安全和/或监测设备及系统的制作方法
【专利说明】安全和/或监测设备及系统
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2013年4月23提交的美国临时专利申请N0.61/815，223的权益，该临时专利申请已经转让给本申请的受让人，并且通过引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本申请涉及家庭安全和监测设备及系统，更具体而言，涉及包含多个传感器的家庭安全和监测设备及具有学习能力的系统。
【背景技术】
[0004]家庭安全系统通常包括门禁，在系统工作时，如果门被打开，则该门禁能够触发诸如警笛之类的可听见的声音。该门禁能够在门被打开的时候两个表面之间的接触断开时触发。可以在窗户上提供类似的接触，以在系统工作的时候窗户被打开时触发警报。还可以提供传感器以检测窗户的玻璃何时破损。除了触发警笛或其它声音来警告家中的居住者之外，家庭安全系统可以向呼叫中心通知警报已被触发。用户可以向与呼叫中心进行通信的设备输入代码，以向呼叫中心通知一个警报是假警报。呼叫中心还可以对家庭进行呼叫以查询一个警报。如果用户未响应，则呼叫中心可以报警。这种家庭系统易于出现假警报，这会使住户和邻居厌烦，并且会浪费诸如警察局和消防局之类的相关部门的时间和资源。其它类型的家庭安全设备也是已知的，诸如火、烟雾以及一氧化碳检测器。通常，这些设备是由用户进行管理和设置的，并且在触发时提供警笛或其它声响。
[0005]网络摄像机可以被提供用于监测儿童、保姆、以及家中的其它活动。网络摄像机提供了需要审核的大量常常无关的视频，即使使用快速前进功能，这也是耗时的。
[0006]家庭自动化系统允许远程控制灯光、温控器以及安全设备。
【发明内容】
[0007]没有已知的集成设备包含视频及一个或多个传感器，其中，该集成设备能够提供对在一物理地点(诸如家中、办公室或其它地点)内所发生的事情的更完整的了解。
[0008]依据本发明的实施例，一种设备可以通过Wifi或其它无线通信在一个或多个流中同时向处理系统发送音频、视频和/或传感器数据以便进行分析。例如，该处理系统可以是分立实体或者可以是基于云的系统。如下面所描述的，该设备中的传感器可以包括温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、运动检测器和/或其它传感器。由于可以对来自多个或所有传感器的同时的数据一起进行分析，因此与当(如在已知的现有技术中)对来自单个传感器的数据进行分析时相比，可以开拓出对在一地点所发生的事情的更完整了解。该设备可以例如包括摄像机(用于视频)、麦克风(用于音频)、被动红外传感器(用于检测运动)、以及生命安全传感器(诸如空气质量监测传感器、二氧化碳监测传感器、温度监测传感器、湿度监测传感器和/或其它空气质量或大气传感器)。在该设备中提供了一个处理设备，因此在家中不需要额外的处理设备。
[0009]通过一个设备中的多个传感器，该设备能够将同时来自这些传感器的数据馈送的进行组合，以创建在一个地点内所发生的事情的清晰画面。例如，通过在与温度传感器相同的设备中放置视频馈送，能够确定人的运动或人的动作是否影响给定地点的温度。该设备可以由于该设备的物理接近度而收集精确的读数，并且当通过Wifi和/或蜂窝网络将读数和数据包含在同一数据流中时可以提供更准确的读数和更即时的数据。同时的传感器馈送还意味着用户能够具有从任何给定的时间的音频、视觉以及来自物理场所的传感器读数的完整画面，并且更加精确地检测到变化的模式或从一个传感器或活动对另一传感器或活动的影响。
[0010]依据本发明的实施例，所结合的功能有助于确定在一地点内的正常事物和不同寻常的事物。这有助于减少假警报，以及识别用户想要和/或需要获知的事件。
[0011]本发明的实施例提供了一种基于网络的(诸如基于云的)到因特网的公共安全层，其由集成化和智能化设备来驱动，该设备例如用于将个人与家庭、其它个人、以及对该个人而言重要的场所相联系，使得能够无后顾之忧，感到安全、安心，并能检测到背离常态的情况。
[0012]依据本发明的另一个实施例，可以定义虚拟邻居社区，以允许人们通过警报和基于通知的动作来相互照顾，从而例如对生命安全事件和其他事件进行阻止、反应和响应。
