智能感知设备及感知系统的制作技术

本技术公开了一种智能感知设备及感知系统，所述感知设备包括：具备多个传感器的传感器单元、与数据平台相连接的无线通信模块、存储模块、以及处理模块；所述处理模块与所述传感器单元、无线通信模块和存储模块相连接；所述处理模块根据加速度传感器的检测结果并利用预设检测算法来获知用户的运动情况；所述感知设备具有多种模式，不同模式对应不同的预设检测算法，用户通过对感知设备进行模式设定来对所述预设检测算法进行选择；本技术所述感知设备能耗极低，能够实现与数据平台的互联，且支持多种传感器的接入，稳定性和灵敏度均较高，存储能力强。

权利要求书1.一种智能感知设备，其特征在于所述感知设备包括：具备多个传感器的传感器单元、与数据平台相连接的无线通信模块、存储模块、以及处理模块；所述处理模块与所述传感器单元、无线通信模块和存储模块相连接；所述传感器单元包括：温度传感器、湿度传感器、环境光传感器、磁场传感器、加速度传感器和震动传感器中的至少两个；所述无线通信模块至少包括WIFI芯片；所述处理模块根据加速度传感器的检测结果并利用预设检测算法来获知用户的运动情况；所述感知设备具有多种模式，不同模式对应不同的预设检测算法，用户通过对感知设备进行模式设定来对所述预设检测算法进行选择。

2.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于，所述传感器单元还包括：风速传感器、pH值传感器、光照度传感器、溶解氧传感器、二氧化碳传感器、空气质量传感器、门磁传感器、噪声传感器中的至少一个；所述感知设备还包括与处理模块相连接的USB串口转换模块、模式转换开关、电压转换模块、稳压模块和时钟模块。

3.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述处理模块通过存储结构体对接收到的传感器单元输出的传感器数据进行存储；每一存储结构体包括多条采用分隔符进行分隔的数据，每条数据中具有传感器数据、以及相应的传感器数据接收时间戳信息和传感器类型信息；所述处理模块将各存储结构体按照创建顺序依次排列后形成数据流，并根据预设上传周期将所述数据流上传至所述数据平台；所述处理模块还根据接收到的预设中断信息将相应的传感器数据直接上传至数据平台。

4.根据权利要求3所述的智能感知设备，其特征在于所述处理模块在对接收到的传感器单元输出的传感器数据进行存储之前，先对所述传感器数据进行CRC校验，并对通过CRC校验的传感器数据进行存储，以及对未通过CRC校验的传感器数据读取CRC校验错误值。

5.根据权利要求3所述的智能感知设备，其特征在于，在所述数据流或传感器数据上传至数据平台后，所述处理模块将感知设备中存储的对应数据删除；当所述处理模块需要向数据平台上传数据流或传感器数据时，首先通过无线通信模块进行WIFI连接，当WIFI连接成功时，处理模块进行待上传的数据流或传感器数据的读取操作，若读取成功则进行所述感知设备与数据平台之间的连接，同时处理模块执行看门狗监视程序；所述数据平台能够向所述感知设备发送指令，所述感知设备通过向数据平台发送删除所有指令队列的操作信息以实现不进行新指令的接收。

6.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于，所述感知设备的时钟与数据平台的时钟保持同步；所述处理模块内置实时操作系统RTOS；所述处理模块采用内部集成有AD采样电路的处理器；所述AD采样电路包括相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻；所述第二分压电阻在所述AD 采样电路进行采样时一端接地，当所述AD采样电路不进行采样时所述第二分压电阻一端不接地。

7.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述处理模块按照智能调度间隔式休眠算法进行运行和休眠；其中，所述智能调度间隔式休眠算法包括如下流程：①获知系统当前时间Ts和当前未运行任务1、2、…、m下次的预设运行时间T1、T2、T3、…、Tm，执行②；②依次计算出当前未运行任务1、2、…、m的执行频率F1、F2、F3、…、Fm，其中，F1＝T1-Ts、F2＝T2-Ts、F3＝T3-Ts、…、Fm＝Tm-Ts，执行③；③确定任务1、2、…、m的执行频率F1、F2、F3、…、Fm中的最小值Fs，根据T′＝Ts+Fs确定下次运行的任务并得出系统下次运行时间T′，执行④；④系统进入休眠状态，执行⑤；⑤当系统当前时间达到系统下次运行时间T′，系统进入唤醒状态并运行相应任务，返回①。

