定。例如，在一个实施例中，危害检测系统能是时间帧的唯一决定因素。作为另一例子，可以直接与危害检测系统通信或与和危害检测系统通信的服务通信的移动设备可以使用户定义时间帧的参数。因此，当用户使用移动设备定义时间帧时，这些参数可以被传送到危害检测系统或服务，使得在适当的时间进行声音测试。如果需要，危害检测系统可以对用户定义的参数进行调整，从而导致修改时间帧。作为又一示例，服务可以确定时间帧。该服务可以访问与危害检测系统相关联的账户，并且具有用户偏好、占用数据以及使其定义测试时间的其他度量的知识。
在多个危害检测系统存在于公共结构内的实施例中，可对每个系统选择不同的时间帧，使得在声音测试中不存在重叠。防止重叠的声音测试会增强每个自我管理声音测试的功效。用于每个危害检测系统的不同时间帧可以仅在精确定义的测试时间上有所不同，并且粗略定义的测试时间可以是相同的。因此，在测试日，每个危害检测系统可以有不同的声音测试开始时间，以避免重叠测试。
在步骤720，危害检测系统可以在所确定的时间帧自我管理至少一个可听源的声音测试。在自我管理的声音测试期间，每个可听源可以被指令发出音频信号，并且在发出该音频信号的同时，被检测所发出的音频信号的设备监视。可听源可以是例如扬声器或蜂鸣器。在一些实施例中，系统可以同时包括扬声器和蜂鸣器。检测由每个可听源发出的音频信号的设备可以包括例如麦克风。其他音频信号检测器可以包括例如能量检测器、相关接收器、扬声器、蜂鸣器、超声传感器、加速度计以及其他声音验证设备。充当可听源的相同扬声器可被用来监视由蜂鸣器发出的音频信号。类似地，充当可听源的相同蜂鸣器可以监视由扬声器发出的音频信号。替选地，系统可以包括两个蜂鸣器，使得可以以两个不同的频率发出警报。在这样的系统中，可以使用一个蜂鸣器来监视由另一蜂鸣器发出的音频信号，或反之亦然。超声传感器能被配置为监视任何一个或多个可听源的高次谐波。非音频检测器能被用来检测由可听源发出的音频信号。例如，非音频检测器可以包括电容式传感器和加速度计。电容式传感器可以直接耦接到蜂鸣器或与蜂鸣器相邻。当蜂鸣器发声时，可以振动，从而导致由电容式传感器检测的电容的可测量变化。类似地，当蜂鸣器发声时，加速度计能够测量在系统中感应的振动。
在步骤730，系统能验证至少一个可听源是否通过自我管理的声音测试。系统可以使用各种不同的技术执行验证。这些技术中的一些可以涉及在包含在处理器(例如，系统处理器210)中的有限软件覆盖区内操作的信号处理。系统可以对每个可听源执行单独的验证。例如，可以根据扬声器声音测试来评估扬声器，并且可以根据蜂鸣器声音测试来评估蜂鸣器。下文讨论这些测试的其他细节。
在步骤740，可以报告声音测试的结果。可以以许多不同的方式显示该报告。在一种方法中，基于结果，危害检测系统可以使其车载照明系统发出特定颜色或显示特定颜色图案。在另一种方法中，危害检测系统可以基于测试结果，通过扬声器回放消息。在又一种方法中，系统可以将结果传送到服务，然后将这些结果分发给移动设备，其可以显示结果。替选地，系统可以将结果直接传送到移动设备。
应理解到，图7中所示的步骤仅仅是示例性的，并且可以增加附加的步骤以及可以省略步骤。在下文中更详细地讨论用于实现一个或多个上述步骤的另外的细节。
图8示出在危害检测系统中，可以采用以自我测试蜂鸣器的步骤的示例性流程图。该系统可以包括蜂鸣器和运动传感器等。从步骤810开始，至少部分地基于由运动传感器获取的数据来确定执行蜂鸣器的声音检查的非侵入时间帧。因为大多数人认为蜂鸣器是响亮而令人不快的声音，期望当对通常工作或居住在包含危害检测系统的结构内的居住者为非侵入时，执行声音检查。如本文所定义的，非侵入式时间帧是实施蜂鸣器(和/或扬声器以及其他可听源)的自我管理的声音检查、对通常居住在包含危害检测系统的结构中的居住者有最小或没有听觉影响的时间。换句话说，非侵入时间是合理地知道结构中不存在居住者的时间。
以任何多个不同的方式确定非侵入时间。一种方法涉及使用运动传感器来获得关于结构中何时检测到居住者的数据。可以分析占用信息以确定占用模式。这些模式以及其他因素，诸如日时间、用户偏好和其他因素可以提供任何居住者是否存在的统计保证。例如，运动传感器数据可以指示在工作日的上午11点和下午4点之间很少或没有移动，以及在夜间的1点到5点之间很少有移动。使用这些信息以及时间因素，非侵入时间可以被选择为在任何工作日的上午11点至下午4点的时间帧内。
可以自动确定非侵入时间，无需用户干预。在一个实施例中，危险检测系统可以独立于任何其他系统(例如，服务或移动设备)做决定。在另一实施例中，危害检测系统可以结合确定非侵入时间的服务来操作。在又一实施例中，危害检测系统和/或服务可以确定与绑定到危害检测系统的账户相关联的移动设备的位置，以便确定非侵入时间。例如，如果关联的移动设备的位置是已知的，则非侵入时间可以基于何时知道移动设备不位于结构内的时间。
在步骤820，可以在确定的非侵入时间帧处自我管理蜂鸣器的声音检查。例如，声音检查可以包括临时激活蜂鸣器、在临时激活蜂鸣器期间，监视麦克风的音频信号，并且确定音频信号是否满足声音检查标准。在下文可以找到蜂鸣器声音检查的更详细的说明。在步骤830，可以报告自我管理声音检查的结果。该报告与上文结合图7所讨论的报告相同。
一些结构可以具有包含在其中的多于一个的危害检测系统。对于这些结构，期望防止重叠的声音测试，使得管理一个测试不受同时管理一个或多个其他测试的影响。为了避免重叠测试，可以错开每个声音测试的开始时间。错开可以以许多不同的方式来实现，在下文中，将结合图9-11论述其中的一些。
图9示出根据实施例，用于防止在公共结构内执行自我管理声音测试的多个危害检测系统中的声音干扰的过程900的流程图。过程900可以通过定期地与危害检测系统通信的服务来实现。服务可以是定期地与危害检测系统通信，并且除其他之外，维护用户账户、向用户移动设备提供推送通知，并且代表危害检测系统提供增强的处理能力的中央服务。从步骤910开始，服务可以对多个危害检测系统中的每一个确定声音检查时间表。例如，该服务可以知道该结构中存在多少危害检测系统。基于该知识，可以对每个系统分配错开的声音检查开始时间。例如，错开的开始时间可以错开至少每个系统完成其测试所需的时间量。因此，第一系统可以在时间t0开始，并且每个后续系统可以在时间tn*constant开始，其中，n是后续系统的数量，并且常量是固定持续时间。
