[发明专利]感存算一体的气体检测系统、检测方法和检测设备

说明书

本申请提供一种感存算一体的气体检测系统、检测方法和检测设备，涉及气体检测技术领域，系统包括：气体传感器组、模拟前端电路和RRAM存算一体电路；所述气体传感器组用于采集待检测环境数据；所述模拟前端电路用于将所述待检测环境数据转换为电压分布图像，并将所述电压分布图像传输至所述RRAM存算一体电路；所述RRAM存算一体电路用于根据所述电压分布图像得到气体检测结果。本申请能够提高气体检测系统的计算速度和能效，减少系统成本。

技术领域

本申请涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种感存算一体的气体检测系统、检测方法和检测设备。

背景技术

随着人们对空气质量要求的提升和物联网的快速发展，气体检测在物联网的应用需求与日俱增。气体检测广泛应用于智能家居、可穿戴设备、智慧城市和智能医疗等领域，是人们生活质量提升的重要手段。

传统的气体检测系统如说明书附图的图1所示，通常包括气体传感器、模拟信号处理器、模数转换器、存储器、数字信号处理器。通过气体传感器和模拟信号处理器进行模拟域的信号处理，通过模数转换器将模拟信号转变成数字信号，再通过存储器和数字信号处理器进行数字域的信号处理，传统气体检测系统的数字信号处理器通常是基于冯诺伊曼架构，其存储器和运算器是分离的，使传感器的海量数据在计算过程中产生大量由于数据搬运导致的能耗问题。且在上述过程中存在信号传递延迟、模数转换过程中引入量化噪声、成本高等问题。

因此，提出一种低能耗、高能效的气体检测系统是亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种感存算一体的气体检测系统、检测方法和检测设备，本申请能够针对性的解决现有的问题。

基于上述目的，第一方面，本申请提出了一种感存算一体的气体检测系统，包括：气体传感器组、模拟前端电路和RRAM存算一体电路；所述气体传感器组用于采集待检测环境数据；所述模拟前端电路用于将所述待检测环境数据转换为电压分布图像，并将所述电压分布图像传输至所述RRAM存算一体电路；所述RRAM存算一体电路用于根据所述电压分布图像得到气体检测结果。

可选地，所述气体传感器组包括多个传感器单元，所述RRAM存算一体电路包括至少一个RRAM存算阵列，每一所述RRAM存算阵列包括多个RRAM存算单元。

可选地，所述传感器单元包括检测不同气体种类的传感器单元，或检测同一气体种类的不同结构的传感器单元。

可选地，电阻电压转换电路和模拟信号缓冲器；所述电阻电压转换电路的输入端连接所述气体传感器组的输出端，所述电阻电压转换电路的输出端连接所述模拟信号缓冲器的输入端，所述模拟信号缓冲器的输出端连接所述RRAM存算一体电路的输入端。

可选地，RRAM存算一体电路还包括信号后处理模块；所述信号后处理模块的输入端与RRAM存算阵列的输出端连接，信号后处理模块用于将RRAM存算阵列的电流值进行后处理，得到所述气体检测结果；其中，将RRAM存算阵列计算出的结果进行后处理的方式包括对所述RRAM存算阵列的电流值进行量化、阈值判断、逻辑判断、和非线性激活中的任一种或多种方式的组合。

可选地，所述气体传感器组包括第一驱动电路，所述RRAM存算一体电路包括第二驱动电路，所述第一驱动电路和第二驱动电路均为字线和位线驱动电路；所述第一驱动电路用于驱动所述气体传感器组中的每一传感器单元工作，所述第二驱动电路用于驱动所述RRAM存算一体电路的每一RRAM存算单元进行读写操作。

可选地，所述系统还包括外围控制电路；所述外围控制电路用于控制所述气体传感器组、模拟前端电路和RRAM存算一体电路的运行，所述外围控制电路包括电源管理模块、时钟源、时钟树和控制器。