[0013]所结合的功能提供了对在一地点所发生的事情的特殊视角，具体地，识别正常事物和不同寻常的事物。同样，本发明中的许多单个元素(如在此概述的)是处理安全、连通性、个人福利以及安保等旧问题的新方式。
[0014]在这个方面，该安全设备促进了用户通过对当该设备被驱动时来自其地点的连续信息的收集来监测物理场所。
[0015]这些信息由所述设备和/或处理系统(诸如基于云的处理系统)进行分析，以确定是否发生了用户所感兴趣的事件。用户可以例如是家庭中的一个或多个成员。例如，可以有一个(或多个)主要用户以及后备用户，该主要用户接收涉及在一地点中发生的事件的最初通知，并且确定何时发送通知，该后备用户由主要用户指定，以便在主要用户未做出响应时接收通知。
[0016]感兴趣的事件可以是负面事件，诸如安保或安全事件，例如包括危及生命的事件(诸如火灾或袭击者)。感兴趣的事件也可以是中性或正面事件，诸如观察一个人的孩子。依据本发明的实施例，感兴趣的事件还可以是不同寻常的事件，诸如不认识的人进入家中或认识的人在不期望的时间进入家中。事件的全局重要性可以由单个用户以及从众多用户汇总的信息两者来确定。因此，该设备充当将物理场所连接到网络以及基于因特网/云的服务的入口。
[0017]可以通过多种方式来定义事件。例如，可以由系统通过定义针对温度的阈值、温度变化率、空气质量或运动来定义事件。在定义事件时，系统可以例如考虑从位于众多地点的大量设备收集到的源自人群的信息。应用于特定用户的源自人群的信息可以从处境类似的用户中得到，诸如，纽约市内的一居室公寓中的用户、华盛顿特区外的郊区家庭的用户等。例如，基于来自与特定用户临近的地点的源自人群的信息，系统14可以学习并且应用针对单个传感器的标准(诸如，阈值)，以及针对该用户的传感器的组合。
[0018]事件也可以由单个用户输入来定义，该用户输入允许用户实质上对设备进行“编程”以学习用户的个人偏好以及用户如何从安保和安全的角度进行交互。用户可以向系统提供输入以定义正常或可接受的动作和/或确认或修改系统定义的和/或源自人群定义的事件。
[0019]依据本发明的另一实施例，所述设备和/或系统记录一系列事件，例如包括来自传感器(或多个传感器)的、基于超过/低于阈值或不同寻常的事件被识别为感兴趣的数据。然后，该数据被发送到处理系统，除了其它方面之外，该处理系统确定事件发生的时间、谁在家中或处于该地点、或该时间何时发生。在一天的过程中发送的各个通知可以例如在用户设备上以事件的时间线的形式显示给用户，使得用户能够监测在该地点已发生的活动。这进一步有助于用户了解在一地点内发生的事件。
[0020]在许多家庭中，尤其在公寓或较小的单位中，可以使用单个安全/监测设备。在较大的地点中，诸如大型房屋、走廊、以及具有多间房屋的家庭，可以使用多个设备。
[0021]在本发明的实施例中，该设备连接到家庭网络或者通过用户的智能手机、其它移动设备和/或计算机直接连接到用户。该设备可以持续不断地收集数据，这意味着该设备是针对在单个地点内发生的事件，以及用于确定是否有任何超乎寻常的持续的信息源。或者，用户可以在期望时直接地或者通过其智能电话等远程地关闭该设备。
[0022]依据本发明的实施例，对所收集的数据的处理可以在所述设备上和/或在处理中心中进行。例如，可以从设备(诸如通过视频、音频以及运动感知)执行与进行确认相关的分析，以确定是否有事件发生以及是否应当通过网络向处理中心发送数据以便作进一步分析。然后，处理系统确定该设备的范围内的事件或事故是否是该设备的所有者所感兴趣的，例如，这可以通过事件或事故是与正常情况相背离的或者通过对家中发生的事情深入了解的另一事件来确定。通过接收并分析来自多个传感器的传感器数据，可以使用来自一个或多个传感器的输入来确定是否有值得通知该设备的所有者的事故或事件。
[0023]在本发明的实施例中，处理系统通过网络直接与用户或一组用户、或者与该用户的后备朋友或家人、或者与指定的能帮助该用户响应该事件的政府或私营机构(诸如警察局和消防局)进行通信。通知可以以诸如电子邮件、文本信息、或电话呼叫之类的直接通信的形式，通过基于网络的专用于公共安全官员或第一响应者的入口或者通过可被选出的个人进行访问的软件应用而进入。具有来自物理地点的即时反馈可以极大地减少响应所需的时间量，并使得有关部门能够帮助挽救生命。