在步骤920，可以将声音检查调度传送到多个危害检测系统中的每一个，其中，多个危害检测系统中的每一个根据声音检查调度执行声音检查。在步骤930，服务可以从多个危害检测系统中的每一个接收表示声音测试是否通过的报告。
图10示出根据实施例的用于防止在公共结构内执行自我管理声音测试的多个危害检测系统之间的声音干扰的过程1000的流程图。过程1000可以通过第一危害检测系统来实施。从步骤1010开始，可以接收指令以开始至少蜂鸣器的声音检查。指令的源可以改变。例如，在一个实施例中，指令的源可以源自移动设备(例如，用户通过与应用交互来发起声音测试)。然后，移动设备可以与将该指令中继到第一危害检测系统的服务通信。在另一实施例中，指令的源可以源于服务。在又一实施例中，指令的源可以源自第一危害检测系统。
可以在开始声音测试之前分别执行步骤1020和1030。在步骤1020，第一系统可以与多个危害检测系统的其余部分建立连接。例如，可以使用低功率光纤网络(例如，图6的光纤网络600)来建立连接。在步骤1030，第一系统可以对多个危害检测系统中的每一个确定声音检查开始顺序，其中，声音检查开始顺序指定每个危害检测系统何时执行其声音检查，使得危害检测系统的任何危害检测系统不会同时发出音频信号。第一系统可以对每个系统，包括其自己随机地分配声音测试开始时间，或者可以为自己分配第一测试时间片，并且随机或有目的地给其他系统分配测试时间片。在步骤1040，第一系统可以根据确定的声音测试开始顺序开始声音测试。
图11示出根据实施例的用于防止在公共结构内执行自我管理声音测试的多个危害检测系统之间的声音干扰的过程1100的流程图。过程1100可以通过第一危害检测系统来实现。过程1100示出每个危害检测系统争夺开始其自我管理声音测试的机会的情景。这个过程类似于这些设备在尝试在光纤网络上传送分组之前如何进行空闲信道评估。在步骤1110，第一系统可以接收开始至少蜂鸣器的声音测试的指令。在步骤1120，第一系统可以接入存在于多个危害检测系统之间的光纤网络。光纤网络可以类似于图6的光纤网络600。在步骤1130，第一系统可以评估在光纤网络上是否已经接收到表示任何其他危害检测系统当前是否正在进行声音检查的分组。例如，如果另一系统正在执行声音测试，则它先前已经在光纤网络上传送了通知另一系统其正在进行声音测试的分组。分组可以包含各种数据，诸如指示最初传送分组时或预期何时结束自我测试的时间戳。
在步骤1140，如果评估指示没有其他危害检测系统当前正在进行声音检查，则第一系统可以执行空闲信道评估，并且如果信道空闲，则在光纤网络上广播分组以指示第一危害检测系统正在进行声音检查。第一系统可以重复广播该分组。分组可以包含若干字段。例如，其可以包括识别分组的初始者的源字段、指定光纤网络的哪些危害检测系统是所接收的消息的预期接收者的目的地字段以及指定与声音检查有关的信息的信息字段。
如果信道未空闲，则在试图广播其分组前，第一系统可以等待直到信道空闲为止。此外，如果通道未空闲，则第一系统可以首先检查是否收到分组，这指示另一危害检测系统正在进行声音检查。在步骤1150，第一系统可以进行自我管理声音测试，并且在完成声音测试后，该分组的重复广播可以停止。如果需要，第一系统可以传送指示已经完成其声音测试的光纤消息。
图12示出根据实施例的用于在包括扬声器、蜂鸣器和麦克风的系统中进行自我管理声音测试的示例性过程1200。自我管理声音检查的目标是检查扬声器、蜂鸣器和麦克风是否起作用(即，以适当的响度和频率操作)。在步骤1210，系统可以指令扬声器和蜂鸣器接连地发出扬声器音频信号接着蜂鸣器音频信号。发出的信号可以设计得尽可能地令人愉快(或无害)，以努力提供声音测试的最佳的用户体验(如果在测试期间碰巧存在用户的话)。该系统可以提供将通过扬声器播放的信号(本文称为“boop”)和将通过蜂鸣器播放的另一信号(本文称为“bip”，其中，两个信号都生成麦克风信号。
环境噪声，包括同时进行自我测试的其他危害检测系统以及显著混响环境中的一个或多个系统均是会导致错误结果的因素。一般来说，这样的环境噪声将具有加法和卷积分量的混合。另外，麦克风的增益可以具有不同系统间改变的噪声和线性特性。在一个实施例中，声音测试可以在扬声器上生成两个boops，在蜂鸣器上生成两个bips。在一个实施例中，这些信号的时序是固定的，并且预期是在大多数环境中，声音测试能够将其信号与(包括其他危害系统)环境中的噪声区分开来。在另一实施例中，信号参数可以稍微改变，特别是每个boops和每个bips之间的时间间隔可以改变。这些变化为声音测试提供不同特征，并允许拒绝来自执行声音测试的其他系统的信号或类似环境中的声音测试信号的其他信号。
在一些实施例中，使用扬声器和蜂鸣器两者。如果是自振荡电路，蜂鸣器振幅可能不可调。在一个实施例中，可以在声音测试中使用四个音调的序列。也就是说，可以从扬声器发出两个音调，从蜂鸣器发出两个音调。可以选择扬声器音调来代表上升的八度，并且蜂鸣器音调可以被选择为短但足以确保蜂鸣器电路启动，并且不再需要蜂鸣器音调以便减少令人不快的蜂鸣声的用户体验。这四个音调序列在语法上可以被称为“boopboopbipbip”，更准确地说，是boop1、boop2、bip1、bip2。应理解到，可以使用其他音调序列来提供期望的用户体验。
图13显示用于boop1boop2bip1bip2序列的示例性时序示意图。依次示出了扬声器音调boop1和boop2。它们可以是相距八度的正弦波(例如，以d5(587hz)发声的boop1和以d6(1174hz)发声的boop2)。对boop1的攻击在时间t1后开始，以及对boop2的攻击在时间t2后开始。时间t2可以改变以增强错误信号的抑制。用于自我测试信号处理的采样速率可以是8khz。基于该频率，可以将boop1设置为频率fs/14(＝571.42hz)以及将boop2设置为fs/7(＝1142.85hz)。尽管这些频率相对于音调对d5,d6而言为约四分之一音调平坦(quartertoneflat)，但仍然保留八度关系，为大多数用户带来令人愉快的无害的用户体验。较低的音调低于扬声器的标称700hzf0，呈现约为4db的损耗。在一个实施例中，可以实时地生成boops，代替预先记录的波形。在另一实施例中，boops可以是预先记录的波形。boop1和boop2的组合持续时间可以跨越时间t3。
