(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハザード検出システムであって、
煙センサ、一酸化炭素センサおよび熱センサを含む複数のセーフティセンサと、
セーフティプロセッサとを含み、前記セーフティプロセッサは、
前記セーフティセンサと通信し、
前記セーフティセンサのうちいずれかがハザードイベントを検出する場合にアラームを作動させるよう動作し、前記システムはさらに、
複数のユーザインターフェイス機能を実行するよう動作するシステムプロセッサを含み、
前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサと比較して、相対的に低電力消費および相対的に制限のある処理パワーによって特徴付けられ、前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサが機能しているかどうかにかかわらず、前記アラームを独立して作動させるよう動作し、
前記セーフティプロセッサがセンサチェック電力状態にあり前記システムプロセッサがスリープ電力状態にある場合、前記セーフティプロセッサはシステムプロセッサより多くの電力を消費する、システム。
【請求項２】
ハザード検出システムであって、
煙センサ、一酸化炭素センサおよび熱センサを含む複数のセーフティセンサと、
セーフティプロセッサとを含み、前記セーフティプロセッサは、
前記セーフティセンサと通信し、
前記セーフティセンサのうちいずれかがハザードイベントを検出する場合にアラームを作動させるよう動作し、前記システムはさらに、
複数のユーザインターフェイス機能を実行するよう動作するシステムプロセッサを含み、
前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサと比較して、相対的に低電力消費および相対的に制限のある処理パワーによって特徴付けられ、前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサが機能しているかどうかにかかわらず、前記アラームを独立して作動させるよう動作し、
前記セーフティプロセッサがセンサチェック電力状態にあり前記システムプロセッサがログ更新電力状態にある場合、前記セーフティプロセッサは前記システムプロセッサより少ない電力を消費する、システム。
【請求項３】
少なくとも１つの非セーフティセンサをさらに含み、前記システムプロセッサは、前記少なくとも１つの非セーフティセンサと通信するよう動作する、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
相対的に低い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に低いデータ速度によって特徴付けられる第１のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第１の無線通信回路と、
相対的に高い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に高いデータ速度によって特徴付けられる第２のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第２の無線通信回路とをさらに含み、前記システムプロセッサは、前記第１の無線通信回路および前記第２の無線通信回路と通信するよう動作する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数のユーザインターフェイス機能は、前記第２の無線通信回路を使用する、遠隔サーバへのアクセスを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムについて唯一の電力源であるＤＣ電源をさらに含み、前記セーフティプロセッサは、前記ＤＣ電源を監視するようさらに動作する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記セーフティプロセッサは、前記複数のセーフティセンサのうち少なくとも１つのセーフティセンサの電力消費を管理するようさらに動作する、請求項１〜請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
煙センサ、一酸化炭素センサおよび熱センサを含む複数のセーフティセンサと、セーフティプロセッサと、システムプロセッサとを含むハザード検出システムにおいて実現される方法であって、
前記セーフティプロセッサにより実現される方法は、
前記セーフティセンサと通信することと、
前記セーフティセンサのうちいずれかがハザードイベントを検出する場合にアラームを作動させることとを含み、
前記システムプロセッサによって実現される方法は、複数のユーザインターフェイス機能を実行することを含み、
前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサと比較して、相対的に低電力消費および相対的に制限のある処理パワーによって特徴付けられ、前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサが機能しているかどうかにかかわらず、前記アラームを独立して作動させ、
前記セーフティプロセッサがセンサチェック電力状態にあり前記システムプロセッサがスリープ電力状態にある場合、前記セーフティプロセッサはシステムプロセッサより多くの電力を消費する、方法。
【請求項９】
煙センサ、一酸化炭素センサおよび熱センサを含む複数のセーフティセンサと、セーフティプロセッサと、システムプロセッサとを含むハザード検出システムにおいて実現される方法であって、
前記セーフティプロセッサにより実現される方法は、
前記セーフティセンサと通信することと、
前記セーフティセンサのうちいずれかがハザードイベントを検出する場合にアラームを作動させることとを含み、
前記システムプロセッサによって実現される方法は、複数のユーザインターフェイス機能を実行することを含み、
前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサと比較して、相対的に低電力消費および相対的に制限のある処理パワーによって特徴付けられ、前記セーフティプロセッサは、前記システムプロセッサが機能しているかどうかにかかわらず、前記アラームを独立して作動させ、
前記セーフティプロセッサがセンサチェック電力状態にあり前記システムプロセッサがログ更新電力状態にある場合、前記セーフティプロセッサは前記システムプロセッサより少ない電力を消費する、方法。
【請求項１０】
前記ハザード検出システムはさらに、少なくとも１つの非セーフティセンサを含み、前記システムプロセッサによって実現される方法は、前記少なくとも１つの非セーフティセンサと通信することをさらに含む、請求項８または請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ハザード検出システムはさらに、
相対的に低い電力消費によって特徴付けられる第１の無線通信回路と、相対的に高い電力消費によって特徴付けられる第２の無線通信回路とを含み、
前記第１の無線通信回路によって実現される方法は、相対的に低いデータ速度によって特徴付けられる第１のプロトコルに従って無線で通信することを含み、
前記第２の無線通信回路によって実現される方法は、相対的に高いデータ速度によって特徴付けられる第２のプロトコルに従って無線で通信することを含み、
前記システムプロセッサによって実現される方法は、前記第１の無線通信回路および前記第２の無線通信回路と通信することを含む、請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のユーザインターフェイス機能は、前記第２の無線通信回路を使用して遠隔サーバにアクセスすることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ハザード検出システムはさらに、前記システムについて唯一の電力源であるＤＣ電源を含み、前記方法は、前記セーフティプロセッサにより前記ＤＣ電源を監視することをさらに含む、請求項８〜請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記セーフティプロセッサにより、前記複数のセーフティセンサのうち少なくとも１つのセーフティセンサの電力消費を管理する、請求項８〜請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項８〜請求項１４のいずれか１項に記載の方法を前記セーフティセンサに実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この特許出願は、２０１３年７月１８日に出願された米国仮特許出願番号第６１／８４７，９０５号と、２０１３年７月１８日に出願された米国仮特許出願番号第６１／８４７，９１６号との各々に対する優先権を主張する。上記の参照された特許出願の各々は、すべての目的についてその全体が参照により援用される。
【０００２】
技術分野
この特許明細書は、ハザード検出システムにおける電力消費を管理するためのシステムおよび方法に関する。より特定的には、この特許明細書は、バッテリにより給電されるハザード検出システムについて電力効率を最大限にするための回路および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
煙検出器、一酸化炭素検出器、煙および一酸化炭素の組合せ検出器といったハザード検出システム、ならびに、他の危険状態を検出するためのシステムは、安全上の考慮のために、居住環境、商業環境および産業環境において用いられている。これらのシステムは、電力線の電力、バッテリの電力、電力線およびバッテリの両方の電力の組合せ、またはコントロールパネルによって給電され得る。これらのシステムが、ハザードについて感知することに加えて機能を実行するよう進歩するにつれて、特にバッテリ電源によってのみ給電されるシステムに関して、電力についての付加的な要求が必要とされる。したがって、ハザード検出システムにおける電力消費を効率的に管理するための回路および技術が必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