[0024]依据本发明的实施例，所述设备不需要任何安装或到墙壁或有线家庭系统的连接。另外，依据特定实施例的设备不需要专业的安装人员或根本不需要任何安装。不需要连接到墙壁或有线家庭系统(尽管这为一种选择)。所述设备不需要永久或半永久地附着到诸如墙壁、门框、门、地板、天花板或窗户之类的表面(尽管如果期望则这为一种选择)。依据本发明的实施例，所述设备可以例如被放置在诸如地板、桌子、或书柜的表面上。
[0025]依据一个实施例，所述设备可以通过Wifi或通过另外的网络(诸如来自蜂窝运营商的3G或4G服务)连接到因特网，并通过该连接执行监测、安保和/或安全系统以及家庭连接的设备的所有必要功能。
【附图说明】
[0026]图1是依据本发明的实施例的安全系统的示例；
[0027]图2是依据本发明的实施例的监测/安全设备的示例的框图；
[0028]图3是图1的设备的另一示例的框图；
[0029]图4是图1的设备的框图的另一示例；
[0030]图5是依据本发明的实施例的监测/安全设备的立体图；
[0031]图6是依据图5的实施例的设备的底部图；
[0032]图7是依据图5的实施例的设备的后方立体图；
[0033]图8是依据图5的实施例的设备的正视图；
[0034]图9是依据图5的实施例的设备的主板的正面立体图；
[0035]图10是依据图5的实施例的设备中在摄像机光学器件前提供的盘片的正视图；
[0036]图11是依据图5的实施例，移除了 PIR镜头的主板的立体图；
[0037]图12是依据图5的实施例的主板、底板以及天线板的后方立体图；
[0038]图13是依据图5的实施例的设备的剖视图；
[0039]图14是依据图5的实施例的设备的顶部视图，其示出了蓝牙天线、WiFi天线以及电容式开关；
[0040]图15是依据图5的实施例的主板的视图，其示出了用于IR过滤器的致动器；
[0041]图16是依据本发明的实施例，在图像传感器前面的针对选择性布局的两个IR过滤器的示意图；
[0042]图17A-17C示出了依据本发明的实施例的设置过程的示例的流程图；
[0043]图18和19示出了响应于设备检测到的事件，所述设备和系统的操作的方法的示例的流程图；
[0044]图20A是依据本发明的实施例，当检测到事件时，所述设备和/或系统的操作的方法的示例的另一流程图；
[0045]图20B是依据本发明的实施例的学习过程的另一示例；
[0046]图21是依据本发明的实施例，所述设备在视频处理时涉及的组件的示例的示意图；
[0047]图22是依据本发明的实施例，所述系统在视频处理时涉及的组件的示例的示意图；
[0048]图23是依据本发明的实施例，提供给主要用户的用户设备、由应用所显示的通知的示例；
[0049]图24是依据本发明的实施例，在用户设备上显示表明有人到家以及何时到家的通知的示例；
[0050]图25是依据本发明的实施例，可以由用户设备根据从所述系统和/或设备接收的数据，通过应用显示的事件的时间线的示例；
[0051]图26是依据本发明的实施例的通知的时间线；以及
[0052]图27是依据本发明的实施例的用于从系统获得视频剪辑的方法的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0053]图1是依据本发明的实施例的安全系统10的示例。在该示例中，系统100包括一个或多个监测/安全设备10，每个监测/安全设备10被放置在住宅12内的一个或多个位置。可以根据各个房间的大小、活动和/或关注的住宅的区域、期望的安全程度、进入住宅的入口的位置、儿童玩耍的地方、婴儿、儿童、老人或病人睡觉的地方等，来将一个或多个设备10放置在住宅12的单个房间14中或多个房间中。
[0054]在图1的示例中，一个设备被放置在房间14的一个角落附近，另一设备被放置在该同一房间内的相对角落附近的一个桌子上。也可以将一个或多个设备放置在该住宅的其它房间内。设备10也可以在办公楼、商店、个人办公室、医院和收容所、以及期望进行监测和/或关注住宅安全的任何其它地点中使用。例如，设备10也可以被放置在诸如后院、凉台、露台等室外地点。如上面提到的，不需要进行安装而将设备10附着到例如墙壁、门框、门、地板、天花板或窗户(尽管如果期望这可以是一个选择)。设备10可以被放置在诸如地板、桌子、书桌、书架等平面上。