图13还示出与扬声器音调不同的依次蜂鸣器音调bip1和bip2。蜂鸣器可以用在振荡电路中，唯一可以调节的参数是蜂鸣器振荡器开启的持续时间以及bips之前、之间和之后的静音间隔的持续时间。在一个实施例中，由于系统处理器510和安全处理器530之间的时延，在时间t4之后，可以发起bip序列，这可以表示在boops和bips之间存在的过程间延迟。bip1可以被打开时间t5的持续时间，并且bip可以被打开达t7的持续时间，t7被可变时间t6隔开。时间t6可以改变以增强对错误信号的抑制。
再参考图12，在步骤1220，可以评估在发出扬声器音频信号和蜂鸣器音频信号期间，由麦克风监视的能量，以评定扬声器和蜂鸣器是否通过自我管理的声音检查。频谱分析仪可用于评估由扬声器和蜂鸣器发出的音频信号的频率和振幅。扬声器音频信号和蜂鸣器音频信号的评估可以被分成不同的数字信号处理测试。例如，可以独立于蜂鸣器测试来执行扬声器测试，并且可以将每个测试的结果报告为单独的测试结果。现在讨论这两个测试。具体而言，图14讨论示例性扬声器测试以及图15讨论示例性蜂鸣器测试，以及图14和15可以参照图16和17，其示出根据各个实施例进行测试的不同滤波和软件处理配置。首先简要地描述图16和17以提供对图14和15的讨论的场境，以及将适当地更详细地描述图16和17。
图16示出根据实施例的可用于进行声音测试的滤波器和处理布置1600的示例性框图。布置1600可以包括麦克风信号1601、模数转换器(adc)1602、数字滤波器级联1610、低通滤波器1614、分割滤波器1618、第一评估路径1620、第二评估路径1630、高通滤波器1615、时域能量估计器路径1660以及频域能量和频率估计器路径1670。
图17示出根据实施例的可用于进行声音测试的滤波器和处理布置1700的另一示例性框图。布置1700可以包括麦克风信号1701、模数转换器(adc)1702、第一评估路径1720、第二评估路径1730、时域能量估计器路径1760和频域能量和频率估计器路径1770。
图14示出根据实施例的用于测试扬声器是否正常工作的示例性过程1400。从步骤1410开始，当麦克风正在监视扬声器音频信号时，可以从麦克风接收麦克风信号，扬声器音频信号被表征为具有多个音调。例如，扬声器可以如上所述发出boop1和boop2音调，但应理解到，可以发出任何多个音调。在步骤1420，可以将所接收的麦克风信号滤波成多个评估路径，其中，每个评估路径与一个音调相关联。例如，在图16中，分割滤波器1618可以将所接收的麦克风信号分割成第一评估路径1620和第二评估路径1630。如所示，分割滤波器1618将麦克风信号分成两个分立的评估路径(每个用于一个音调)，但应理解到，分割滤波器1630可以被配置成将麦克风分成任何数目的评估路径，取决于多少音调被发出为扬声器音频信号的一部分。分割滤波器1618可以分离由级联滤波器1610和低通滤波器1614滤波的滤波麦克风信号。级联滤波器1610可以包括作为模数转换器硬件的一部分而包括的可编程数字滤波器(例如，陷波滤波器)。当正测试扬声器时，滤波器1610可以以第一配置被编程，并且当正测试蜂鸣器时，可以以第二配置被重新编程。低通滤波器1614可滤除评估路径不感兴趣的带外信号。例如，低通滤波器1614可以抑制从相邻危害检测单元发出的蜂鸣声。
简单参考17，评估路径1720和1730中的每一个都可以直接从adc1702接收麦克风信号。路径1720和1730每个可以包括专门为由扬声器发出的音调中的一个音调进行调谐的滤波器(分别示出为滤波器1721和1731)。滤波器1721和1731可以是例如操作为单频离散傅里叶变换的goertzel滤波器。
再参考图14，在步骤1430，可以对在每个评估路径中的经滤波的麦克风信号执行包络检测。例如，在布置1600中，可以通过检查滤波器麦克风信号的绝对值(在元件1621处)、将一阶递归平滑函数应用于该信号(元件1622)，并且在元件1623处向下采样信号，执行包络检测。如所示，第二评估路径1630可以包括与路径1620类似的元件。
在步骤1440，可以在每个评估路径中的经滤波的麦克风信号上执行最小距离分类，以确定与路径相关联的音调是否满足最小距离确定标准。在该步骤期间，过程1400可以评估经滤波的麦克风信号与预期信号有多接近。当两者之间的差最小时，则推断扬声器正确地发出了该音调。例如，在布置1600中，在元件1624处，可以基于向下采样的信号和基准(元件1629)来计算最小绝对值距离。可以在步骤1625执行最小距离计算。使用布置1600的优点是没有必要校准。
布置1700还可以确定最小距离以确定音调是否匹配预期的信号分布曲线。这由元件1722-1724和1732-1734示出，由此，下采样经滤波的麦克风信号与模板函数比较以确定是否获得最小距离。替选地，布置1700可以放弃最小距离确定并且执行阈值测试(如1725和1735所示)以确定扬声器是否正确操作。
图15示出根据实施例的用于测试蜂鸣器是否工作的示例性过程1500。从步骤1510开始，当麦克风正监视蜂鸣器音频信号时，可以从麦克风接收麦克风信号，蜂鸣器音频信号表征为具有在相同频率范围内出现的多个bips。例如，蜂鸣器可以在3-3.5khz之间操作。在步骤1520，可以估计所接收的麦克风信号的时域能量。例如，在布置1600中，能从缓冲的经滤波的麦克风信号取得时域能量。也就是说，可以通过滤波器级联1610滤波麦克风信号以提供由高通滤波器1615滤波的第二经滤波的麦克风信号。高通滤波器1615可以抑制与蜂鸣器信号不相关的带外噪声。提供第二经滤波的麦克风信号以缓冲获取触发路径1660，其可以将平滑函数(元件1662)应用于第二信号的绝对值(元件1661)。然后，可以将第二信号应用于使超过阈值的样本(例如，具有超出110dbspl的振幅的信号)传递到缓冲器的阈值触发器(元件1663)。存储在缓冲器中的样本能被用来估计蜂鸣器音频信号的时域能量。图17的布置1700可以通过评估从adc1702接收的麦克风信号来估计蜂鸣器音频信号的时域能量。