本願明細書に記載される実施形態に従ったハザード検出システムは、フェールセーフのセーフティ検出機能と、電力消費を最小化する回路トポロジおよび電力割当方法（power budgeting method）を使用するユーザインターフェイス機能とを提供するよう動作する。セーフティ検出機能は、関連付けられるハザード検出システムの近傍における環境状態（たとえば煙、熱、湿度、一酸化炭素、二酸化炭素、ラドンおよび他の有害なガス）を監視し得るとともに、環境条件が所定のしきい値を上回る場合に居住者に警報を発する。ユーザインターフェイス機能は、ハザード検出システムとのユーザの対話を向上させる相対的に電力を必要とする機能（power hungry feature）を含み得る。ユーザインターフェイス機能はたとえば、音声アラーム、音声セットアップ指示、クラウド通信（たとえば、監視されたデータをクラウドにプッシュ送信するか、携帯電話にプッシュ通知するか、または、クラウドから消音コマンドのようなコマンドを受け取る）、デバイス間通信（たとえば他のハザード検出システムとの通信）、視覚的なセーフティインジケータ（たとえば、緑色の光の表示は安全であることを示し、赤色の光の表示は危険を示す）、触覚的および非触覚的な入力コマンド処理、およびソフトウェア更新を含み得る。これらの機能の多く（たとえば特に無線データ通信機能）は、電力リソースを相対的に要求し得る。
【０００５】
一実施形態において、ハザード検出システムは、電力を節約するために１つ以上のコンポーネントを選択的に電力ゲーティングし得る。コンポーネントをオフに電力ゲーティングすることにより、オフに電力ゲーティングされるコンポーネントについて実質的に静止電流ロスが除去され得る。効果的にコンポーネントから電源を除去する負荷スイッチは、静止電流を有し得るが、それは電力ゲート制御されるコンポーネントよりはるかに少ない。この実施形態において、ハザード検出システムは、ＤＣ電源と、ＤＣ電源に結合される電力バスと、オンおよびオフに電力ゲーティングされるよう動作可能であるコンポーネントの第１のグループとを含み得、上記コンポーネントの第１のグループは第１のハザードセンサを含む。上記システムはさらに、コンポーネントの第１のグループを電力バスに選択的に結合および切り離す電力ゲーティング回路を含み得る。上記システムはさらに、オンおよびオフに電力ゲーティングされるよう動作可能でないコンポーネントの第２のグループを含む。上記コンポーネントの第２のグループは、電力バスに結合され得るとともに、第２のハザードセンサを含み得る。さらに、システムは、コンポーネントの第１のグループの少なくとも１つのコンポーネントを電力バスに選択的に結合および切り離すよう電力ゲーティング回路に指示することにより、電力ゲーティング回路を制御するよう動作する制御回路を含み得る。
【０００６】
別の実施形態において、ハザード検出システムは分岐プロセッサ回路構成を使用し得る。この実施形態において、ハザード検出システムは、煙センサ、一酸化炭素センサおよび熱センサのようないくつかのセーフティセンサを含み得る。ハザード検出システムは、セーフティセンサと通信するとともに、セーフティセンサのうちいずれかがハザードイベントを検出する場合にアラームを作動するよう動作するセーフティプロセッサを含み得る。上記システムはさらに、複数のユーザインターフェイス機能を実行するよう動作するシステムプロセッサを含み得る。セーフティプロセッサは、システムプロセッサと比較して、相対的に低電力消費および相対的に制限のある処理パワーによって特徴付けられ得、セーフティプロセッサは、システムプロセッサが機能しているかどうかにかかわらず、アラームを独立して作動するよう動作する。
【０００７】
さらに別の実施形態において、ハザード検出システムによってＤＣ電力割当スキームが使用され得る。この実施形態において、バッテリにより給電されるハザード検出システムは、ＤＣ電源と、ＤＣ電源によって供給される電力を消費するよう動作するいくつかの電力消費コンポーネントとを含み得、電力消費コンポーネントは、少なくとも１つのプロセッサと、煙、熱および一酸化炭素の少なくとも１つを検出するための少なくとも１つのセンサとを含む。上記システムは、相対的に低い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に低いデータ速度によって特徴付けられる第１のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第１の無線通信回路と、相対的に高い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に高いデータ速度によって特徴付けられる第２のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第２の無線通信回路とを含み得る。電力消費コンポーネントの少なくとも１つは、ＤＣ電源が最小の動作寿命の間システムに給電可能であるように電力割当スキームを実施するよう動作する。電力割当スキームは、最小の動作寿命の間に、モードに特定のランタイム制約について、システムが複数の異なるモードのうちのいずれか１つに従って動作することを可能にし得る。
【０００８】
さらに別の実施形態において、電力管理スキームは、ＤＣ電源のエネルギー使用を最大限にするためにピーク電力イベントを制限し得る。この実施形態において、バッテリにより給電されるハザード検出システムは、バッテリ電源と、バッテリ電源によって供給される電力を消費するよう動作するいくつかの電力消費コンポーネントとを含み得、電力消費コンポーネントは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのハザードセンサと、スピーカと、アラームと、低電力無線通信回路と、高電力無線通信回路とを含む。少なくとも１つのプロセッサは、ピーク電力制限スキームを実施するよう動作し、電力消費イベントを実行する指示を受け取るようさらに動作する。少なくとも１つのプロセッサは、電力消費イベントが、複数の電力消費コンポーネントの少なくとも２つの電力消費コンポーネントの各１つによって、独立して実行可能であるかどうか判定し得、電力消費イベントが、少なくとも２つの電力消費コンポーネントの各１つによって独立して実行されると判定された場合、電力消費イベントの実行は、少なくとも２つの電力消費コンポーネントのうちの１つに限定される。
【０００９】
ハザード検出システムは、異なるコンポーネントに異なる品質の電力を提供する回路構成を使用し得る。この実施形態において、煙、熱および一酸化炭素検出システムは、ＤＣ電力ノードと、ＤＣ電力ノードに結合されるとともに第１の電圧レベルの第１の信号を電力バスに提供するよう動作する電力コンバータと、電力バスに結合されるとともに、第１の電圧レベルの第１の信号を使用して電力を消費するよう動作する少なくとも１つのコンポーネントとを含み得る。システムはさらに、電力バスに結合されるロードロップアウトレギュレータを含み得る。レギュレータは、第１の信号を第２の電圧レベルの第２の信号に変換し得る。上記システムはさらに、ロードロップアウトレギュレータに結合されるとともに、第２の電圧レベルの電力を消費するよう動作する複数のセーフティセンサを含み得、第１の電圧レベルは第２の電圧レベルと異なる。
【００１０】
電力線により給電されるハザード検出システムは、電力需要に対処することが可能であり得るが、電力線電力が利用可能でない場合、電力線により給電されるシステム源は、バックアップバッテリ電源のようなバックアップエネルギー源に依存しなければならない。バックアップエネルギー源のエネルギー備蓄は有限であるので、システムは、さまざまな実施形態に従った回路構成および電力割当スキームを利用して、ハザード検出システムが最小の期間の間に確実に機能することを可能にし得る。一実施形態において、電力線により給電されるハザード検出システムは、電力バスに結合されるとともに電力バスに電力を提供するよう動作するＡＣ−ＤＣコンバータと、電力バスに結合されるとともに電力バスに電力を提供するよう動作するバックアップバッテリ電源とを含み得る。上記システムは、電力バスに供給される電力を消費するよう動作するいくつかの電力消費コンポーネントを含み得る。電力消費コンポーネントは、少なくとも１つのプロセッサと、煙、熱および一酸化炭素のうち少なくとも１つを検出するための少なくとも１つのセンサと、相対的に低い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に低いデータ速度によって特徴付けられる第１のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第１の無線通信回路と、相対的に高い電力消費によって特徴付けられるとともに、相対的に高いデータ速度によって特徴付けられる第２のプロトコルに従って無線で通信するように構成される第２の無線通信回路とを含み得る。上記システムは、ＡＣ−ＤＣコンバータまたはバックアップバッテリ電源によって提供される電力によって選択的に給電され得る。バックアップバッテリ電源によってシステムが給電される場合、システムが少なくとも最小の期間の間、動作することを保証するよう、システムの動作を制限する、モードに特定のランタイム制約を課する電力割当スキームが実施される。
【００１１】
別の実施形態において、複数の異なるモードのうちのいずれか１つに従って機能するよう動作する、電力線により給電されるハザード検出システムは、電力バスに結合されるとともに電力バスに電力を提供するよう動作するＡＣ−ＤＣコンバータと、電力バスに結合されるとともに電力バスに電力を提供するよう動作するバックアップバッテリ電源とを含み得る。システムは、たとえば、少なくとも１つのプロセッサと、煙、熱および一酸化炭素の少なくとも１つを検出するための少なくとも１つのセンサといったような、いくつかの電力消費コンポーネントを含み得る。上記システムは、当該システムが電力線電力を受け取っているどうか検出する電力線電力検出回路を含み得、システムが電力線電力を受け取っている場合、システムは電力線電力状態で動作し、システムが電力線電力を受け取っていない場合、システムは非電力線電力状態で動作する。電力割当モジュールが、複数の異なるモードの各１つにランタイム制約を割り当てることによって、システムによって消費される電力を管理し得、ランタイム制約は、システムがどれくらい長く各モードで動作可能であるかを制限する。電力割当モジュールは、システムが電力線電力状態または非電力線電力状態であるかどうかに少なくとも基づいて、各モードについてのランタイム制約を計算する。
【００１２】
明細書の残りの部分および添付の図面への参照によって、本願明細書において論じられる実施形態の性質および利点がさらに理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムを有する構内の図である。
【図２】いくつかの実施形態に従った、例示的な構内において使用されているハザード検出システムの例示的なブロック図を示す図である。
【図３】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムの例示的な概略回路図を示す図である。
【図４】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムのいくつかの異なる動作モードについて、電力ゲーティング回路および電力変換回路のオン／オフ状態を示す例示的な状態図を示す図である。
【図５】いくつかの実施形態に従った、電力割当スキームのさまざまな局面の例示的なチャートを示す図である。
【図６】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムにおけるさまざまなコンポーネントの例示的なチャートを示す図である。
