[发明专利]虚拟传感器系统

说明书

一种感测系统包含传感器组件，该传感器组件可通信地连接至计算机系统，例如服务器或云计算系统。传感器组件包含感测各种不同物理现象的多个传感器。传感器组件将原始传感器数据特征化，并将特征化数据传输至计算机系统。通过机器学习，计算机系统随后训练分类器以充当事件的虚拟传感器，该事件与来自特征化传感器数据中一个或多个传感器流的数据相关。然后，虚拟传感器可以订阅来自传感器组件的相关传感器供稿，并监视事件的后续发生。较高阶虚拟传感器可以接收来自较低阶虚拟传感器的输出，以推断有关传感器组件所在环境的非二进制细节。

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35条119(e)节，本申请要求以下优先权的益处：2017年4月24日提交的题为“合成传感器”的申请号为62/602,487的美国临时专利申请；2017年4月27日提交的题为“通用合成传感器系统”的申请号为62/602,543的美国临时专利申请；以及2017年8月22日提交的题为“安全性泛在感测系统”的申请号为62/605,675的美国临时专利申请；上述每一个的公开内容都通过引用整体合并于此。

政府许可权

本发明是在国家科学基金会授予的CNS1526237拨款的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

背景技术

本文提供的背景描述是为了总体上呈现本公开内容的目的。除非本文另外说明，否则本节中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且即使包含在本节中也不能承认其为现有技术。

智能环境(例如，“智能家居”)和物联网(IoT)的前景依赖于对各种环境方面的强大感测。传统方法依赖于使用专用传感器测量环境的一个特定方面。无论采用哪种方法，目标均保持不变：应用感测和计算来增强人类体验，尤其是涉及到物理环境(例如家庭、办公室、车间)及其所含有的便利设施时。尽管迄今为止还没有广泛使用，但是许多方法已经进行了尝试并阐明。

一种选择是供用户使用新发布的“智能”设备(例如，电灯开关、厨房电器)升级其环境，其中许多设备都含有感测功能。然而，这种感测通常限于装置本身(例如，智能灯感测其是否开启或关闭)或与其核心功能相关联的单个参数(例如，智能恒温器感测房间是否被占用)。同样，很少有智能设备可互操作，从而形成了阻碍整体体验的感测到的数据孤岛。除了实现智能家居，目前最好的希望是小巧的智能岛。这种方法还带来了巨大的升级成本，到目前为止，事实证明，这种方式在消费者中是不受欢迎的，他们通常会零星地升级装置。

已经在环境感测的背景下描述了多种不同的感测模式，包含专用感测系统、分布式感测系统、基础设施介导的感测系统和通用感测系统。可以根据它们使用的传感器数量以及它们感测的方面或参数的数量来组织这些感测模式。特别地，专用感测系统利用单个传感器，基础设施介导的通用感测系统利用一个或几个传感器，而分布式感测系统利用许多传感器。此外，专用感测系统感测单个方面，基础设施介导的感测系统倾向于感测一个或几个方面，通用感测系统倾向于感测多个方面，而分布式感测系统可以感测从环境的单个方面到多个方面的任何位置。

然而，当前现有的感测系统通常将所有感测到的数据传送到用于处理和/或存储系统的后端服务器，从而导致与例如带宽使用和处理速度有关的问题。

发明内容