[0055]在这个示例中，住宅12中的一个或多个设备10通过网络16与安全处理系统14进行通信。例如，网络16可以是因特网。设备10可以诸如通过WiFi无线地或者例如通过以太网与网络16进行通信。安全处理系统14可以例如包括处理设备18和数据库20。处理设备18可以例如包括一个或多个计算机或服务器。还可以提供多个数据库20。安全处理系统14可以是连接到网络16的分立实体，或者其可以是例如基于云的系统。所引用的“云”或“基于云”的系统或网络指的是公知的通过基于云的应用来进行操作的分布式网络。
[0056]图1还示出了在住宅12外的具有用户设备24的主要用户22，用户设备24能够经由网络16 (例如通过WiFi和/或蜂窝网络)来无线地与设备10和/或安全处理系统14进行通信。主要用户22是具有对设备10和系统14的完整访问权限的用户。主要用户22有能力设置偏好以及定制设备10和/或系统14的活动。家庭用户是居住在住宅12中的家庭成员或其它人或者以其它方式与该位置相关联(诸如办公室)的人、定期地(诸如每天)与设备10和/或系统14交互的人。主要用户22的一个重要功能是接收涉及由设备10检测到的住宅12的状态的信息和通知(包括潜在严重的和危机生命的情况的通知)以及对其进行响应(包括指令设备10和/或系统14如何对由设备10检测到的数据做出反应)。
[0057]主要用户22可以在住宅12附近、在其工作地点、或在能够访问网络16的任何其它位置。用户设备24可以是移动处理设备，诸如智能电话或平板电脑。用户设备24还可以是住宅12中或住宅12外(诸如办公室)的桌面型或膝上型计算机。用户22可以具有能够与设备10进行通信的多个设备。
[0058]图1还示出了具有其自己的用户设备24的后备联系人26。当主要用户22未对系统14提供的通知做出响应时，后备联系人26具有与系统14的有限交互。主要用户22在设置期间、以及在其它时间有选项来选择或邀请后备联系人。主要用户22确定后备联系人接收通知时的环境。在大多数情况下，当主要用户22或家庭用户无法响应通知时，将会向后备联系人发送通知，并且该后备联系人有机会解决该事件。在一个示例中，接受邀请的后备联系人将被重定向到网页入口以创建账户。当后备联系人通过文本或电子邮件接收到通知时，将其带往唯一的URL，并向其呈现关于触发该通知的事件的信息，并且该后备联系人有能力基于主要用户偏好来响应该事件通知。
[0059]多个后备用户可以一起工作来解决事件。在一个示例中，主要用户22可以选出3个后备联系人，并且当需要的时候(例如，当主要用户与其所指定为第一后备的人正在度假)还能够不时地改变后备人员的名册。用户能够基于数字顺序在哪个后备联系人在事件升级以后接收通知之间进行切换，例如，后备联系人1是接收升级的通知的第一后备联系人，此后，如果后备联系人1未能解决该事件，则后备联系人2将接收该通知。主要用户22设置联系人之间的升级延迟。
[0060]另外，设备10、安全处理系统14和/或主要用户22和后备联系人26例如可以通过网络16与第一响应者(诸如警察28、消防局30和/或救护服务32)进行通信。或者，设备10、处理系统14和/或用户设备24可以通过网络16或其它网络(诸如电话网)与呼叫中心30进行通信，呼叫中心30进而可以与警察26、消防局28、救护服务30和/或本文描述的其它实体进行通信。例如，该呼叫中心可以通过向主要用户22和后备联系人26的各自的用户设备24发送文本、电子邮件和/或电话呼叫来向主要用户22和后备联系人26发送通知。例如，系统14还可以联系家庭或办公室邮件地址或电话号码。
[0061]如果主要用户22未响应涉及其住宅12的通知，例如，可以联系一个或多个后备联系人26。如果后备联系人或多个后备联系人26未进行响应，则系统14可以依据情况指令呼叫中心34联系警察28、消防局30和/或救护服务32，或者可以由系统14直接联系这些实体。然后，系统14或呼叫中心34可以试图联系该主要用户22，以向该用户通知发生潜在的事件和活动。