【図７】いくつかの実施形態に従った、電力割当スキームの例示的なブロック図を示す図である。
【図８】いくつかの実施形態に従った、別の電力割当スキームの例示的なブロック図を示す図である。
【図９】いくつかの実施形態に従った、電力管理スキームを実施するステップの例示的なフローチャートを示す図である。
【図１０】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムにおけるコンポーネントを選択的に電力ゲーティングするために行なわれ得るステップの例示的なフローチャートを示す図である。
【図１１】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システムの動作の間にピーク電力消費を制限するために行なわれ得るステップの例示的なフローチャートを示す図である。
【図１２】いくつかの実施形態に従った、ハザード検出システム内のコンポーネントにさまざまな品質の電力を提供するために行なわれ得るステップの例示的なフローチャートを示す図である。
【図１３】いくつかの実施形態に従った、電力線により給電されるハザード検出システムの例示的な回路概略図を示す図である。
【図１４】いくつかの実施形態に従った、電力割当スキームの例示的なブロック図を示す図である。
【図１５】いくつかの実施形態に従った、電力線により給電されるハザード検出システムによって実行され得るステップの例示的なフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
開示の詳細な説明
以下の詳細な説明において、説明目的のために、さまざまな実施形態の完全な理解を提供するよう多くの特定の詳細が記載される。これらのさまざまな実施形態は単に例示的であって、如何なる態様でも限定的であるようには意図されないということを当業者は認識するであろう。この開示の利益を有するそのような当業者には、他の実施形態が容易に示唆されるであろう。
【００１５】
さらに、明瞭さのために、本願明細書に記載される実施形態の通常の特徴のすべてが示されるまたは記載されるわけではない。任意のそのような実際の実施形態の開発において、特定の設計目的を達成するために多くの実施形態に特有な決定が必要とされ得るということを当業者は容易に認識するであろう。これらの設計目的は、実施形態ごとおよびデベロッパごとに変動するであろう。さらに、そのような開発の取り組みは、複雑かつ時間を消費するものであり得るが、それでも、この開示の利益を有する当業者にとって日常的なエンジニアリング業務であることが認識されるであろう。
【００１６】
本願明細書において、単身家族居住用ホームのような居住用ホームにて使用される文脈で１つ以上のハザード検出の実施形態がさらに記載されているが、本教示の範囲はそのように限定されないということが認識されるべきである。より一般的には、ハザード検出システムは、たとえば、複式マンション、タウンホーム、マルチユニットアパートメントビルディング、ホテル、小売店、オフィスビルディングおよび工業ビルディングといった様々な構内に適用可能である。さらに、ユーザ、顧客、設置者、住宅所有者、居住者、ゲスト、賃借人、家主、修理人などといった用語は、本願明細書において記載される１つ以上のシナリオの文脈においてハザード検出器と相互作用する人物を言及するよう使用され得るが、これらの言及はそのようなアクションを行なっている人物に関して本教示の範囲を限定するとは決して考えられるべきでないということが理解される。
【００１７】
図１は、いくつかの実施形態に従った例示的な構内１００を示す図であり、構内１００は、ハザード検出システム１０５、遠隔ハザード検出システム１０７、サーモスタット１１０、遠隔サーモスタット１１２、暖房、冷房および換気（ＨＶＡＣ）システム１２０、ルータ１２２、コンピュータ１２４および中央パネル１３０を用いる。構内１００はたとえば、単身住居、複式マンション、アパートメントビルディング内のアパートメント、倉庫、または、オフィスもしくは小売店のような商業構造であり得る。ハザード検出システム１０５は、バッテリで給電されるか、電力線で給電されるか、バッテリバックアップとともに電力線で給電され得る。ハザード検出システム１０５は、所望の安全性監視およびユーザインターフェイス機能を提供するために、１つ以上のプロセッサ、複数のセンサ、不揮発性ストレージおよび他の回路を含み得る。いくつかのユーザインターフェイス機能は、物理的制約および電力制約により、電力線で給電される実施形態においてのみ利用可能である。さらに、電力線およびバッテリの両方で給電される実施形態に一般的ないくつかの機能は、異なった態様で実現され得る。ハザード検出システム１０５は、低電力無線パーソナルエリアネットワーク（ＬｏＷＰＡＮ）回路、システムプロセッサ、セーフティプロセッサ、不揮発性メモリ（たとえばフラッシュ）、ＷｉＦｉ回路、環境光センサ（ＡＬＳ：ambient light sensor）、煙センサ、一酸化炭素（ＣＯ）センサ、１つ以上の温度センサ、１つ以上の超音波センサ、受動赤外線（ＰＩＲ：passive infra-red）センサ、スピーカ、１つ以上のＬＥＤ、およびブザーといった電力消費コンポーネントを含み得る。同じコンポーネントの複数の場合が存在し得る一方、他のコンポーネントは１つの場合においてのみ存在し得るということが理解される。
【００１８】
ハザード検出システム１０５は、構内１００に関連付けられる環境状態を監視し得、ある環境状態が所定のしきい値を上回ると、居住者にアラームを発する。監視された状態はたとえば、煙、熱、湿度、一酸化炭素、二酸化炭素、ラドンおよび他のガスを含み得る。環境の安全性を監視することに加えて、ハザード検出システム１０５は、従来のアラームシステムには見つからないいくつかのユーザインターフェイス機能を提供し得る。これらのユーザインターフェイス機能はたとえば、音声アラーム、音声セットアップ指示、クラウド通信（たとえば、監視されたデータをクラウドにプッシュ送信するか、携帯電話にプッシュ通知するか、または、消音コマンドのようなコマンドをクラウドから受け取る）、デバイス間通信（たとえば、ハザード検出システム同士の間のソフトウェア更新の通信を含む、構内における他のハザード検出システムとの通信）、視覚的なセーフティインジケータ（たとえば、緑色の光の表示は安全であることを示し、赤色の光の表示は危険を示す）、触覚的および非触覚的な入力コマンド処理、ならびにソフトウェア更新を含み得る。
【００１９】
ハザード検出システム１０５はスマートホームデバイスとして実現され得るということが理解されるべきである。したがって、ハザード検出システムの議論は主として特定のハザード（たとえば煙、ＣＯ、熱）を参照して記載されるが、ハザード検出システムは、それらのハザードに関係ない付加的な機能および機能性を提供し得る。たとえば、ハザード検出システムは多くの異なる状態を監視し得る。これらの状態は、モーション、音、臭いを含み得る。これらの状態はさらに、（たとえばアームバンド、ドアセンサ、窓センサ、パーソナルメディアデバイス）遠隔センサによって供給されるデータを含み得る。
【００２０】
ハザード検出システム１０５は、プレアラームのような高度なハザード検出および高度なユーザインターフェイス機能を提供するために、本願明細書において記載されるさまざまな実施形態に従った多基準状態機械を実現し得る。さらに、多基準状態機械は、アラーム状態およびプレアラーム状態を管理し得、アラーム状態を制御し得る１つ以上のセンサ状態機械と、プレアラーム状態を制御する１つ以上のシステム状態機械とを含み得る。各状態機械は、センサデータ値、消音イベントおよび遷移条件に基づいて、自身の状態の任意の１つの間で遷移し得る。遷移条件は、どのように状態機械がある状態から別の状態に遷移するかを定義し得、究極的には、ハザード検出システム１０５がどのように動作するかを定義し得る。ハザード検出システム１０５は、さまざまな実施形態に従って多基準状態機械を実行するようデュアルプロセッサ構成を使用し得る。デュアルプロセッサ構成によって、ハザード検出システム１０５は、相対的にフェールセーフのハザード検出およびアラーム機能を同時に提供しつつ最小の電力を使用する態様でアラーム状態およびプレアラーム状態を管理することが可能になる。たとえば、多基準状態機械の付加的な詳細は、「多基準アラームのためのシステムおよび方法（Systems and Methods for Multi-Criteria Alarming）」という名称を有し、本願と同時に出願され、共通に譲渡された同時係属米国特許出願番号第１４／３３４，００３号（代理人処理番号ＧＰ−５７４３−００−ＵＳ）において発見され得、その開示は本願明細書において全文参照により援用される。
【００２１】
構内１００は、任意の数のハザード検出システムを含み得る。たとえば、示されるように、ハザード検出システム１０７は、システム１０５と同様であり得る別のハザード検出システムである。一実施形態において、システム１０５および１０７の両方はバッテリにより給電されるシステムであり得る。別の実施形態では、システム１０５は電力線により給電されてもよく、システム１０７はバッテリにより給電されてもよい。さらに、ハザード検出システムは構内１００の外部に設置され得る。
【００２２】
サーモスタット１１０は、いくつかのサーモスタットのうち、ＨＶＡＣシステム１２０を制御するサーモスタットであり得る。サーモスタット１１０は、ＨＶＡＣシステム１２０につながるＨＶＡＣ制御ワイヤ（たとえばＷ、Ｇ、Ｙなど）への電気的接続によって、ＨＶＡＣシステムのすべてまたは部分を始動させるために電気的に接続されるので、「一次」サーモスタットと称され得る。サーモスタット１１０は、構内１００に関連付けられる環境からデータを集めるために１つ以上のセンサを含み得る。たとえば、センサは、構内１００内の占有（在室）、温度、光および他の環境状態を検出するために使用され得る。遠隔サーモスタット１１２は、ＨＶＡＣシステム１２０を始動させるために電気的に接続され得ないが、同様に構内１００に関連付けられる環境からデータを集めるために１つ以上のセンサを含み得るとともに有線または無線リンクを介してサーモスタット１１０にデータを送信し得るので、「補助」サーモスタットと称され得る。たとえば、サーモスタット１１２は、ＨＶＡＣシステム１２０の制御の向上のために、サーモスタット１１０と無線で通信および協同し得る。サーモスタット１１２は、構内１００内の自身の位置を示す付加的な温度データを提供し得、付加的な占有情報を提供し得、または、（たとえば温度セットポイントを調節するよう）ユーザのために別のユーザインターフェイスを提供し得る。
【００２３】
ハザード検出システム１０５および１０７は、有線または無線リンクを介してサーモスタット１１０またはサーモスタット１１２と通信し得る。たとえば、ハザード検出システム１０５は、ＨＶＡＣシステム１２０を制御する際に、より良好に情報が与えられた決定を行うために付加的なデータが提供されるように、その監視されたデータ（たとえば温度および占有検出データ）をサーモスタット１１０に無線で送信し得る。さらに、いくつかの実施形態において、データはサーモスタット１１０および１１２のうちの１つ以上から有線または無線リンクを介してハザード検出システム１０５および１０７のうちの１つ以上に送信され得る。
