预处理装置和方法制造方法及图纸

一种对环境条件传感器的输出信号进行预处理的装置和方法，该装置和方法采用存储器来存储两个先前值，将当前值与这两个先前值进行比较，并选择两者中的最小值和最大值。此外，还可以通过对当前值与洁净空气的预期输出值进行比较来进行处理。如果当前值超过了预期的正常输出值，就选择当前值和一个或多个先前值中的最小值。如果当前值小于预期的正常值，则选择当前值和一个或多个先前值中的最大值。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】预处理装置和方法本专利技术适合用于抑制环境条件传感器输出电信号中的随机噪音，更具体地说涉及的是一种信号处理装置和方法，用于最大限度地减小能够指示诸如烟雾或火的环境条件的电信号中的随机噪音。已经有多种系统能够检测报警条件。本申请入获得的另一项美国专利4916432号公开了一种用于检测烟雾或火的系统，在此引用作为已知技术。在接受系统中一个或多个检测器产生的输出后，该系统的控制单元能够根据一种或多种因素来判断是否发生了火警。已经采用过多种用于作出上述判断的技术。诸如光电烟雾检测器之类的烟雾传感器提供了能够指示环境烟雾状况的输出信号。然而，由可能进入上述传感器之中的灰尘颗粒或昆虫之类产生的环境噪音会使传感器的输出信号产生变化，这样的环境噪音与烟雾的存在没有任何关系。如果相应检测器的灵敏度足够高，这些含有噪音的输出就有可能导致误报警。已往试图解决上述问题的努力只能说是部分成功，例如为检测器安装网罩来防止昆虫进入检测器。这样作会减小所用检测器的灵敏度，使得只有在出现较大输出信号时才会产生误报警(然而为产生真实报警也需要较大的输出信号)。这不是一种理想的解决方案，因为当出现烟雾或火时会延迟报警信号的产生。此外，也可以采用对模拟或数字输出信号进行某种形式的滤波或平滑，以便减小所述瞬态随机噪音的影响。现实总是需要提供能够尽可能减小随机噪音影响的装置和方法，它一方面使得检测器能以尽可能高的灵敏度进行工作，另一方面又具有足够的可靠性，不会因为瞬态噪音而发出误报警。这样的装置和方法最好能装入到检测器中，同时又不至于显著地增大其复杂性或成本。本专利技术的目的是提供一种在现场或远处对环境条件传感器的输出信号进行预处理的装置和方法。该预处理装置和方法能够消除与检测到的环境条件无关的噪音脉冲。-->上述预处理的方式是对传感器的当前输出值和先前输出值进行比较，并选择其中的最小值。该装置能够安装用于存储两个先前输出值的存储器，将当前输出值与两个先前输出值进行比较，并选取这3个数值中的最小值。此外，所述预处理的方式还可以是将当前输出值与预期的正常输出值进行比较。如果当前输出值超过了所述预期正常值，就选取当前输出值与一个或多个先前输出值中的最小值。如果当前输出值小于所述预期正常输出值，则选取当前输出值与一个或多个先前输出值中的最大值。本专利技术的方法包括如下步骤：A、确定一个测量周期；B、检测一种环境条件的当前值，并产生一个指示该当前值的信号；C、对所述信号的当前值和该信号的至少一个先前值进行比较；E、根据比较的结果，选择一个最小值予以输出；F、存储所述信号的当前值；G、在下一个测量周期中重复步骤B-E。通过下面结合附图对本专利技术以及其实施例的详细说明，本专利技术的其他特点和效果将变得更为清楚。附图1是本专利技术的一种报警系统的方框图；附图2是可供附图1所示系统使用的检测器的方框图；附图3是一种检测器的输出曲线图，其输出是在没有检测到环境报警条件的情况下获得的，它是时间或采样数目的函数；附图4是对附图3所示传感器输出信号进行预处理之后的曲线图；附图5是对附图3所示传感器输出信号进行另一种预处理后的曲线图；附图6A-6C是传感器输出信号以及对之进行预处理后的曲线图；附图7是附图6C所采用的方法的流程图；附图8是一种模拟预处理电路的方框图；附图9是一种数字预处理电路的方框图。本专利技术可以采用许多不同形式的实行实现方式，下面仅仅结合附图对本专利技术的特定实施例进行详细说明。应当指出的是，该实施例仅仅是举例性质的，不应当对本专利技术的范围产生限制。附图1显示了本专利技术的系统10的方框图。该系统包括一个控制单元12，它可以采用一个可编程的处理器14和一个存储单元16来实现。上述存储单元16可以-->是只读存储器、读写存储器或者能以电方式编程的只读存储器，具有供处理器14使用的程序存储区域和数据存储区域。控制单元12通过双向通讯连线20与总地用附图标记22来表示的多个环境条件传感器或检测器相连接。上述多个检测器22，例如传感器22A、22B…22N，用于监测相邻环境中的某个特定环境参数。检测器的典型类型是电离型或光电型烟雾检测器。根据本专利技术，可以在系统10中采用温度传感器以及其他类型的环境参数传感器。附图2是适合系统10使用的检测器22I的方框图。