在步骤1530，可以估计所接收的麦克风信号的频域能量。例如，在图16中，可以在频域能量和频率估计器路径1670中获得频域能量。可以缓冲第二经滤波的麦克风信号(在元件1671处)，并且可以将包含在其中的样本应用于离散傅立叶变换(在元件1672处)，其输出可被用于估计频域能量(在元件1673处)。在图17中，可以在频域能量和频率估计器路径1770中获得频域能量。路径1770可以包括滤波器组1771，其在蜂鸣器音频信号的频率范围上产生若干个离散傅里叶变换结果(包括该组的每个滤波器有一个结果)。可以基于这些结果来获得频域能量。
在步骤1540，可以估计所接收的麦克风信号的频率。在布置1600中，可以通过找到由元件1672输出的最大频率来确定蜂鸣器音频信号的频率(在元件1674处)。类似地，在布置1700中，可以从滤波器1771获得频率估计。
在步骤1550，可以将估计的时域能量与估计的频域能量比较，以确定它们是否在彼此的固定百分比内，如元件1780中所示(但是从图16省略，以避免挤满该图)。可以进行该比较来验证所检测的时域和频域能量是否在带内。例如，如果时域和频域估计的能量在彼此的预定百分比之内，则它们可以被认为是带内的并且蜂鸣器正常操作，否则可以被认为是带外的并且蜂鸣器操作不正常。
在步骤1560，确定估计的频率是否在蜂鸣器音频信号的频率范围的固定百分比内。该确定在元件1790中示出(但为了避免挤满图，从图16中省略)。该确定验证蜂鸣器是否在可接受的蜂鸣器操作频率的预定范围内操作。如果在预定的范围内操作，则蜂鸣器可以被认为是以正确的频率操作，如果不是的话，则不被认为以可接受的频率操作。
与图14-17有关的上述论述依赖于由麦克风拾取的信号。应认识到，结合图14-17所教导的概念能被用来验证在危害检测单元内操作的蜂鸣器中的两个或多个蜂鸣器的操作。例如，一个蜂鸣器可以以约3khz左右发声，另一蜂鸣器可以以520hz左右发声。在其他实施例中，麦克风可以不必验证蜂鸣器和/或扬声器的操作。此外，从隐私的角度，用户可能希望关闭麦克风以增强他们的感受。现在讨论使用麦克风来验证蜂鸣器和/扬声器的操作的各种替选方案。
在一种方法中，可以使用板载超声传感器来验证蜂鸣器的操作。尽管超声传感器通常以高于人类听觉的正常范围的检测信号(例如约40khz)被调谐，但其可以拾取蜂鸣器的3-3.5khz基频的较高谐波，从而验证其操作。因此，危害检测系统可以测试其警报器是否以适当的响度发声，而不使用麦克风。由于蜂鸣器确实很响(例如，超过85分贝)，因此易于在其他传感器内生成强烈的声音和电磁信号。在一种实施方式中，蜂鸣器可以在85db@3m处，以3khz的频率发声。超声换能器(其可以在危害检测系统中用于其它用途)可以被调谐以发出和检测40khz的信号。当蜂鸣器发声时，大声声音的第11和第12次谐波(33khz和36khz)都在超声换能器的检测范围内。蜂鸣器可以具有复杂的(全谐波)波形，由此，第11、第12和其后的谐波也相当大声，因此，超声换能器可以在声音检查期间验证蜂鸣器在适当的响度操作。有利地，换能器不需要附加的电路来清楚地指示蜂鸣器正在发声。(备注)
在另一种方法中，可以使用加速度计来验证蜂鸣器正在以适当的声级操作。由于蜂鸣器以非常高的声压级发声，因此会与危害检测系统产生振动。加速度计可以检测到该振动并且提供表示振动的信号。可以评估信号以确定蜂鸣器是否正常工作。
在又一种方法中，在其中具有两个蜂鸣器的危害检测系统中，一个蜂鸣器可以被用作“麦克风”，而另一个蜂鸣器发出警报，反之亦然。同样，因为由两个蜂鸣器发出的声压级非常高，由一个蜂鸣器发出的声能可以被另一个检测器检测到。该概念可以被扩展到多个危害检测系统存在于结构内的情况。第一危害检测可使其蜂鸣器和第二危害检测系统中的蜂鸣器发声，或反之亦然。在该扩展的情况下，由于两个系统中的蜂鸣器都被调谐以发出同一常见范围(例如3-3.5khz)内的信号，所以它们可以能够更好地识别彼此的谐振频率。
在又一种方法中，危害检测系统可以利用位于远离危害检测系统定位的设备中的麦克风的使用。例如，诸如电话的移动设备具有麦克风。当执行声音检查时，危害检测系统(例如，使用蓝牙低功耗协议)与移动设备建立通信并且指令它监听由扬声器和/或蜂鸣器发出的声音。移动设备可以监听声音并且评估它们来确定声音检查是否通过。替选地，移动设备可以记录由危害系统发出的声音，并且将其提供给服务以供进一步评估和报告。
在增强抑制环境噪声的另一种方法中，可以以使得居住者的感知体验相同(或类似)的方式来改变boop1、boop2、bip1、bip2信号的参数，但信号的每一个实例足够不同，以允许会导致错误结果的自我管理的刺激和环境噪声的鲁棒区分。可以改变的信号参数包括信号的频率、施加在信号上的调制、每个单独信号的频谱以及每个信号的每个部分的相对持续时间，诸如每个信号的攻击、维持和衰减。在实践中，通过改变信号的各个时期之间的持续时间最易于利用该益处，诸如boop1和boop2的起始时期之间的持续时间，或者类似地，bip1和bip2。为变化而选择的信号参数可以通过固定的调度、从光纤网络所接收的调度或通过例如伪随机数发生器的算法装置确定的变化调度来改变。
图18是根据实施例的在危害检测器上led灯的布置模式的图示。该表示包括5个灯元件1802、1804、1806、1808和1810。可以根据模式数量来打开和关闭灯元件1800，并且每个灯元件可以循环通过不同的色调范围。每个灯元件的颜色也可以变化，以提供更多种视觉效果。
图19是根据实施例的表示通过危害检测器能够生成的四种不同视觉效果的图示。视觉效果1902是脉冲效果的表示，其可以在同时打开并关闭所有灯元件1802、1804、1806、1808和1810(图18所示)时被创建。或者，所有灯元件1802、1804、1806、1808和1810可以按照同步的方式增减所产生的光的亮度，以创建脉冲效果。
