触觉雨水传感器制造技术

公开了一种用于检测降水的系统。在实施例中，所述系统包括：电容式传感器，被配置成检测降水的存在；压电传感器，被配置成响应于由所述电容式传感器检测到降水的存在而被通电；以及处理器，被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来检测降水的特性。在实施例中，一种方法包括：从压电传感器接收信号；以采样率对所述信号进行采样；确定经采样的信号的频域表示；确定与经采样的信号相关联的谐振频率的幅度满足阈值；以及至少部分地基于所述谐振频率的幅度满足所述阈值的确定来确定有效降水事件。

Tactile rain sensor

A system for detecting precipitation is disclosed. In an embodiment, the system includes: a capacitive sensor configured to detect the presence of precipitation; a piezoelectric sensor configured to be electrified in response to the presence of precipitation detected by the capacitive sensor; and a processor configured to detect the characteristics of precipitation based at least in part on the output of the piezoelectric sensor. In an implementation example, one method includes: receiving a signal from a piezoelectric sensor; sampling the signal at a sampling rate; determining the frequency domain representation of the sampled signal; determining that the amplitude of the resonance frequency associated with the sampled signal satisfies the threshold; and determining an effective precipitation event based at least partially on the determination that the amplitude of the resonance frequency satisfies the threshold.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】触觉雨水传感器其他申请的交叉引用本申请要求2016年5月13日提交的名称为HAPTICRAINSENSOR的美国临时专利申请No.62/335,945的优先权，该美国临时专利申请出于所有目的通过引用并入本文。
技术介绍
天气感测和预报设备对于为天气改变和自然灾害作准备而言是有用的。随着天气感测和预报设备变得对消费者来说更加紧致和可访问，这些设备在家和小企业（诸如，农场）中找到应用。天气感测设备在家和小企业中的部署允许收集和确定与特定位置的天气和环境有关的信息。然而，典型地，传统天气感测设备是功率密集型的。附加地，传统天气感测设备可能不准确。附图说明在以下详细描述和附图中公开了本专利技术的各种实施例。图1是图示了用于对雨进行感测的系统的实施例的框图。图2是图示了用于对雨进行感测的系统的实施例的框图。图3是图示了用于对雨进行感测的过程的实施例的流程图。图4是图示了用于对雨进行感测的过程的实施例的流程图。图5是图示了用于对雨进行感测的过程的实施例的流程图。图6是图示了用于对雨进行感测的设备的实施例的框图。图7是图示了用于对雨进行感测的设备的实施例的框图。具体实施方式本专利技术可以以许多方式实现，这些方式包括被实现为：过程；装置；系统；物质组成；体现在计算机可读储存介质上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被配置成执行指令的处理器，该指令被存储在耦合到该处理器的存储器上和/或由该存储器提供。在本说明书中，这些实现方式或本专利技术可采取的任何其他形式可以被称作技术。一般地，可以在本专利技术的范围内更改所公开的过程的步骤的次序。除非以其他方式声明，被描述为被配置成执行任务的部件（诸如处理器或存储器）可以被实现为：一般部件，其暂时被配置成在给定时间处执行该任务；或者具体部件，其被制造成执行该任务。如本文所使用，术语“处理器”指代被配置成处理数据（诸如，计算机程序指令）的一个或多个设备、电路和/或处理核。下面连同图示了本专利技术原理的附图一起提供本专利技术的一个或多个实施例的详细描述。结合这样的实施例描述本专利技术，但本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权利要求限制，并且本专利技术涵盖了许多可替换方案、修改和等同物。在以下描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。这些细节是出于示例的目的而提供的，并且，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下根据权利要求来实践本专利技术。出于清楚的目的，未详细描述本专利技术相关