[0062]图2是依据本发明的实施例的监测/安全设备10的示例的框图50。在这个示例中，设备10包括主印刷电路板(“PCB”)52、底印刷电路板54、以及天线印刷电路板56。处理设备58 (诸如中央处理单元(“CPU”))被安装到PCB 52。该处理设备可以包括数字信号处理器(“DSP”)59。CPU 58可以是例如Ambarella数字信号处理器(可从SantaClara, California 的 Ambarella 公司购得)。
[0063]摄像机的图像传感器60、红外发光二极管(“IR LED”)阵列62、IR截止滤波器控制机构64(用户IR截止滤波器65)、以及蓝牙芯片66被安装到主板52的传感器部分68，并且向处理设备58提供输入和/或接收来自处理设备58的输入。主板52还包括被动IR(“PIR”)部分70。安装到被动IR部分70的是PIR传感器72、PIR控制器74(诸如微控制器)、麦克风76、以及环境光传感器80。存储器82 (诸如随机存取存储器(“RAM”))和闪存84也可以安装到主板52。警笛86也可以安装到主板52。
[0064]湿度传感器88、温度传感器90 (如下所述，其可以包括组合的湿度/温度传感器)、加速度计92、以及空气质量传感器94被安装到底板54。扬声器96、红/绿/蓝(“RGB”)LED 98、RJ45或其它这种以太网端口 100、3.5mm音频插口 102、微型USB端口 104、以及重置按钮106也被安装到底板54。可以选择性地提供风扇108。
[0065]蓝牙天线108、WiFi模块110、WiFi天线112和电容式按钮114被安装到天线板56 ο
[0066]这些组件可以被安装到不同的板。例如，如下面讨论的附图中示出的，WiFi模块110可以被安装到主板52。
[0067]图3是设备10的另一示例的框图120，设备10包括两个印刷电路板:面板(side)PCB 122和底面(lower)PCB124。图2和图3A中的公共的组件用公共的编号标记。在这个示例中，CPU 126和微控制器、连同蓝牙低功耗(“BLE”)天线108、WiFi天线112、IR LED阵列62、广角镜头132、环境光传感器80、PIR传感器72、加速度计92、电容性开关114、麦克风76和扬声器96被安装在面板PCB 122。在底面PCB 124上提供了 RGB LED 98、湿度传感器88、温度传感器90、二氧化碳(C02)传感器134、一氧化碳传感器136、警笛86、以太网端口 100、音频插口 102、微型USB端口 104、以及重置按钮106。
[0068]图4是设备10的框图的另一示例150。图2和图3中的公共的组件用公共的编号标记并且不再讨论。图4还示出了连接到CPU 126的蜂窝无线电装置152和视频编码器154。电源管理芯片156连接到CPU 126和微控制器128两者。AC电源158和电池160连接到电源管理芯片。压力传感器162连接到微控制器164。
[0069]图5是依据本发明的实施例的监测/安全设备10的立体图。设备10包括外壳202和前面板204。在这个示例中，面板204包括位于图像传感器60的前面的第一窗口 206。第二窗口 208 (在该示例中其为矩形)位于红外LED阵列62的前面。开口 210位于环境光检测器80的前面，并且开口 212位于麦克风76的前面。例如，前面板204可以包括黑色丙烯酸塑料。在该示例中，对于大于800nm的近IR，这种黑色塑料丙烯酸面板204可以是透明的。
[0070]还示出了设备10的顶部220。顶部220包括出气口 224，其通过顶部以允许空气流出设备10。图6是设备10的底部视图，其示出了底部226和进气口 228，用于允许空气流入设备10。例如，设备10的顶部220和底部226可以是在装配期间附着到外壳202或内壳的分离的塑料件。空气通过底部、进气口 228而经过设备10，在其中吸收来自设备的内部组件的热量，并且通过顶部、出气口 228排出。在这个示例中，热空气通过对流上升通过设备10，使得空气从底部气口被吸入设备内，并通过顶部气口 220排出。可以提供风扇108 (例如，图2)来通过底部、进气口 228将外部空气吸入设备10内，并且通过顶部以及出气口 224将空气排出设备。
[0071]气口 22