视觉效果1904表示当按照顺时针方向依次打开和关闭所有灯元件1802、1804、1806、1808和1810时能够创建的旋转效果。在一个实施例中，可以按照渐变的方式进行灯的打开和关闭。例如，在以相同亮度将灯元件1806、1808和1810打开时，可将灯元件1804逐渐关闭并将灯元件1802逐渐打开。
视觉效果1906表示当沿着边到边方向打开和关闭灯元件1800(图18所示)时能够创建的波动视觉效果。例如，在给定时间点，灯元件1810最亮，灯元件1808和1802次亮，而灯元件1806和1804最暗。之后马上，灯可以按照线性方式逐渐改变亮度，使得灯元件1804和1806最亮，灯元件1808和1802次亮，而灯元件1810最暗。
视觉效果1908表示当灯元件1800中的每个循环通过色调范围图案时能够创建的闪光视觉效果，每个灯元件的色调范围图案与所有其他灯都不同步。
图20是根据实施例的能够通过危害检测器生成的旋转视觉效果的图示。图20提供图19的旋转视觉效果1904的进一步图示。从左看到右，图20示出在旋转视觉效果的一端打开的新灯以及在旋转视觉效果的另一端逐渐关闭的其他灯。连续表现中的每个表现的阴影模式图示出在旋转序列期间旋转的灯怎样改变颜色。虽然灯元件1802、1804、1806、1808和1810每个可以具有不同的颜色，但是有色光的混合使得旋转视觉效果的颜色在视觉效果过程期间不断地改变。
图21是根据实施例的与用于通过危害检测器能够生成的闪光视觉效果的每个灯元件相关联的不同色调范围图案的图示。可以改变灯1802、1804、1806、1808和1810不同步的程度，以便产生闪光视觉效果的变化。
在不同实施例中，可以按照很多不同的方式改变上述视觉效果。例如，对于特定数量的动画周期，可以更快或更慢、更亮或更暗地进行每个效果的动画，只有一部分灯参与，并使用不同的颜色，例如白色、蓝色、绿色、黄色和红色。为了各种目的，可通过危害检测器来生成这些视觉效果。例如，特定颜色、动画、动画速度等等或者它们的组合可以表示危害检测器提供的以下警告或通知中的一个或多个：开机、选择语言、准备连接、连接到客户端、按下按钮、按下按钮进行测试、倒计时测试、测试正在进行中、测试完成、预警报、烟雾警报、一氧化碳警报、热警报、多标准警报、警报后静默、后期警报、问题、夜灯状态、复位、关机开始、关机、安全开灯、电池电量极低、电池电量严重不足、电力确认等等。
图22a-22b图示根据实施例的用于基于声音检查期间的用户输入和状态的临界性输出状态的方法2200的实施例。方法2200表示可以由诸如上述危害检测器和/或其他设备的危害检测器执行的各种块。从块2201开始，确定声音测试计时器是否到期。如果确定为否，则方法2200可以循环回到块2201的开始。如果确定为是，则可以通知用户测试即将开始。例如，可以经由他或她的移动设备上的推送通知来通知用户。在块2203，进行是否开始声音测试的确定。例如，可以给用户固定时间段来取消或确认声音测试。如果用户在块2204取消声音测试，则过程2200可以在步骤2205处于空闲。如果用户确认声音测试或者在固定时间段内未能取消，则过程2200可以进行到块2206。
在块2206，进行多个危害检测系统是否存在于公共结构或地址内的确定。如果框2206处的确定为否，则方法2200进行到块2208。如果确定为是，在块2207，则方法2200可以协调每个危害检测系统的声音测试。可以使用上文结合图9-11所述的过程实现这种协调。
在块2208处，可以执行根据本文描述的实施例的自我管理的声音测试。例如，声音测试可以确定扬声器和蜂鸣器是否正常操作。可选地，在块2208之后，在块2209，方法2202可以确定可以执行危害检测器的一个或多个组件的状态。块2208和2209的状态检查可以被划分为临界和非临界状态检查的分析。非临界状态检查可以包括确定电池是否低于第一阈值电荷水平、消息是否呈现在与危害检测器相关联的用户账户相关联的远程服务器上、危害检测器是否与互联网断开(并且先前已连接)、危害检测器是否与结构的电源断开(并且先前已连接)，和/或是否发生了一些其他问题(可以将字母数字代码分配给其他问题)。临界状态检查可以包括确定危害检测器是否已经到期，确定危害传感器是否已经失败，和/或确定电池电荷水平是否低于第二阈值(其代表与非临界电池电荷电平相关联的第一阈值相比更低的电荷电平)。
与执行块2208和2209相当，在块2210处，方法2200可以使危害检测系统显示第一光特征。例如，在状态检查期间，可以显示蓝色旋转光。
可以将块2208和2209处的状态检查的结果报告给服务(在块2211处)，使得服务可以更新例如在用户的移动设备上显示的信息。
如果在块2212处，没有状态检查导致具有否定结果的临界状态或非临界状态，则方法2200可以进行到块2215。在该块处，可以输出不存在临界或非临界状态的视觉指示，诸如使用诸如脉冲动画的平静动画的危害检测器的光的绿色照明。在块2215后，危害检测器可以不监视用户输入，诸如按钮按下或与状态有关的手势，并且可以继续到块2220以继续监视危害。
如果在块2212处，状态检查导致具有否定结果的临界或非临界状态(例如，传感器故障、电池电量低、互联网连接丢失等)，则方法2200可以进行到块2225。在块2225处，如果状态检查导致临界状态，则方法2200可进行到块2235。在块2235，可以输出指示临界状态的听觉警告状态。听觉警告状态可以包括合成或录制的口头消息。警告消息可以伴随着使用诸如黄色的指示警告的颜色来照亮危害检测器的灯。可以使用诸如黄灯的快速脉冲的动画来警示用户该危险情况。
返回到块2225，如果状态检查导致非临界状态，则方法2200可以进行到块2230。在块2230，可以输出指示非临界状态的纯视觉警告状态。警告状态可以是使用诸如黄色的指示警告的颜色来照亮危害检测器的灯。诸如黄灯慢脉冲的动画可以被用来警示用户该准危险情况。为了解确切的非临界警告，可以要求用户提供用户输入。
在块2240，可以在高达预定义的时间段内，由危害检测器监视以危害检测器的按钮按下的形式(或者启动危害检测器上的一些其他物理设备)或者由执行的手势的用户输入。例如，危害检测器可以响应于30秒内，块2230或2235处的输出状态监视输入。如果检测到用户的存在，则危害检测器的灯可以被点亮以指示这种存在，诸如通过照亮或脉冲蓝色。在块2245，可以确定是否已经接收到输入。如果否，则方法2200可以进行到块2220。如果是，则可以执行块2250。