【００２４】
中央パネル１３０は、構内１００のセキュリティシステムまたは他のマスター制御システムの一部であり得る。たとえば、中央パネル１３０は、侵入に対して窓およびドアを監視し得るとともにモーションセンサによって提供されるデータを監視し得るセキュリティシステムであり得る。いくつかの実施形態において、中央パネル１３０はさらに、サーモスタット１１０および１１２とハザード検出システム１０５および１０７とのうちの１つ以上と通信し得る。中央パネル１３０は、有線リンク、無線リンクまたはその組合せを介してこれらの通信を行ない得る。たとえば、煙がハザード検出システム１０５によって検出されると、中央パネル１３０は、煙の存在について警報を受け得、構内１００内の特定のゾーンがハザード状態になっているというインジケータを表示するといったように適切な通知を行い得る。
【００２５】
構内１００はさらに、無線および有線接続の両方によりアクセス可能であり、さらにローカルエリアネットワークすなわちＬＡＮと称され得るプライベートネットワークを含み得る。プライベートネットワーク上のネットワークデバイスは、ハザード検出システム１０５および１０７と、サーモスタット１１０および１１２と、コンピュータ１２４と、中央パネル１３０とを含み得る。一実施形態において、プライベートネットワークはルータ１２２を使用して実現されており、ルータ１２２は、ルーティング、ワイヤレスアクセスポイント機能、ファイアウォール、および、コンピュータ１２４のようなさまざまな有線ネットワークデバイスに接続するための複数の有線接続ポートを提供し得る。ルータ１２２とネットワークデバイスとの間の無線通信は、８０２．１１プロトコルを使用して行われ得る。ルータ１２２はさらに、ケーブルモデム、ＤＳＬモデム、インターネットサービスプロバイダ、または他の公衆ネットワークサービスのプロバイダを通じて、インターネットまたはクラウドのような公衆ネットワークへのアクセスをネットワークデバイスに提供することができる。インターネットのような公衆ネットワークは時に、ワイドエリアネットワークまたはＷＡＮと称される。
【００２６】
たとえば、インターネットへのアクセスによって、システム１０５またはサーモスタット１１０のようなネットワーク接続されたデバイスは、構内１００に対して遠隔であるデバイスまたはサーバと通信することが可能になる。遠隔サーバまたは遠隔デバイスは、構内１００に含まれるさまざまなネットワーク接続されたデバイスを管理するアカウント管理プログラムをホストし得る。たとえば、本願明細書において論じられる実施形態に従ったハザード検出システムの文脈において、システム１０５は、ルータ１２２を介して周期的に遠隔サーバにデータをアップロードし得る。さらに、ハザードイベントが検出されると、システム１０５がルータ１２２を介して通知を通信した後、遠隔サーバまたは遠隔デバイスには当該イベントが通知され得る。同様に、システム１０５は、ルータ１２２を介してアカウント管理プログラムからデータ（たとえばコマンドまたはソフトウェア更新）を受け取り得る。
【００２７】
ハザード検出システム１０５は、いくつかの異なる電力消費モードのうちの１つで動作し得る。各モードは、異なる量の電力を消費する、システム１０５によって行なわれる機能およびシステム１０５の構成によって特徴付けられる。各電力消費モードは、ハザード検出システム１０５によって消費される電力の量に対応しており、消費される電力の量は、最低量から最高量までの範囲にあり得る。これらの電力消費モードのうちの１つは最低量の電力消費に対応し、また別の電力消費モードは最高量の電力消費に対応しており、すべての他の電力消費モードは、最低量の電力消費と最高量の電力消費との間のどこかに該当する。電力消費モードの例は、アイドルモード、ログ更新モード、ソフトウェア更新モード、アラームモード、プレアラームモード、消音モード、およびナイトライトモードを含み得る。これらの電力消費モードは単に例示であって、限定することを意図しない。付加的な電力消費モードまたはより少ない電力消費モードが存在し得る。さらに、本願明細書において記載される異なるモードの如何なる定義の特徴もすべて包括的であることを意図しておらず、むしろ、各モードの一般的な文脈を提供することを意図している。
【００２８】
図２は、いくつかの実施形態に従った、例示的な構内２００において使用されるハザード検出システム２０５の例示的なブロック図を示す。図２はさらに、随意のハザード検出システム２０７およびルータ２２２を示す。ハザード検出システム２０５および２０７は図１におけるハザード検出システム１０５および１０７と同様であり得、構内２００は図１における構内１００と同様であり得、ルータ２２２は図１におけるルータ１２２と同様であり得る。ハザード検出システム２０５は、システムプロセッサ２１０と、高電力無線通信回路２１２およびアンテナと、低電力無線通信回路２１４およびアンテナと、不揮発性メモリ２１６と、スピーカ２１８と、１つ以上のセーフティセンサ２２１および１つ以上の非セーフティセンサ２２２を含み得るセンサ２２０と、セーフティプロセッサ２３０と、アラーム２３４と、電源２４０と、電力変換回路２４２と、高品質電力回路２４３と、電力ゲーティング回路２４４とを含むいくつかのコンポーネントを含み得る。ハザード検出システム２０５は、フェールセーフのセーフティ検出機能と、電力消費を最小化する回路トポロジおよび電力割当方法を使用するユーザインターフェイス機能とを提供するよう動作する。システム２０５および例示的な回路トポロジのコンポーネントが図２および図３に関連して論じられ、また、電力割当方法が図５〜図９に関連して論じられる。
【００２９】
ハザード検出システム２０５は、システム２０５の機能を取り扱うための分岐プロセッサ回路トポロジ（bifurcated processor circuit topology）を使用し得る。システムプロセッサ２１０およびセーフティプロセッサ２３０の両方は、システム２０５内の同じ回路基板上に存在し得るが、異なるタスクを行い得る。システムプロセッサ２１０は、セーフティプロセッサ２３０よりも多くの電力を消費し得るより大きくより能力のあるプロセッサである。すなわち、プロセッサ２１０および２３０の両方がアクティブである場合、プロセッサ２１０はプロセッサ２３０よりも多くの電力を消費する。同様に、両方のプロセッサが非アクティブである場合でも、プロセッサ２１０はプロセッサ２３０よりも多くの電力を消費する。システムプロセッサ２１０は、ユーザインターフェイス機能を処理するとともに、インターフェイスセンサ２２０を監視するよう動作し得る。たとえば、プロセッサ２１０は、高電力無線通信回路２１２および低電力無線通信回路２１４の両方上の無線データトラフィックを方向付け得、不揮発性メモリ２１６にアクセスし得、プロセッサ２３０と通信し得、スピーカ２１８からオーディオを発させ得る。別の例として、プロセッサ２１０は、任意のアクションがなされる（たとえばアラームを消音させるユーザの検出されたアクションに応答して、鳴り響くアラームを止める）必要があるかどうか判定するようインターフェイスセンサ２２０を監視し得る。
【００３０】
セーフティプロセッサ２３０は、システム２０５のセーフティに関連付けられるタスク、または、ハザード検出システム２０５の外の（温度、湿度、煙、一酸化炭素、動き、光の強度などといった）環境の状態を監視することを含む他のタイプのタスクを扱うよう動作し得る。セーフティプロセッサ２３０は、センサ２２０の１つ以上をポーリングし得、センサ２２０の１つ以上がハザードイベントが検出されることを示す場合、アラーム２３４を作動させる。プロセッサ２３０は、プロセッサ２１０から独立して動作し得、プロセッサ２１０がどの状態にあるかにかかわらずアラーム２３４を作動し得る。たとえば、プロセッサ２１０がアクティブな機能を実行している場合（たとえばＷｉＦｉ更新を実行している場合）または電力の制約によりシャットダウンされる場合でも、ハザードイベントが検出されるとプロセッサ２３０はアラーム２３４を作動し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ２３０上で実行されるソフトウェアは永久的に固定され得、システム２０５が工場を出荷した後、ソフトウェアまたはファームウェア更新を介して更新されない場合がある。
【００３１】
プロセッサ２１０と比較して、プロセッサ２３０は消費する電力が少ないプロセッサである。したがって、センサ２２０のサブセットを監視するためにプロセッサ２１０の代わりにプロセッサ２３０を使用することによって、省電力が与えられる。プロセッサ２１０がセンサ２２０を絶えず監視するものであった場合、省電力は実現され得ない。センサ２２０のサブセットの監視のためにプロセッサ２３０を使用することにより実現された省電力に加えて、プロセッサを分岐することにより、プロセッサ２１０が機能しているかどうかにかかわらずシステム２０５のセーフティ監視機能、コア監視機能およびアラーム機能が動作することを保証する。限定としてではなく例示として、システムプロセッサ２１０は、フリースケール半導体Ｋ６０マイクロコントローラ（Freescale Semiconductor K60 Microcontroller）のような相対的に高電力のプロセッサを含み得る一方、セーフティプロセッサ２３０は、フリースケール半導体ＫＬ１５マイクロコントローラのような相対的に低電力のプロセッサを含み得る。ハザード検出システム２０５の全体的な動作は、システムプロセッサ２１０およびセーフティプロセッサ２３０の思慮深く設計された機能的なオーバーレイを必要としており、システムプロセッサ２１０は、（たとえば、より高度なユーザインターフェイスおよび通信機能と、ユーザ挙動におけるパターンまたは環境状態におけるパターンを感知するさまざまな計算集中的なアルゴリズムと、たとえば周囲の輝度レベルの関数としてＬＥＤナイトライトの輝度を管理するためのアルゴリズムと、たとえばホームインターコム機能のためのオンボードのスピーカのサウンドレベルを管理するためのアルゴリズムと、たとえばユーザへの音声コマンドの発行を管理するためのアルゴリズムと、ログデータを中央サーバにアップロードするためのアルゴリズムと、ネットワークメンバーシップを確立するためのアルゴリズムと、セーフティプロセッサ２３０、高電力無線通信回路２１２、低電力無線通信回路２１４、システムプロセッサ２１０自体などといったハザード検出システム２０５の１つ以上の要素のプログラムされた機能に対する更新を促進するためのアルゴリズムといった）従来ハザード検出ユニットに関連付けられ得なかった選択されたより高いレベルの高度な機能を実行し、セーフティプロセッサ２３０は、（たとえば煙およびＣＯ監視と、アラーム検出の際の甲高い音のアラーム／ブザーアラームの作動といった）従来ハザード検出ユニットにより関連付けられ得るより基本的な機能を行なう。