8.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述预设检测算法至少包括峰值检测算法和动态阈值检测算法；所述峰值检测算法包括如下流程：①获得所述加速度传感器在s时间段内依次输出的加速度数据；所述加速度数据具有x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，执行②；②判断加速度传感器的采样频率是否高于预设采样频率，是则执行④，否则执行③；③计算其中，f(t)表示在s时间段内第t条加速度数据的幅度值、x(t)表示第t条加速度数据对应的x轴加速度、y(t)表示第t条加速度数据对应的y轴加速度、z(t)表示第t条加速度数据对应的z轴加速度、x(t-1)表示第t-1条加速度数据对应的x轴加速度、y(t-1)表示第t-1条加速度数据对应的y轴加速度、z(t-1)表示第t-1条加速度数据对应的z轴加速度、t表示在s时间段内的加速度数据排列顺序，执行步骤⑤；④计算其中，f(t)表示在s时间段内第t条加速度数据的幅度值、x(t)表示第t条加速度数据对应的x轴加速度、y(t)表示第t条加速度数据对应的y轴加速度、z(t)表示第t条加速度数据对应的z轴加速度、x(t-2)表示第t-2条加速度数据对应的x轴加速度、y(t-2)表示第t-2条加速度数据对应的y轴加速度、z(t-2)表示第t-2条加速度数据对应的z轴加速度、t表示在s时间段内的加速度数据排列顺序，执行步骤⑤；⑤获取在s时间段内所有加速度数据幅度值的均值其中，T表示在s时间段内的加速度数据数量，执行⑥；⑥将s时间段内所有加速度数据幅度值的均值F(s)与预设值进行比较，并根据比较结果确定用户当前是否处于跌倒状态；所述动态阈值检测算法包括如下流程：Ⅰ：获得所述加速度传感器输出的加速度数据；所述加速度数据具有x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，执行Ⅱ；Ⅱ：当所述加速度数据达到N个后，计算N个加速度数据的均值作为动态阈值，执行Ⅲ；Ⅲ：将计算出动态阈值后每次获得的加速度数据与该动态阈值进行比较，并根据比较结果确定用户是否迈出步伐，执行Ⅳ；Ⅳ：当计算出动态阈值后获得的加速度数据再次达到N个后，重新计算N个加速度数据的均值并更新动态阈值，返回步骤Ⅲ。

9.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述处理模块将传感器输出的原始采样数据直接作为传感器数据进行存储，或者将通过预设处理方式对传感器输出的原始采样数据进行处理后得到的数据作为传感器数据进行存储；所述预设处理方式至少包括第一处理方式、第二处理方式和第三处理方式；不同处理方式对应感知设备的不同模式，用户通过对感知设备进行模式设定来对所述预设处理方式进行选择；所述第一处理方式为：获得其中，xN表示传感器第N次采样获得的原始采样数据、x2N表示传感器第2N次采样获得的原始采样数据、xNN表示传感器第NN次采样获得的原始采样数据；所述第二处理方式为：获得其中，xN表示传感器第N次采样获得的原始采样数据、x2N表示传感器第2N次采样获得的原始采样数据、xNN表示传感器第NN次采样获得的原始采样数据，xmax1表示传感器的原始采样数据x1,x2,x3,......xN中的最大值，xmin1表示传感器的原始采样数据x1,x2,x3,......xN 中的最小值，xmax2表示传感器的原始采样数据xN+1,xN+2,xN+3,......x2N中的最大值，xmin2表示传感器的原始采样数据xN+1,xN+2,xN+3,......x2N中的最小值，xmaxN表示传感器的原始采样数据x(N-1)N,x(N-1)N+1......xNN中的最大值，xminN表示传感器的原始采样数据x(N-1)N,x(N-1)N+1......xNN中的最小值；所述第三处理方式为：①针对N个传感器原始采样数据进行平均值和方差计算；②对所述N个传感器原始采样数据依次计算统计量若某一传感器原始采样数据xi对应的Ti≥Tα,n，则将xi丢弃，然后重新累计N个传感器原始采样数据后返回①，直至各传感器原始采样数据均计算过统计量，其中，表示N个传感器原始采样数据的平均值、S表示N个传感器原始采样数据的方差、xi表示第i个传感器原始采样数据、Tα,n表示查询格拉布斯表后获得的临界值；针对传感器原始采样数据以及传感器原始采样数据经过不同预设处理方式处理后得到的数据，均采用包含数据本身信息和数据类型信息的数据结构形式进行数据输出，通过不同数据类型信息来区分是否是传感器原始采样数据以及不同的预设处理方式。

10.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述感知设备具有声纹识别装置；用户能够将WIFI配置信息通过声纹形式广播出去，所述声纹识别装置通过解析识别声纹后转换为相应的WIFI配置信息；通过所述声纹识别装置用户能够实现通过声音实现一个或多个感知设备的控制。

11.根据权利要求1所述的智能感知设备，其特征在于所述无线通信模块能够工作在AP模式和STA模式，所述AP模式的配置流程包括如下步骤：A1：开启AP模式，执行A2；A2：等待获取IP，执行A3；A3：创建TCP连接，执行A4；A4：跟踪TCP连接，执行A5；A5：接受TCP命令，执行A6；A6：判断TCP命令类型，执行A7；A7：若TCP命令类型为退出命令或配置命令，则接受TCP命令后执行A8；若TCP命令类型为读取感知设备信息命令、读取传感器信息命令或读取错误信息命令，则接受TCP命令后返回A6；A8：发送AP模式配置结果，执行A9；A9：关闭TCP连接，执行A10；A10：配置STA模式，执行A11；A11：退出AP模式的配置流程。

12.根据权利要求11所述的智能感知设备，其特征在于所述感知设备能够与用户终端相连接；用户能够通过用户终端实现所述AP模式的配置流程，以及通过用户终端查看AP模式配置信息、读取的感知设备信息、读取的传感器信息、和/或读取的错误信息。

13.根据权利要求12所述的智能感知设备，其特征在于所述感知设备至少包括USB接口、microusb接口和/或miniUSB接口；所述感知设备通过所述USB接口与用户终端相连接；所述用户终端为手机、平板电脑或PC；所述感知设备存储的数据能够通过USB接口导入到所述用户终端中。

14.一种感知系统，其特征在于所述感知系统包括：多个权利要求1至13任一项所述的智能感知设备；与多个感知设备相连接的数据平台。

技术说明书智能感知设备及感知系统技术领域本技术涉及一种智能感知设备及感知系统。