在块2250处，可以经由听觉消息来输出临界状态和/或非临界状态。这样的消息可以包括由危害检测器输出的录制的或合成的语音。如果状态不临界，则块2250可以是首次经由音频输出该状态。如果状态是临界，则块2250可以表示至少第二次经由音频输出状态(由于块2235)。听觉输出可以伴随着使用诸如黄色的指示警告的颜色来照亮危害检测器的光。可以使用诸如黄色光的慢(对非临界状态)或快(对临界状态)脉冲的动画来警示用户该状态。在块2250后，方法2200可以返回块2245以查看是否接收到任何附加的用户输入，诸如用户是否希望重复状态。在块2240执行期间用户是否执行了手势或按钮按压可以变更在块2250处如何点亮危害检测器的光。例如，如果在块2240处接收到按钮按压，则光可以发蓝光并且以快速速度脉冲；如果在块2240处检测到手势，则光可以输出黄色波动画(其可以用作检测到手势的肯定应答)。
图23a示出根据实施例的移动设备上的用户界面显示推送通知的示例。在状态2302，用户界面可以显示通知2304，通知用户声音检查即将开始，并且警告用户声音检查会产生一些噪音。如果需要，用户可以通过与用户界面交互来选择允许或取消声音检查。例如，图23b示出用户能够访问准许控制声音检查的应用的用户界面的图示。在状态2310，用户界面呈现通知2312，其提供消息和可选选项2314和2316。如果选择跳过选项2314，并且声音检查还没有开始，则移动设备可以呈现通知2322，如图23c所示。在状态2320，通知2322可以指示跳过本月的声音检查。如果需要的话，可以向用户呈现用于定义延迟声音检查多久的选项。例如，可以允许用户延迟声音检查一小时或一天。如果选择了跳过选项2314，并且声音检查已经开始，则移动设备可以在状态2330呈现通知2332，如图23d所示。通知2330可以通知用户声音检查由于已经在进行中而不能被取消。
如果在图23b的状态2310选择允许选项2316，移动设备可以进入状态2340，如图23e所示。状态2340可以提供哪些危害检测系统正在执行声音检查的实时图形状态。例如，状态2340可以包括以图形方式示出声音检查当前正在开始的图形元素2342。例如，图形元素2342可以示出以特定颜色(例如，蓝色)的旋转光圈以指示正在执行测试。另外，元素2342可以指定正在执行多少声音检查。状态2340还可以包括指定每个危害检测系统的特定于状态的信息的危害检测标识符2344。例如，示出了三个系统(即，入口、走廊和厨房)。每个系统可以具有其自己的声音检查状态指示器2345，其可以是该危害系统的声音检查状态的图形灯表示。状态检查指示器2345可以复制当前由该危害系统显示的灯显示状态。例如，状态指示器2345可以示出旋转的蓝光以表示该系统当前正在进行声音检查。例如，状态检查2346可以示出稳定绿灯，表示厨房的声音检查完成并且通过。如果例如厨房的声音检查经历了问题，则其状态检查2346可以被显示为不同的颜色(例如，橙色)以表示存在问题。用户可以选择系统标识符2344中的任何一个来获得关于该危害系统的附加信息。
图23f示出根据实施例的示出在状态2340中选择的特定危害检测系统的详细状态信息的移动设备上的用户界面的图示。在状态2350，用户界面可以显示危害检测系统内的各种组件的状态。例如，可以通过检查(即，表示组件是好的)或者危害标志(即，表示组件可能存在问题)来识别各个组件的状态。另外，在状态2350中，用户界面可以指定何时对特定组件执行最后的测试。例如，传感器、电池和wi-fi被示出为在“3分钟前”已经进行了测试，但“警报器”和“语音”在“6个月前”进行了测试。
图24a示出根据实施例的示出另一推送通知的移动设备上的用户界面的示例。状态2410能包括通知2412，可以在用户的移动设备上示出指示声音检查完成的消息。如果用户选择通知2412，则移动设备可以呈现消息细节，如图24b或24c所示。消息细节可以提供与危害检测系统有关的相对详细的信息。例如，在图24b中，消息细节可以指定声音检查完成。由于所有的危害检测系统都通过了声音检查，则可以不能提供附加的信息。然而，在图24c中，可以提供附加信息以指示哪些系统具有警示以及哪些系统尚未提供其结果或者脱机。
图25a示出根据实施例的示出声音测试设置屏幕的移动设备上的用户界面的图示。状态2510可以包括可选元素2512、2514、2516和2518。可选元素2512可以使用户收听样本声音检查。例如，样本声音检查可以模仿实际的声音测试听起来像什么，但可以不包括响亮的蜂鸣器声音。可选元素2514可以是用户可选选项，用于实现执行定期声音检查。当元素2514打开时，可以定期执行声音检查。在一些实施例中，用户能够定义定期的基础。例如，用户可以选择每月、每季度或每半年为基础。可选元素2516可以使用户定义在执行声音检查之前是否被通知。可选元素2518可以使得用户定义可以执行声音检查的时间帧。例如，当用户选择元元素2518时，移动设备可以显示图25b的状态2520。在状态2520中，用户可以选择预定时间帧2521-2524中的一个作为执行声音测试的时间。在另一实施例(未示出)中，可以向用户提供手动定义可以执行声音测试的时间帧的选项。
图26a-26c是用于在远离危害检测器的移动设备上进行危害检测器的声音测试的过程2600的一个实施例的交互流程图。流程图示出三个组件之间的交互：移动设备、计算机服务器系统和危害检测器。
在块2602处，移动设备接收开始声音检查的命令。例如，用户可以在访问应用或与推送通知交互之后，选择发起在移动设备上显示的声音检查图标。参见图27a，作为说明性示例。在块2604，移动设备可以将声音检查命令传送到计算机服务器系统。替选地，在块2603，危害检测器可以接收开始声音检查的命令。在块2605处，可以将声音检查命令传送到计算机服务器。在块2608处，移动设备可以显示连接指示符以示出正在与一个或多个危害检测系统进行连接。参见作为示例性例子的图27b。