限定としてではなく例示として、システムプロセッサ２１０は、相対的に高電力のアクティブ状態にあるとともにその割り当てられた高度な機能の１つ以上を実行している際に約１８ｍＷを消費し得る一方、セーフティプロセッサ２３０は、その基本的な監視機能を実行している際に約０．０５ｍＷのみを消費し得る。しかしながら、また限定としてではなく例示として、システムプロセッサ２１０は、相対的に低電力の非アクティブ状態の場合、約０．００５ｍＷのみ消費し得、システムプロセッサ２１０が行なうような高度な機能は思慮深く選択され、システムプロセッサが相対的に高電力のアクティブ状態にある時間は時間の��０．０５％のみになるように調整され、相対的に低電力の非アクティブ状態で残りの時間を過ごす。一方、その基本的な監視機能を実行しているときに０．０５ｍＷの平均的な電力引き抜きのみを必要とするセーフティプロセッサ２３０は、もちろん１００％の時間、その基本的な監視機能を実行しているはずである。１つ以上の実施形態に従うと、システムプロセッサ２１０およびセーフティプロセッサ２３０の思慮深く設計された機能的なオーバーレイは、セーフティプロセッサ２３０の進行中の動作によってシステムプロセッサ２１０が作動されないまたは無能力化される場合であってもハザード検出システム２０５が、基本的な監視およびハザード状態について甲高い音／ブザーアラームを実行し得るように設計されている。したがって、システムプロセッサ２１０は、ハザード検出ユニット２０５を、スマートホーム環境を向上させるための魅力的で、望ましく、更新可能で、使用が容易であり、インテリジェントで、ネットワーク接続された感知および通信ノードとするための多くの異なる能力を提供するよう構成およびプログラムされる一方、その機能は、セーフティプロセッサ２３０によって管理されるコアセーフティ動作に対するオーバーレイまたは付加の意味において有利に提供されるので、システムプロセッサ２１０およびその高度な機能について動作上の問題または課題が存在する場合であっても、システムプロセッサ２１０およびその高度な機能とともにまたは当該機能なしで、セーフティプロセッサ２３０の動作によるハザード検出器２０５の基本となるセーフティ関連の目的および機能は継続することになる。
【００３２】
たとえば、高電力無線通信回路２１２は、８０２．１１プロトコルのうちのいずれかに従って通信することができるＷｉ−Ｆｉモジュールであり得る。たとえば、回路２１２は、Ｍｕｒａｔａのモジュールにおいて利用可能であるブロードコムパーツ番号ＢＣＭ４３３６２を使用して実現され得る。システム２０５の動作モードに依存して、回路２１２は、低電力の「スリープ」状態または高電力の「アクティブ」状態で動作し得る。たとえば、システム２０５がアイドルモードである場合、回路２１２は「スリープ」状態であり得る。システム２０５がＷｉ−Ｆｉ更新モード、ソフトウェア更新モード、またはアラームモードのような非アイドルモードである場合、回路２１２はアクティブ状態であり得る。たとえば、システム２０５がアクティブアラームモードである場合、高電力回路２１２は、メッセージが遠隔サーバまたはデバイスに送信され得るようにルータ２２２と通信し得る。
【００３３】
低電力無線通信回路２１４は、８０２．１５．４プロトコルに従って通信することができる低電力の無線パーソナルエリアネットワーク（６ＬｏＷＰＡＮ）モジュールまたはＺｉｇＢｅｅモジュールであり得る。たとえば、一実施形態において、回路２１４は、Silicon Laboratoriesから利用可能であるパーツ番号ＥＭ３５７であるＳｏＣであり得る。システム２０５の動作モードに依存して、回路２１４は、相対的に低電力の「リスン（listen）」状態または相対的に高電力の「送信」状態で動作し得る。システム２０５が、アイドルモード、（高電力通信回路２１２の使用を必要とし得る）ＷｉＦｉ更新モード、またはソフトウェア更新モードである場合、回路２１４は「リスン」状態であり得る。システム２０５がアラームモードである場合、回路２１４は、システム２０７における低電力無線通信回路がシステム２０５がアラームを発していることを示すデータを受け取り得るようにデータを送信し得る。したがって、アラームイベントをリスンするために高電力無線通信回路２１２が使用可能であるが、この目的のためには、低電力回路２１４を使用するのが電力効率がより良くあり得る。省電力は、いくつかのハザード検出システムまたは低電力回路２１４を有する他のシステムが相互接続された無線ネットワークを形成する場合にさらに実現され得る。
【００３４】
また、低電力回路２１４が他の低電力回路から送信されるデータを絶えずリスンするために、回路２１４は絶えずその「リスニング」状態で動作していなければならないので、省電力が実現される。この状態は電力を消費し、スリープ状態で動作する高電力回路２１２よりも多くの電力を消費し得るが、周期的に高電力回路２１２を作動しなければならないことに対する節約された電力はかなりのものになる。高電力回路２１２がそのアクティブ状態であるとともに低電力回路２１４がその送信状態である場合、高電力回路２１２は、低電力回路２１４よりも実質的に多くの電力を消費する。
【００３５】
いくつかの実施形態において、低電力無線通信回路２１４は、その相対的に低い電力消費と、相対的に低いデータ速度によって特徴付けられる第１のプロトコルに従って無線通信するその能力とによって特徴付けられ得る一方、高電力無線通信回路２１２は、その相対的に高い電力消費と、相対的に高いデータ速度によって特徴付けられる第２のプロトコルに従って無線通信するその能力とによって特徴付けられ得る。第２のプロトコルは、第１のプロトコルよりはるかに複雑なモジュレーションを有し得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、低電力無線通信回路２１４は、ネットワークにおけるデバイスと通信するためにアクセスポイントまたはルータを必要としないメッシュネットワーク互換モジュールであり得る。メッシュネットワーク互換性は、データが隣接するモジュールを通過し得るようにメッシュネットワーク互換モジュールが他の近くのメッシュネットワーク互換モジュールを追跡することを可能にする規定を含む。メッシュネットワーク互換性は、本質的に８０２．１５．４プロトコルの特徴である。対照的に、高電力無線通信回路２１２は、メッシュネットワーク互換モジュールではなく、ネットワークにおけるデバイスに通信するためにアクセスポイントまたはルータを必要とする。したがって、回路２１２を有する第１のデバイスが回路２１２を有する別のデバイスにデータを通信することを望む場合、第１のデバイスはルータと通信する必要があり、ルータは次いで第２のデバイスに上記データを送信する。したがって、回路２１２がルータの使用を必要とする場合、デバイス間通信は本質的には存在しない。他の実施形態において、回路２１２は、Ｗｉ−Ｆｉダイレクト通信プロトコルを使用してデバイス間通信を実行し得る。Ｗｉ−Ｆｉダイレクト通信規格によって、デバイス同士がルータを必要とすることなく互いに容易に接続することが可能になり得る。たとえば、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトの例示的な使用によって、ハザード検出システム１０５がサーモスタット１１０と直接的に通信することが可能になり得る。
【００３７】
不揮発性メモリ２１６は、たとえばＮＡＮＤフラッシュ、ハードディスクドライブ、ＮＯＲ、ＲＯＭまたは相変化メモリといった任意の好適なパーマネントメモリストレージであり得る。一実施形態において、不揮発性メモリ２１６は、スピーカ２１８により再生され得るオーディオクリップを格納し得る。オーディオクリップは、１つ以上の言語での取り付け説明または警告を含み得る。スピーカ２１８は、サウンドまたはオーディオファイルを再生するように動作可能な任意の好適なスピーカであり得る。スピーカ２１８は、増幅器（図示せず）を含み得る。
【００３８】
センサ２２０はセーフティプロセッサ２３０（およびいくつかの実施形態ではシステムプロセッサ２１０）によって監視され得、セーフティセンサ２２１および非セーフティセンサ２２２を含み得る。センサ２２０の１つ以上は、システムプロセッサ２１０およびセーフティプロセッサ２３０のうちの１つによって排他的に監視され得る。本願明細書において定義されるように、センサを監視することは、その監視されるセンサからデータを取得するプロセッサの能力を指す。すなわち、１つの特定のプロセッサがセンサデータを取得することを担うとともに場合によってはセンサログにそれを格納することを担い得るが、ひとたび当該データが取得されると、ログデータまたはリアルタイムデータのいずれかの形態で当該データは別のプロセッサに利用可能になり得る。たとえば、一実施形態において、システムプロセッサ２１０は、非セーフティセンサ２２２のうちの１つを監視し得るが、セーフティプロセッサ２３０はその同じ非セーフティセンサを監視し得ない。別の実施形態において、セーフティプロセッサ２３０は、セーフティセンサ２２１の各々を監視し得るが、取得したセンサデータ（または取得されるセンサデータを示す何らかの情報）をシステムプロセッサ２１０に提供し得る。
【００３９】
セーフティセンサ２２１は、ハザード検出システム２０５が、危険な状態についてその環境を監視し、危険な状態が検出されるとユーザに警報を発し得ることを保証するために必要なセンサを含み得、危険な状態を検出するために必要でない他のすべてのセンサは、非セーフティセンサ２２２である。いくつかの実施形態において、セーフティセンサ２２１は、危険な状態を検出するために必要なそれらのセンサのみを含む。たとえば、当該危険な状態が煙および火事を含む場合、セーフティセンサは煙センサと少なくとも１つの熱センサとのみを含む。非セーフティセンサのような他のセンサはシステム２０５の一部として含まれ得るが、煙または火事を検出するためには必要とされない。別の例として、危険な状態が一酸化炭素を含む場合、セーフティセンサは一酸化炭素センサであり、他のセンサはこのタスクを実行するためには必要とされない。
【００４０】