中已知的技术材料，使得不会不必要地使本专利技术模糊。公开了一种用于检测降水的触觉雨水传感器和方法。在一个方面中，该触觉雨水传感器可以测量降雨特性，在各种实施例中，该降雨特性包括降雨开始、速率、量（例如，累积和/或强度）、液滴大小分布和幅度中的一个或多个。与传统降雨测量设备相比，本文描述的系统更准确、具有更少误报（falsepositive）读数、且更有功率效率。在各种实施例中，一种触觉雨水传感器包括压电传感器和处理器。处理器可以经由通信接口从压电传感器接收信号。处理器可以被配置成：以采样率对信号进行采样；确定经采样的信号的频域表示；确定与经采样的信号相关联的谐振频率的幅度满足阈值；以及至少部分地基于谐振频率的幅度满足阈值的确定来确定有效降水事件。在各种实施例中，一种触觉雨水传感器包括电容式传感器、压电传感器和处理器。电容式传感器可以被配置成检测降水的存在。处理器可以被配置成至少部分地基于压电传感器的输出来检测降水的特性（例如，雨开始、强度和累积）。例如，压电传感器可以测量降雨速率。可以将来自压电传感器和电容式传感器中的每一个的数据进行组合，以提供准确读数并减少误报读数。在各种实施例中，压电传感器可以被配置成响应于由电容式传感器检测到降水的存在而被通电。例如，电容式传感器允许当检测到降水事件时唤醒压电传感器。在其他时间处，压电传感器可以被断电以降低系统功率使用率。图1是图示了用于对雨进行感测的系统的实施例的框图。在该示例中，该系统包括压电传感器110和处理器100。压电传感器110被配置成通过将所测量的压力（例如，触觉效应）转换成电荷来测量降雨的特性。压电传感器的示例是图2的压电传感器202。处理器100包括采样器104、信号变换器106和确定逻辑108。采样器204可以以预定义采样率对从压电传感器接收到的信号进行采样。信号变换器10可以确定经采样的信号的频域表示（例如，应用傅里叶变换）。确定逻辑可以被配置成执行体现为在处理器上运行的代码的指令。确定逻辑可以检测降水事件和/或验证压电或其他触觉传感器读数与降水相关联。处理器100可以被配置成执行图3中所示的过程。图2是图示了用于对雨进行感测的系统的实施例的框图。在该示例中，该系统包括压电传感器202、电容式传感器204、模数转换器（ADC）212和处理器200。压电传感器202被配置成通过将所测量的压力（例如，触觉效应）转换成电荷来测量降雨的特性。在各种实施例中，压电传感器测量压力、加速度、温度、应力或力的改变。压力、加速度、温度、应力或力的改变可能由降雨导致。因此，降雨的特性可以通过压电（例如，触觉）效应而测量。压电传感器可以由包括压电传感器、压电检测器和压电换能器的多种压电元件实现。压电传感器的示例是图1的压电传感器110。电容式传感器204被配置成检测降水的存在或开始。例如，电容式传感器可以检测正在下雨或者已经开始下雨。在各种实施例中，可以使用由电容式传感器作出的传感器读数以消除误报。在各种实施例中，在压电传感器对液滴的力进行采样的同时，电容式传感器输出也被记录。将压电元件和电容式传感器的值进行比较。如果值不对应于有效雨滴，则值被丢弃。也就是说，值可能已经由除降水外的事物（诸如，经过的鸟）导致。如果值不对应于有效雨滴，则这可以被视为无效降水事件。关于图3进一步描述用于确定和消除误报的过程的示例。尽管在本文公开的各种实施例中使用电容式传感器以检测和/或验证降水事件，但在各种实施例中可以使用一种或多种其他类型的传感器以检测降水事件和/或验证压电或其他触觉传感器读数与降水相关联。例如，图1和3图示了用于基于体现在非瞬变计算机可读介质中的指令集检测和/或验证触觉传感器读数的系统和过程。处理器200被配置成响应于由电容式传感器204作出的电容式读数而被通电，且基于由压电传感器202作出的压电读数来确定降雨特性。在缺省状态中，处理器200可以休眠以节约功率。例如，响应于由电容式传感器检测到的有效降水事件而唤醒处理器。如果在预定义采样时段期间电容式传感器未检测到降水，则处理器可以对其自身断电和/或对压电传感器202断电。在图4中示出了用于唤醒处理器的过程的示例。在各种实施例中，当降水事件被电容式传感器204检测到时，对处理器200通电。处理器然后可以对压电检测器通电并将来自全部两个传感器的信号进行组合，以确定降水的特性，诸如液滴大小和液滴计数。在采样时段的结尾处，液滴的数目和大小可以用于计算降雨速率和/或液滴大小分布。在一些实施例中，系统包括放大器206。该放大器被配置成处理压电传感器读数。例如，该放大器可以放大由压电传感器检测到的信号。这可以改进准确度。在一些实施例中，系统包括峰值检测器208。该峰值检测器被配置成处理压电传感器读数以识别雨滴的大小。在操作中，压电传感器20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测降水的系统，所述系统包括：电容式传感器，被配置成检测降水的存在；压电传感器，被配置成响应于由所述电容式传感器检测到降水的存在而被通电；以及处理器，被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来检测降水的特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 US 62/3359451.一种用于检测降水的系统，所述系统包括：电容式传感器，被配置成检测降水的存在；压电传感器，被配置成响应于由所述电容式传感器检测到降水的存在而被通电；以及处理器，被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来检测降水的特性。2.如权利要求1所述的系统，进一步包括峰值检测器，其中所述峰值检测器响应于由所述压电传感器检测到的压力超过阈值而唤醒所述处理器。3.如权利要求2所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成：确定与由所述压电传感器检测到的压力相对应的电压的幅度；以及基于所述电压的幅度来确定降水的大小。4.如权利要求1所述的系统，进一步包括峰值检测器，其中所述峰值检测器响应于由所述压电传感器检测到的压力超过阈值而唤醒模数转换器。5.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成至少部分地基于所述电容式传感器的输出来检测降水的特性。6.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来确定降水的液滴大小。7.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来确定降水速率。8.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成至少部分地基于所述压电传感器的输出来确定降水大小的分布。9.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成响应于在预定义采样时段期间不存在检测到的降水而对所述压电传感器断电。10.如权利要求1所述的系统，进一步包括：放大器，被配置成在由所述处理器进行的处理之前处理所述压电传感器的输出。11.如权利要求1所述的系统，进一步包括：模数转换器，被配置成将所述电容式传感器的输出转换成数字信号。12.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ德尔，D圣约翰，
申请(专利权)人：天气流公司，
类型：发明
国别省市：美国,US