在块2610，服务器系统可以确定是否可以执行声音测试。如果确定为否，则在块2612处向移动设备传送错误消息。在块2614，接收错误消息并且在块2616处显示。如果块2610处的确定为“是”，则在块2618，过程2600确定是否存在多个危害检测系统。如果否，则在块2620处，与租借危害检测系统建立连接，并且如果是，则与每个危害检测系统建立连接。在块2624，可以将连接状态传送到移动设备。
在块2626处，移动设备接收连接状态并在块2628处显示状态。在块2630处，计算机服务器系统确定是否对每个危害检测系统进行成功的连接。如果确定为“否”，则可以(向移动设备)传送哪些危害系统未连接的指示。移动设备可以在块2634接收该指示并且在块2636显示哪些系统没有连接。如果在块2630的确定为是，则计算机服务器可以传送正在发起测试的指示。移动设备可以在块2640接收该指示并显示正在测试哪些危害系统。例如，移动设备可以显示与正被测试的每个危害系统的名称相邻的旋转的蓝色灯，类似于图23e中所示的。
在块2644，计算机服务器可以协调每个危害系统的声音测试的激活，并且在块2646处将开始指令传送到每个危害系统。危害检测系统可以在块2648处接收开始指令。在块2650，危害检测系统可以显示第一光特征。第一光特征可以指示系统正在执行测试。例如，系统可以显示旋转的蓝色圆圈。在块2652处，系统可以执行声音检查。可选地，在块2654处，系统可以执行系统中的其他组件的自我测试。在步骤2656，可以将结果传送给计算机服务器。危害系统可以基于测试结果显示第二光特征。例如，如果测试成功，则可以显示稳定绿色圆圈。如果结果没有通过，可能会显示橙色或红色的圆圈。
在块2662处，计算机服务器可以从每个危害检测系统接收结果，并且在块2664将这些结果中继到移动设备。移动设备可以在块2666处接收结果并且在块2668处显示它们。例如，移动设备可以显示类似于图27c和图27d中所示的结果。
图27a示出示例性用户界面屏幕2700，其中，用户可以选择元素2702以开始声音检查。图27b示出示例性用户界面屏幕2710，用户界面屏幕2710图示出与各种危害检测系统进行连接。图27c示出示例性用户界面屏幕2720，其通知用户声音测试即将开始。如果需要，可以为用户呈现取消测试的机会。屏幕2720示出具有从其发出的声波2723-2725的示例性系统2722。声波2723-2725可以以动画方式显示，以示出声波正在移动。例如，可以首先显示波2723，然后显示波2724，之后是波2725。图27d示出用户界面屏幕2730中的示例性倒数计时器。图27e示出指示一个或多个危害系统的报告状态的示例性用户界面屏幕2740。如所示，入口和走廊系统与绿灯状态指示器相关联，并且厨房系统仍在测试中。图27f示出指示一个或多个危害系统的报告状态的示例性用户界面屏幕2750。例如，入口和走廊系统与黄色警示符号相关联。
参考图28，示出专用计算机系统2800的实施例。例如，一个或多个智能组件可以是专用计算机系统2800。这样的专用计算机系统2800可以并为本文所述的危害检测器和/或任何其他计算机化设备，诸如，远程服务器、智能恒温器或网络的一部分。通过指示计算机系统执行上文所述方法和组件的动作的计算机程序产品，可以实现所述方法和系统。每个这样的计算机程序产品都可包括在引导计算机系统的处理器执行对应动作的计算机可读介质上具体实施的指令(代码)集。可将指令配置为按照连续顺序运行，或者并行运行(诸如在不同的处理线程下)，或者是它们的组合。在将计算机程序产品加载到通用计算机系统2800上后，将其转换为专用计算机系统2800。
专用计算机系统2800能包括计算机2802、耦接到计算机2802的监视器2806、耦接到计算机2802的一个或多个附加用户输出设备2830(可选)、耦接到计算机2802的一个或多个用户输入设备2840(例如键盘、鼠标、轨迹球、触摸屏)、耦接到计算机2802的可选通信接口2850、存储在计算机2802的有形计算机可读存储器中的计算机程序产品2805。计算机程序产品2805指示计算机系统2800执行上述方法。计算机2802可包括经由总线子系统2890与多个外设通信的一个或多个处理器2860。这些外设可包括用户输出设备2830、用户输入设备2840、通信接口2850、以及存储子系统，诸如随机存取存储器(ram)2870和非易失性存储驱动2880(例如盘驱动、光驱、固态驱动)，它们的形式是有形的计算机可读存储器。
可将计算机程序产品2805存储在非易失性存储驱动2880或者计算机2802可访问的另一个计算机可读介质中，并加载到随机存取存储器(ram)2870中。每个处理器2860可包括微处理器，诸如来自或者advancedmicrodevices,
用户输入设备2840包括向计算机2802输入信息的所有可能类型的设备和机构。它们可包括键盘、小键盘、鼠标、扫描仪、数字绘图板、并入显示器的触摸屏、音频输入设备(诸如语音识别系统、麦克风)以及其他类型的输入设备。在不同实施例中，用户输入设备2840通常具体实施为计算机鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、无线遥控、绘图平板、语音命令系统。用户输入设备2840通常允许用户经由诸如点击按钮等等的命令来选择监视器2806上出现的对象、图标、文本等等。用户输出设备2830包括从计算机2802输出信息的所有可能类型的设备和机构。它们可包括显示器(例如监视器2806)、打印机、非视觉显示器，诸如音频输出设备等等。
通信接口2850提供到其它通信网络，诸如通信网络2895和设备的接口，并可充当往来于其他系统、wan和/或互联网1218接收并传送数据的接口。通信接口2850的实施例通常包括以太网卡、调制解调器(电话、卫星、电缆、isdn)、(异步)数字订户线(dsl)单元、
ram2870以及非易失性存储驱动2880是被配置为存储诸如本发明的计算机程序产品实施例的数据的有形计算机可读介质的示例，包括可执行计算机代码、人类可读代码等等。其他类型的有形计算机可读介质包括软盘、可移动硬盘、光存储介质(诸如cd-rom、dvd、条形码)、半导体存储器(诸如闪存、只读存储器(rom))、电池支持的易失性存储器、网络存储设备等等。可将ram2870以及非易失性存储驱动2880配置为存储提供本发明的各种实施例的功能性的基本程序和数据结构，如上所述。