したがって、必要であると認められるセンサはハザード検出システム２０５の機能および特徴に基づき変動し得る。一実施形態において、ハザード検出システム２０５は、煙、火事および一酸化炭素の組合せアラームシステムであり得る。そのような実施形態において、検出システム２０５は、煙検出器、一酸化炭素（ＣＯ）センサおよび１つ以上の熱センサといったセーフティセンサ２２１を含み得る。煙検出器は、煙を検出し、典型的には、光学的検出、イオン化、または空気サンプリング技術を使用する。ＣＯセンサは、ホームにおいて典型的に火気、スペースヒータ、温水器、塞がった煙突、および自動車によって生成される一酸化炭素ガスの存在を検出し得る。電気化学ＣＯセンサにおいて使用される材料は典型的に５〜７年の寿命を有するが、いくつかのセンサは１０年以上続く寿命を有し得る。したがって、ＣＯセンサの寿命が終了した後はＣＯセンサが置換されるべきである。熱センサは、その抵抗が温度に基づき変動するタイプの抵抗器であるサーミスタであり得る。サーミスタは、負温度係数（ＮＴＣ： negative temperature coefficient）タイプのサーミスタまたは正温度係数（ＰＴＣ： positive temperature coefficient）タイプのサーミスタを含み得る。更に、この実施形態において、検出システム２０５は、湿度センサ、環境光センサ、プッシュボタンセンサ、受動赤外線（ＰＩＲ）センサおよび１つ以上の超音波センサといった非セーフティセンサ２２２を含み得る。温度湿度センサは、温度および相対湿度の相対的に正確な読み取り値を提供し得る。環境光センサ（ＡＬＳ）は環境光を検出し、プッシュボタンセンサはたとえば、ユーザのスイッチの押下を検出するスイッチであり得る。ＰＩＲセンサはさまざまなモーション検出機能のために使用され得る。ＰＩＲセンサは、その視野において、対象から放射する赤外線光を測定し得る。超音波センサは対象の存在を検出するために使用され得る。そのようなセンサは、高周波数の音波を生成し得るとともに、どの波がセンサによって受け取られるか判定する。センサ２２０は、プリント回路基板（たとえばプロセッサ２１０および２３０がマウントされる同じ基板）、フレキシブルプリント回路基板、システム２０５の筐体またはその組合せにマウントされ得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、１つ以上の非セーフティセンサ２２２から取得されるデータは、１つ以上のセーフティセンサ２２１からデータを取得するために使用される同じプロセッサによって取得され得る。たとえば、上で論じたように、省電力の理由のために、セーフティプロセッサ２３０は、セーフティセンサ２２１および非セーフティセンサ２２２の両方を監視するよう動作し得る。セーフティプロセッサ２３０は、そのハザード監視および警報機能を実行するために、非セーフティセンサ２２２から取得されるデータのいずれも必要としないが、拡張されたハザードシステム２０５の機能を提供するために、非セーフティセンサデータが利用され得る。拡張機能は、本願明細書において論じられるさまざまな実施形態に従ったアラーミングアルゴリズムにおいて実現され得る。たとえば、非セーフティセンサデータは、図３〜図１５を伴う記載に関連してすべて以下により詳細に論じられる１つ以上のセンサ状態機械と対話するシステム状態機械を実現するよう、システムプロセッサ２１０によって利用され得る。
【００４２】
アラーム２３４は、ハザード状態の存在について、システム２０５の近傍のユーザに警報する任意の好適なアラームであり得る。さらに、アラーム２３４は、テストシナリオの間に作動され得る。たとえば、アラーム２３４は圧電ブザーであり得る。
【００４３】
電源２４０は、システム２０５の動作を可能にするよう電力を供給し得るとともに、任意の好適なエネルギー源を含み得る。本願明細書において論じられる実施形態は、ＡＣ電力線給電、バッテリ給電、ＡＣ電力線給電とバッテリバックアップとの組合せ、および外部から供給されたＤＣ電力（たとえばＵＳＢ供給電力）を含み得る。ＡＣ電力線の電力、バッテリバックアップを伴うＡＣ電力線の電力、または外部から供給されたＤＣ電力を使用する実施形態は、バッテリのみの実施形態とは異なる電力制限制約に晒され得る。バッテリ給電の実施形態は、ハザード検出システム２０５が最小の期間の間動作するように、その有限のエネルギー供給の電力消費を管理するよう設計される。いくつかの実施形態において、最小の期間は１年、３年または７年であり得る。他の実施形態において、最小の期間は、少なくとも７年、８年、９年または１０年であり得る。電力線による給電の実施形態は、それらのエネルギー供給が実質的に無制限であるので、制限されない。バッテリバックアップを伴って電力線により給電される実施形態は、バックアップバッテリの寿命を長くするよう電力制限方法を使用し得る。
【００４４】
バッテリのみの実施形態では、電源２４０は、１つ以上のバッテリまたはバッテリパックを含み得る。バッテリは、異なる組成物（たとえばアルカリまたはリチウム二硫化鉄）から構築され得るとともに、異なるエンドユーザ構成（たとえばパーマネント、ユーザ取り替え可能、またはユーザ取り替え不可能）が使用され得る。一実施形態では、Ｌｉ−ＦｅＳ２の６つのセルが３つの２スタックで構成され得る。そのような構成は、システム２０５について合計で約２７０００ｍＷｈの利用可能なエネルギーを産出し得る。
【００４５】
電力変換回路２４２は、電力を１つのレベルから別のレベルに変換する回路を含む。複数の場合の電力変換回路２４２が、システム２０５内のコンポーネントに必要とされる異なる電力レベルを提供するために使用され得る。１つ以上の場合の電力変換回路２４２は、電源２４０によって供給された信号を異なる信号に変換するよう動作し得る。そのような場合の電力変換回路２４２は、バックコンバータまたは昇圧コンバータの形態で存在し得る。たとえば、アラーム２３４は、高電力無線通信回路２１２より高い動作電圧を必要とし得、高電力無線通信回路２１２はプロセッサ２１０より高い動作電圧を必要とし得、そのため、すべての必要な電圧は、電源２４０によって供給される電圧とは異なる。したがって、この例において認識され得るように、少なくとも３つの異なる場合の電力変換回路２４２が必要とされる。
【００４６】
高品質電力回路２４３は、特定の場合の電力変換回路２４２（たとえばバックコンバータ）から供給された信号を別の信号へとコンディショニングするよう動作する。高品質電力回路２４３は、ロードロップアウトレギュレータの形態で存在し得る。ロードロップアウトレギュレータは、電力変換回路２４２によって提供される信号よりも高品質の信号を提供可能であり得る。したがって、あるコンポーネントには他のコンポーネントより「高い」品質の電力が提供され得る。たとえば、煙検出器およびＣＯセンサといったあるセーフティセンサは、適切に動作するために、相対的に安定した電圧を必要とし得る。
【００４７】
電力ゲーティング回路２４４は、選択的に電力バスにコンポーネントを結合するとともに電力バスから切り離すよう使用され得る。電力バスからコンポーネントを切り離すことは、当該コンポーネントが如何なる静止電流ロスも引き起こさず、したがって、コンポーネントが電力バスからそのように切り離されなかった場合のバッテリ寿命を超えてバッテリ寿命を延ばし得ることを保証する。電力ゲーティング回路２４４はたとえばＭＯＳＦＥＴトランジスタのようなスイッチであり得る。コンポーネントが電力バスから切り離されかつ如何なる電流損失も引き起こさなくても、電力ゲーティング回路自身は有限量の電力を消費し得る。しかしながら、この有限の電力消費は、コンポーネントの静止電力損失よりも小さい。
【００４８】
ハザード検出システム２０５は、電力消費に関する利点と、高度な機能の提供問題の場合におけるコアセーフティ監視およびアラームの残存性に関する利点とを含む上記および下記に記載されるようなある利点を提供し得るシステムプロセッサ２１０およびセーフティプロセッサ２３０といった２つの別個のプロセッサを有するものとして記載されるが、本願明細書において論じられるさまざまな実施形態の１つ以上について、１つのプロセッサによって実行されることまたは２つより多いプロセッサによって実行されることは、本教示の範囲外ではないということが理解される。
【００４９】
図３は、実施形態に従ったハザード検出システム３００の例示的な回路概略図を示す。この回路概略図は、（図２の）ハザード検出システム２０５のより詳細な例示的な図であり、たとえば電力消費コンポーネントと、当該コンポーネントに電力を供給する電力バスと、コンポーネントを電力バスに結合および電力バスから切り離すことを選択するためのゲーティング回路とを示す。ハザード検出システム３００には単に１つ以上のバッテリによって電力が供給され得、ハザード検出システム３００は、最小の動作寿命（たとえば少なくとも７年）の間、１つ以上のバッテリがシステム３００に電力を供給することができるように電力割当スキーム（power budgeting scheme）を使用する。さらに、電力割当スキームによって、システム３００は、最小の動作寿命の間に、モードに固有の期間（たとえば、ＷｉＦｉ更新モードは一日に一度実行される）、いくつかの異なるモード（たとえばアイドルモード、ＷｉＦｉ更新モード、ソフトウェア更新モード、およびアラームモード）のうちのいずれか１つに従って動作することが可能になる。以下の議論において、システム３００の回路構成は、拡張されたユーザ対話機能と堅牢なハザード検出とを提供しつつシステム３００がどのようにその電力消費を管理することができるか示す。
【００５０】
ハザード検出システム３００は、電力バス３０８にＤＣ電源を提供するよう動作するバッテリシステム３０１を含む。ＤＣ電源は、第１の電圧レベルにて電力バス３０８上に存在し得る。電圧レベルは、温度の変更のようなさまざまな状態に依存して若干変化し得る。ＤＣ電源の組成（たとえばアルカリまたはリチウムベースの化学）に依存して、システム３００の動作寿命の間、電圧レベルは相対的に一定の電圧レベル（たとえば４．５ボルト）のままであり得るか、または、あらかじめ定義された範囲内の電圧レベルのままであり得る。電圧レベルは、バッテリシステム３０１に格納されるエネルギーが所定のしきい値を下回る（たとえばバッテリが事実上消耗する）と、実質的に低下し得る。バッテリシステム３０１は、バッテリセルグループ３０２およびバッテリセルグループ３０５を含み得る。バッテリセルグループ３０２および３０５の各々は、１つ以上のバッテリセルを含み得る。一実施形態において、各セルグループは３つのバッテリセルを含む。示されるように、バッテリセルグループ３０２は、バス３０３およびゲーティング回路３５１を介してダイオード３０４およびセーフティプロセッサ３３０に結合される。セーフティプロセッサ３３０は、（図２に関連して上に論じられた）セーフティプロセッサ２３０に多くの点で類似している。バッテリセルグループ３０５は、バス３０６およびゲーティング回路３５２を介してダイオード３０７およびセーフティプロセッサ３３０に結合される。セーフティプロセッサ３３０は、バッテリグループ３０２および３０５の電圧をそれぞれ測定するために、ゲーティング回路３５１および３５２を一時的に閉じ得る。測定が完了した後、セーフティプロセッサ３３０は、ゲーティング回路３５１および３５２を開き得る。ダイオード３０４および３０７は電力バス３０８に結合される。
【００５１】