该检测器22I包括一个传感元件30，用于检测特定的环境条件，例如烟雾、温度、红外辐射或类似参数，该传感元件通过导线32提供一个用于指示上述参数的电信号。附图3是导线32所提供的输出波形，该波形是时间或传感器30采样数目的函数。如附图3所示，在正常或不需要报警的情况下，检测器30在导线32上产生如标记36所示的正常值，表明不存在任何需要报警的环境条件。例如，当检测器30为光电型或电离型传感器时，上述正常值36对应于由传感器30产生的洁净空气输出值，表示不存在烟雾。对于诸如辐射能量传感器、温度传感器或其他类型的典型传感器来说，其输出与上述情况相似。如附图3所示，传感器30的输出导线32会产生如脉冲38A、38B、38C所示的随机噪音信号。附图3所示的上述噪音与需要检测的任何环境条件，例如烟雾、火或温度等等都不相关，它们仅仅表示传感器30所检测到的噪音。产生上述噪音的典型噪音源包括灰尘、昆虫以及传感器30有可能对之产生响应的电瞬态过程或类似情况。与需要监测的任何环境条件，例如烟雾、热或火等无关的上述脉冲38A-38C是一种不希望产生的信号，如果不予以抑制，就会在高灵敏系统中产生误报警。回到附图2，传感器30通过导线32将其输出送到一个现场检测器控制元件40。该控制单元40可以用数字电路或模拟电路来现。如果采用数字方式，控制元件40既可以采用硬线逻辑，也可以采用装有程序的微机。控制元件40通过接口电路42和通信链路20能够与系统控制单元12进行双向通讯。本专利技术的一种下面将要详细说明的方法可以用系统控制单元12来实现，也可以-->用检测器本地控制元件40来实现，对此没有限制。上述方法可以用硬线电路来实现，也可以用设置了程序的微机来实现，对此也没有限制。附图4表示了根据本专利技术对附图3所示检测器30的输出进行预处理之后所获得的结果。如附图4所示的预处理可以在本地控制元件40中进行，也可以在系统控制单元12中进行。如附图4所示，诸如38A、38B之类的单个噪音脉冲已经基本上完全被消除了。根据附图4所示的预处理方法，传感器通过导线32产生的当前输出将与传感器在前一采样周期中产生的输出进行比较。这两个数值中的最小值被检测为当前输出值。当传感器当前输出值大于上述两个数值中的最小值时，将在预处理序列中采用该最小值来取代它。这样，通过根据本专利技术进行预处理，就能够完全消除诸如附图3所示的脉冲38A、38B之类的单个噪音脉冲。本专利技术的预处理方法(附图4)可以表述如下：如果输出N－1大于输出N，则将输出N设置为等于输出N，否则将输出N设置为等于输出N－1。这样，通过上述预处理方法，就能够基本上将噪音消除掉。然而，对烟雾、热或火的响应不会受到显著的减小，只会被延迟，但是仅仅延迟一到两个采样周期。由于采用本发的上述预处理方法能够消除瞬态噪音，从而允许大大提高用于系统10的每一个传感器的灵敏度，这就足以抵消上述延迟所带来的不利影响。对于已往的系统10来说，为了尽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小电信号中噪音的预处理电路，包括：用于检测所述电信号的当前值的电路；用于存储所述电信号的至少一个先前采样值的电路；用对所述被存储的先前采样值与当前值进行比较的电路；用于选择所述两个被比较值中的最大值和最小值的电路； 用于存储所述当前值的电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1995-9-1 5225991、一种用于减小电信号中噪音的预处理电路，包括：用于检测所述电信号的当前值的电路；用于存储所述电信号的至少一个先前采样值的电路；用对所述被存储的先前采样值与当前值进行比较的电路；用于选择所述两个被比较值中的最大值和最小值的电路；用于存储所述当前值的电路。2、如权利要求1所述的预处理电路，包括一个用于确定至少一个门限值的电路。3、如权利要求2所述的电路，包括一个电路，用于仅当所述当前值超过所述门限值时起动所述的比较电路。4、如权利要求1所述的预处理电路，包括用于确定采样间隔的电路。5、如权利要求1所述的预处理电路，包括：用于确定所述当前值是否超过正常值的电路；一个电路，用于当所述当前值超过了所述正常值、所述选择最小值的电路被起动时，或者当所述当前值低于所述正常值、所述选择最大值的电路被起动时，选择两个被比较信号值中的最大值。6、采用如权利要求1所述的电路，对表征环境条件的时变信号进行处理的方法，包括如下的步骤：A、确定测量周期；B、检测环境条件的当前值，并产生一个指示其当前值的信号；C、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李D泰斯，弗兰克库斯希耶尔，
申请(专利权)人：彼特威公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]