可将提供本发明的功能性的软件指令集存储在ram2870以及非易失性存储驱动2880中。可通过处理器2860执行这些指令集或代码。ram2870以及非易失性存储驱动2880也可以提供存储库来存储根据本发明使用的数据和数据结构。ram2870以及非易失性存储驱动2880可包括多个存储器，包括存储程序执行期间的指令和数据的主随机存取存储器(ram)，以及其中存储固定指令的只读存储器(rom)。ram2870以及非易失性存储驱动2880可包括文件存储子系统，提供程序和/或数据文件的永久(非易失性)存储。ram2870以及非易失性存储驱动2880还可包括可移动存储系统，诸如可移动闪存。
总线子系统2890提供这样的机制，允许计算机2802的各种组件和子系统根据需要相互通信。虽然将总线子系统2890示意性地示出为单个总线，但是总线子系统的替选实施例可以利用计算机2802内的多个总线或通信路径。
应注意到，上面讨论的方法、系统和设备仅仅是示例。必须强调的是，各种实施例可以适当地省略、替换或添加各种程序或组件。例如，应认识到，在替选实施例中，所述方法可以以与所述顺序不同的顺序执行，并且可以添加、省略或组合各个步骤。而且，关于某些实施例描述的特征可以组合在各种其它实施例中。实施例的不同方面和要素可以以类似的方式组合。此外，应当强调的是，随着技术演进因此许多元素是示例，而不应当被解释为限制本发明的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对实施例的全面理解。然而，本领域普通技术人员将理解到，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些实施例。例如，公知的过程、结构和技术已经在没有非必要细节的情况下被示出以避免对实施例造成混淆。该描述仅提供示例实施例，并不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。相反，实施例的前述描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的实施例的支持性描述。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对要素的功能和布置进行各种改变。
应认识到，尽管所述的用于在适宜时间发出危险检测器的直观状态信号的方法和系统针对特定设备场境而言特别有利，其原因在于：危险检测器表示重要的生命安全设备；危险检测器可能被置于住房内的许多房间中；危险检测器可能被良好定位以便从这些房间中的许多位置查看，包括从灯开关附近；以及危险检测器通常不会具有完全设备内置的图形用户界面，但能够非常容易配备非图形却简单且具有视觉吸引力的设备内置用户界面元素(例如可简单按下的按钮，呈某种形状的设备内置光照)，并且进一步针对仅采用电池的危险检测器情况下的功率限制，希望的是，使得使用最少量的电力来进行状态通信，但本公开的范围不限于此。相反，所述的用于在适宜时间发出直观状态信号的方法和系统可广泛应用于各种智能家居设备中的任一设备，诸如上文参照图15所述的那些，包括但不限于恒温器、环境传感器、运动传感器、居住传感器、婴儿监视器、遥控器、密钥卡遥控器、智能家居交换机、安全键盘、生物识别访问控制器、其他安全设备、相机、麦克风、扬声器、基于飞行时间的led位置/运动感测阵列、门铃、对讲机设备、智能灯开关、智能门锁、门传感器、窗传感器、通用可编程无线控制按钮、包括夜灯和情景光照的光照器具、智能电器、娱乐设备、家居服务机器人、车库开门器、开门器、百叶窗控制器、其他的机械致动设备、太阳能电源阵列、户外过道光照、灌溉设备、草坪护理设备或者其他的智能家居设备。尽管可广泛应用于这样的智能家居设备中的任一设备，但所述方法和系统中的一个或多个在应用于以下设备场境内时变得更加有利，即设备可能具有更多限制性的设备内置用户界面的性能(例如没有图形用户界面)并且/或者具有电力限制，使其更适于使用最少量电力进行状态通信，同时位于住家内相对较容易看得见的位置和/或便于通过的位置。通过阅读本公开，本领域技术人员能够在上述智能家居设备中的一个或多个场境内应用本发明的方法和系统。此外，应注意的是，实施例可以被描述为被绘作流程图或者框图的过程。尽管每个图可以将操作描述为顺序过程，但操作中的许多操作能够被并行或同时执行。此外，操作的顺序可以被重新布置。过程可以具有不包括在附图中的附加步骤。
参照图1-28描述的任何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设备，计算机系统此后可读取数据或指令。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设备。计算机可读介质还可通过联网的计算机系统分发，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设备通信到另一个电子子系统或设备。计算机可读介质可实施计算机可读代码、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一个或多个特征的信号。
应理解到，本文中讨论的任何或每个模块或状态机可被设置为软件构造、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设备执行的诸如程序模块的计算机可执行指令的一般场境中描述状态机或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，可添加附加模块，并且可改变某些模块的互连。
鉴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清楚本发明的许多改变和修改，应理解到，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，参考优选实施例的细节并不旨在限制其范围。
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