電力バス３０８は、電力ゲーティング回路３５３を介して、電力変換回路３４０、電力変換回路３４２、電力変換回路３４４、電力変換回路３４６、超音波センサ３２０、煙検出器３２４およびディスプレイモジュール３２８（たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ））に結合される。図２に関連して上で論じたように、電力変換回路は、信号を１つのレベルから別のレベルに変換するよう動作する。超音波センサ３２０は、（図２の）インターフェイスセンサ２２０に関連して参照された超音波センサと同様であり得る。１つの超音波センサのみが示されるが、システム３００は１つより多い超音波センサを含み得る。一実施形態において、システム３００は２つの超音波センサを含み得る。たとえば、１つの超音波センサは、天井へマウントされた際に超音波イベントを検出するようシステムの筐体内に位置決めされ得、他のセンサは、壁にマウントされる際に超音波イベントを検出するよう筐体内に位置決めされ得る。煙検出器３２４は、（以前に論じられたように）セーフティセンサのうちの１つであり得る。ディスプレイモジュール３２８は任意の好適なディスプレイ装置であり得る。一実施形態において、ディスプレイモジュール３２８は、システム３００のステータスを示すために異なる色の光を発する１つ以上のＬＥＤを含み得る。たとえば、緑色の光の表示は良好なステータスを示し得、オレンジ色の光は低バッテリのような警告状態を示し得、赤色の光はハザード状態を示し得る。電力バス３０８のコンポーネントの各々は第１の電圧レベルのＤＣ電力を受け取るよう結合される。超音波センサ３２０、煙検出器３２４およびディスプレイモジュール３２８は第１の電圧レベルのＤＣ電力を使用して動作することができるが、システム３００における他のコンポーネントは、異なる動作電圧を必要とし得る。さらに、超音波センサ３２０、煙検出器３２４およびディスプレイモジュール３２８のようなさまざまなコンポーネントが電力バス３０８から第１の電圧レベルの電力を受け取り得るが、これらのコンポーネントの１つ以上は内部電力変換回路を有し得るということが理解される。たとえば、超音波センサ３２０およびディスプレイモジュール３２８は各々、昇圧コンバータを含み得る。
【００５２】
電力変換回路３４０、３４２、３４４および３４６は各々、電力バス３０８上に提供されるＤＣ電力信号を異なる電圧レベルを有する信号に変換するよう動作する。電力変換回路３４０、３４２および３４４はすべて、ＤＣ電力信号を第１の電圧レベルより低い３つの異なる電圧レベルにダウンコンバートするよう動作し得る。より特定的には、電力変換回路３４０は、第２の電圧レベル（たとえば１．８ボルト）を有する信号を電力バス３４１に提供するバックコンバータであり得る。電力バス３４１は、電力ゲーティング回路３６１と、（たとえば図２の高電力無線通信回路２１２と同様であり得る）ＷｉＦｉモジュール３１２と、電力ゲーティング回路３６３と、（たとえば不揮発性メモリ２１６と同様であり得る）不揮発性メモリ３１６と、電力ゲーティング回路３６５とを介して、（たとえば図２のプロセッサ２１０と同様であり得る）システムプロセッサ３１０と、セーフティプロセッサ３３０と、（たとえば図２の低電力無線通信回路２１４と同様であり得る）６ＬｏＷＰＡＮモジュール３１４とに結合される。
【００５３】
センサのうちのいくつかは、別個の電力要件を有するサブコンポーネントを含み得、したがって、電力が別々に供給される必要があり得る。そのようなセンサは、サブコンポーネントに適切な電力が供給されるように、２つ以上の電力バスから電力を受け取るために結合され得る。いくつかの実施形態において、センサのサブコンポーネントの１つ以上は、オンおよびオフに電力ゲーティングされ得る。たとえば、煙検出器３２４は、アクティブＩＲ信号を用いて、チャンバ内に含まれる空気に「尋問（interrogate）」し、その後、その信号のどれだけが散乱されるかを確かめるよう当該ＩＲ信号を測定するアクティブセンサであり得る。したがって、いくつかの実施形態において、煙検出器３２４は、煙検出光学源（第１のサブコンポーネント）と、煙検出光センサ（第２のサブコンポーネント）とを含み得、これらのコンポーネントの各々には電力が別々に供給される。特に、電力バス３０８は、煙検出光学源に電力を提供し得、電力バス３４３は、電力ゲーティング回路３５４を介して煙検出光センサに電力を提供し得る。ハザード検出システム３００の動作の間に、電力ゲーティング回路３５４による電力バス３４３に対する制御された結合および切り離しを介して、煙検出光センサに電力が選択的に供給され得る。煙検出光学源は、電力バス３０８に結合されるが、（たとえばセーフティプロセッサ３３０によって提供される）駆動信号に応答してオンおよびオフされ得る。したがって、この実施形態において、（１）煙検出光学源を信号駆動することと、（２）煙検出光センサを電力ゲーティングすることとによって省電力が達成され得る。
【００５４】
別の例として、超音波センサ３２０は、送信／昇圧サブコンポーネントと、トランスデューササブコンポーネントとを含み得、これらのサブコンポーネントの各々には電力が別々に供給される。送信／昇圧コンポーネントは、電力バス３０８から電力を受け取るよう結合され得、トランスデューササブコンポーネントは、電力ゲーティング回路３６４を介して電力バス３４９から電力を受け取るよう結合され得る。ハザード検出システム３００の動作の間に、たとえば、トランスデューササブコンポーネントは電力ゲーティング回路３６４を介してオンおよびオフに電力ゲーティングされ得、送信／昇圧サブコンポーネントは、オンおよびオフに信号駆動され得る。したがって、送信／昇圧サブコンポーネントは電力バス３０８に直接的に結合され得るが、送信／昇圧サブコンポーネントは、（たとえばシステムプロセッサ３１０によって提供される信号によって）オンに信号駆動されなければ、オンされ得ず、これにより、電力消費が最小化される。したがって、超音波センサ３２０による電力消費は、電力ゲーティングおよび信号駆動といった２つの異なるアプローチを使用して最小化され得る。他のセンサが電力消費を最小化しかつバッテリ寿命を延ばすために同様のアプローチを利用してもよいということが理解される。いくつかのセンサは、電力ゲーティング回路に結合されるサブコンポーネントを含まなくてもよいが、そのようなサブコンポーネントは信号駆動を介してオンおよびオフされ得るということがさらに理解される。
【００５５】
電力変換回路３４２は、第３の電圧レベル（たとえば３．０ボルト）を有する信号を電力バス３４３に提供するバックコンバータであり得る。電力バス３４３は、電力ゲーティング回路３６２と、超音波センサ３２０と、電力ゲーティング回路３６４と、ＡＬＳセンサ３２２および温度湿度センサ３２３の両方と、電力ゲーティング回路３５５と、ロードロップアウトレギュレータ３４８とを介してＲＦフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）３１５に結合される。超音波センサ３２０は、電力バス３０８および３４３上の電力を受け取る。ＲＦ  ＦＥＭ３１５は、６ＬｏＷＰＡＮモジュール３１４に関連して動作しており、データを送信するための電力増幅器（ＰＡ）と、データを受け取るための低雑音増幅器（ＬＮＡ）と、随意のアンテナスイッチと、随意の送信／受信スイッチとを含み得る。ＰＡは、信号範囲を向上させるよう送信信号の電力を昇圧し、ＬＮＡは、信号を受け取る際に感度を向上させる。６ＬｏＷＰＡＮモジュール３１４は、その性能を向上させるために随意にＦＥＭ３１５にレバレッジをかけ得るが、そうすると電力ペナルティが引き起こされる。ＡＬＳセンサ３２２および温度湿度センサ３２３は、図２に関連して上で論じられたセーフティセンサ２３２と同様であり得る。
【００５６】
電力変換回路３４４は、第４の電圧レベル（たとえば３．３ボルト）を有する信号を電力バス３４５に提供するバックコンバータであり得る。電力変換回路３４４は、ノード３６８に適用される信号に依存して、選択的にオンおよびオフされるように動作され得る。ノード３６８に適用される信号は、システムプロセッサ３１０によって提供され得る。電力バス３４５は、ＷｉＦｉモジュール３１２およびスピーカ３１８に結合され得る。スピーカ３１８は、（図２に関連して上で論じられた）スピーカ２１８と同様であり得る。第４の電圧レベルは第３の電圧レベルより高くあり得る。ＷｉＦｉモジュール３１２およびスピーカ３１８は第３の電圧レベルを使用して動作し得るが、第４の電圧レベルを使用すると性能が上昇する。動作電圧の増加は、ＷｉＦｉモジュール３１２の無線範囲を増加し得るとともに、スピーカ３１８の音の大きさを増加し得る。いくつかの実施形態において、電力変換回路３４４は省略され得、ＷｉＦｉモジュール３１２およびスピーカ３１８は電力バス３４３に結合され得る。ＷｉＦｉモジュール３１２は、そのデジタル回路、ロジックのための電力を受け取るとともにシステムプロセッサ３１０と通信するよう、ゲーティング回路３６３を介して電力バス３４１に結合され、かつ、その無線およびトランシーバのための電力を受け取るよう電力バス３４５に結合される。したがって、示されるように、ＷｉＦｉモジュール３１２は、ゲーティング回路３６３によってオンおよびオフに電力ゲーティングされるそのデジタルロジック回路を有し得、電力変換回路３４４がオンされるかどうかに依存してその無線およびトランシーバが電源オンおよびオフされ得る。
【００５７】
電力変換回路３４６は、ＤＣ電力信号を第１の電圧レベルより高い電圧レベルにアップコンバートするよう動作し得る。電力変換回路３４６は、ノード３５８に適用される信号に依存して、選択的にオンおよびオフされるように動作され得る。電力変換回路３４６は、第５の電圧（たとえば１２ボルト）を有する信号を電力バス３４７に提供する昇圧コンバータであり得る。アラーム３３４は、（図２に関連して上で論じられた）アラーム２３４と同様であり得る。
【００５８】
電力変換回路３４０、３４２、３４４、３４６はバック変換トポロジまたは昇圧変換トポロジを有すると上で記載されたが、任意の好適な変換トポロジが使用され得るということが理解される。たとえば、バックブーストのような他のＤＣ−ＤＣ変換トポロジが使用され得る。さらに、たとえばフルブリッジフォワードコンバータ、ハーフブリッジフォワードコンバータ、シングルエンドコンバータ、プッシュプルコンバータ、およびクランプコンバータといったトランスフォーマを使用する変換トポロジが使用されてもよい。
【００５９】
ロードロップアウトレギュレータ３４８は、「高」品質で安定した電力を電力バス３４９へ提供するよう動作する。ロードロップアウトレギュレータ３４８は、自身が電力バス３４３上で受け取った信号の電圧レベルを変更して、第６の電圧レベルを電力バス３４９に提供する。電力バス３４９上の信号の品質は、電力バス３４３上の信号の品質より高い。信号品質は、任意の数の異なる特性によって測定され得る。いくつかの特性は、電圧リップル、平均電圧レベルからの偏差、過渡応答およびノイズを含む。
【００６０】
例示としての説明において、電力変換回路３４２は、第３の電圧レベル（たとえば３．０ボルト）を有する信号を電力バス３４３に提供するよう動作し、かつ、レギュレータ３４８は、第３の電圧レベルを第６の電圧レベル（たとえば２．７ボルト）に変更するとする。システム３００の動作の間、電力バス３４３上の電力需要によって、第３の電圧レベルの信号を提供する電力変換回路３４２の能力が一時的に中断され得る。たとえば、超音波センサ３２０がオンされると、センサ３２０によって要求される電流によって、電力バス３４３に提供される信号の電圧が瞬間的に第３の電圧レベルを下回るよう低下する。この電圧レベルの低下にもかかわらず、レギュレータ３４８は、第６の電圧レベルにその出力信号を維持するよう動作し、これにより、電力バス３４９に結合されるすべてのコンポーネントが電力バス３４３上の信号の変化に影響されずに動作し続けることを保証する。
【００６１】
電力バス３４９は、電力ゲーティング回路３５４、ＣＯセンサ３２５およびＰＩＲセンサ３２７を介して煙検出器３２４に結合され得る。ＣＯセンサ３２５は、図２に関連して上で論じられたセーフティセンサ２３２のうちの１つであり得る。ＣＯセンサ３２５は、ＣＯガスを検出するために電気化学センサを使用し得る。この特定タイプのセンサは、適切に機能するために相対的に安定した信号を必要としており、また、常に電力を受け取らなければならないタイプのセンサである。オンおよびオフに電力ゲーティングされると、当該センサが安定化するおよび正確なＣＯ読み取り値を取得するのに長くかかりすぎるので、一定電力要件は必要であり得る。ＣＯセンサ３２５は、電力バス３４９上にてレギュレータ３４８から安定した電力信号を受け取り、電力ゲーティングされず、これにより、電力バス３４９から常に電力を受け取るよう動作する。ＰＩＲセンサ３２７は、適切に機能するために相対的に安定した信号を必要とする別のタイプのセンサであり、電力を常に受け取ってなければならない。
【００６２】
煙検出器３２４は電力バス３０８および３４９に結合される。電力バス３０８は赤外線（ＩＲ）ＬＥＤに電力を供給し、電力バス３５９は、受信および信号増幅回路に電力を供給する。いくつかの実施形態において、電力バス３０８は、調整可能ＬＤＯ（図示せず）を通じて電力をＩＲ  ＬＥＤ（たとえば、煙検出器光学源）に供給し得る。このＬＤＯは、セーフティプロセッサ３３０によって選択的に有効にされ得、ＬＥＤパルスが必要な場合にのみトグルされる。セーフティプロセッサ３３０は煙検出器光学源に（オンおよびオフにするよう）駆動信号を提供し得、さらに、受信および信号増幅回路に選択的に電力を供給するよう電力ゲーティング回路３５４の動作を制御し得る。ＩＲ  ＬＥＤパルスが必要でない場合、ＬＤＯは無効にされ、電力ゲーティング回路３５４は、電力バス３５９を受信および信号増幅回路（煙検出器光検出器）に対して切り離す。結果として、ＬＤＯが無効にされるとともに電力ゲーティング回路３５４が開であると、煙検出器３２４は最小の電力引き抜き（たとえば１μＡ未満）を有し得る。
【００６３】
システム３００は、システム３００内のさまざまな位置において位置する１つ以上のサーミスタ３２６を含み得る。サーミスタ３２６は、以前に図２に関連して論じられたように、セーフティセンサの別のものであり得る。示されるように、サーミスタ３２６はＮＴＣタイプのサーミスタであるが、他のタイプのサーミスタが使用され得ることが理解される。サーミスタ３２６は、電力バス３３１を介してセーフティプロセッサ３３０に結合され得る。セーフティプロセッサ３３０は、電力バス３３１に電力信号を選択的に提供し得る。たとえば、セーフティプロセッサ３３０は、サーミスタ３２６から温度読み取り値を取得することを望む場合、電力バス３３１に電力を提供し得る。読み取り値が取得された後、プロセッサ３３０は、電力バス３３１への電力を遮断する。別の実施形態において、プロセッサ３３０は、電力バス３３１に常に電力を供給し得る。任意数のサーミスタがシステム３００において用いられてもよく、かつ、サーミスタはその異なる位置に存在してもよいということが理解されるであろう。たとえば、一実施形態において、単一のサーミスタがフレックス３２９上に存在し得る。
【００６４】
ハザード検出システム３００のさまざまなコンポーネントおよび電力バスは、１つ以上のプリント回路基板またはフレキシブルプリント基板上に存在し得る。一実施形態において、ＰＩＲセンサ３２７およびディスプレイモジュール３２８はフレキシブルプリント回路基板３２９上に存在し得、他のすべてのコンポーネントはプリント回路基板（図示せず）上に存在し得る。別の実施形態において、すべてのコンポーネントは、プリント回路基板上に存在し得る。
【００６５】
図３は、システム３００のさまざまなコンポーネント同士の間を曲がりながら延在する破線３７０を示す。破線３７０は、１）セーフティ機能と２）拡張機能との提供に専用であるコンポーネントの例示的な境界を定めており、特に、どのように電力がプロセッサ３１０および３３０によって管理されるかを一般的に示す。セーフティ機能に一般的に関連付けられるコンポーネントは破線３７０の下に示され、拡張機能に一般的に関連付けられるコンポーネントは破線３７０の上に示される。破線３７０はさらに、セーフティプロセッサ３３０がセーフティ機能に専用であるとともにシステムプロセッサ３１０が拡張機能および一般的なシステムアドミニストレーションを扱うことに専用である分岐プロセッサ実施形態を示すよう機能する。以下により詳細に論じられるように、破線は、セーフティプロセッサ３３０が「セーフティ」コンポーネントの電力消費を管理し、システムプロセッサが他のコンポーネントの電力消費を管理するということを示す。
【００６６】
システム３００のセーフティ機能は、堅牢で、電力効率がよく、確実に動作する。セーフティ機能の堅牢かつ電力効率のよい使用を保証するために、システム３００は以下のように動作し得る。電力変換回路３４０および３４２は、その最小の動作寿命の全体にわたって、（少なくともシステム３００の意図される通常使用の間）常にオンであるように動作し得る。システム３００がフルパワーのサイクルリセットを行なう場合のように、電力変換回路３４０および３４２が常にオンではない場合があり得る。これにより、電力バス３４１および３４３上に供給される電力は常に、下流のコンポーネントに利用可能である。これらのコンポーネントは、システムプロセッサ３１０、セーフティプロセッサ３３０、不揮発性メモリ３１６、ロードロップアウトレギュレータ３４８およびセーフティセンサ（たとえばＡＬＳセンサ３２２、温度湿度センサ３２３、煙検出器３２４、ＣＯセンサ３２５、サーミスタ３２６およびＰＩＲセンサ３２７）を含み得る。そのセーフティプロセッサ３３０およびセーフティセンサは、常にオンの電力変換回路３４０および３４２を介して電力へのアクセスを有し、システム３００がハザードイベントについて絶えず監視することを保証する。
【００６７】
システムプロセッサ３１０ではなくセーフティプロセッサ３３０がハザード状態についてセーフティセンサを監視するのに専用であるので、省電力が実現され得る。付加的な省電力が、さまざまなコンポーネントを電力ゲーティングすることによって実現され得る。特に、セーフティプロセッサ３３０は、電力ゲーティング回路３５３、３５４および３５５の各々を独立して制御し得る。したがって、プロセッサ３３０は、それぞれ電力ゲーティング回路３５３、３５４および３５５を制御することによって、ディスプレイモジュール３２８と電力バス３０８とを、煙検出器３２４と電力バス３４９とを、ＡＬＳセンサ３２２および温度湿度センサ３２３の両方と電力バス３５３とを選択的に結合および切り離し得る。ディスプレイモジュール３２８と、煙検出器３２４と、ＡＬＳセンサ３２２および温度湿度センサ３２３の両方とは、完全にオンおよびオフされている場合でも適切に動作し得るので、システム３００は、それらをそれぞれの電力バスから選択的に切断することによってさらに電力消費を管理し得る。またさらに、プロセッサ３３０は、選択的に電力バス３３１に電力を提供することによって付加的な省電力を抽出し得る。
【００６８】
セーフティプロセッサ３３０はさらに、選択的に電力変換回路３４６を有効にすることによって電力消費を管理し得る。プロセッサ３３０は、制御ノード３５８に適切な信号を適用することにより回路３４６を有効または無効にし得る。変換回路３４６は、有効にされると、第５の電圧レベルの信号を電力バス３４７に提供し得る。ハザードイベントが検出されると、プロセッサ３３０は回路３４６を有効にし得、ひとたび回路３４６が有効にされると、アラーム３３４は自身のアラームを鳴らすよう動作する。ハザードイベントが検出されない場合またはアラーム３３４がアクティブである必要がない場合、プロセッサ３３０は回路３４６を無効にし得る。回路３４６を無効にすることによって、回路３４６の動作の間に損失される電力と、そうでなければアラーム３３４によって消費されたであろう電力とを節約する。
【００６９】
さらに、プロセッサ３１０によって電力管理が行われ得る。プロセッサ３１０は、電力ゲーティング回路３６１、３６２、３６３、３６４および３６５の各々を独立して制御し得る。したがって、プロセッサ３１０は、それぞれ電力ゲーティング回路３６１、３６２、３６３、３６４および３６５を制御することによって、６ｌｏＷＰＡＮモジュール３１４と電力バス３４１とを、ＦＥＭ３１５と電力バス３４３とを、ＷｉＦｉモジュール３１２と電力バス３４１とを、不揮発性メモリ３１６と電力バス３４１とを、超音波センサ３２０と電力バス３４３とを選択的に結合および切り離し得る。これらの電力ゲーティング互換コンポーネントは、完全に電力バスから切断され得、それでも、それぞれの電力バスに再度接続されると、適切に機能することができる。
【００７０】
システムプロセッサ３１０は、選択的に電力変換回路３４４を有効にすることにより、電力消費をさらに管理し得る。プロセッサ３１０は、制御ノード３６８に適切な信号を適用することにより、回路３４４を有効または無効にし得る。変換回路３４４は、有効にされると、電力バス３４５に第４の電圧レベルの信号を提供し得る。ＷｉＦｉモジュール３１２およびスピーカ３１８が電力を必要とすると、プロセッサ３１０は回路３４４を有効にし得る。回路３４４を無効にすることによって、回路３４４の動作の間に損失される電力と、そうでなければＷｉＦｉモジュール３１２およびスピーカ３１８によって消費されたであろう電力とを節約する。
【００７１】
システムプロセッサ３１０およびセーフティプロセッサ３３０は、いくつかの異なる電力モードに従って動作し得る。たとえば、非常に単純化した意味において、両方のプロセッサ３１０および３３０は、アクティブモードおよびスリープモードにおいて動作し得る。別の例として、プロセッサ３１０および３３０の１つ以上は、各々が異なる電力消費レベルを有する複数のアクティブモードおよび複数のスリープモードを有し得る。各プロセッサが動作する特定のモードは、システム３００のモード動作に依存し得る。たとえば、システム３００が動作のアイドルモードである場合、システムプロセッサ３１０は相対的に深いスリープモードであり得、セーフティプロセッサ３３０は相対的に低い電力アクティブモードであり得る。
【００７２】
図４は、システム３００の４つの異なる動作モードについて、電力ゲーティング回路３５３、３５４、３５５、３６１、３６２、３６３、３６４および３６５と、電力変換回路３４４および３４６とのオン／オフ状態を示す例示的な状態図を示す。これらの異なるモードは、アイドル、ＷｉＦｉ更新、ソフトウェア更新、およびアラームを含む。他のモードがシステム３００によって実現され得るが、そのようなモードのうちの４つだけが図を煩雑にするのを回避するために示されるということが理解される。図において、電力ゲーティング回路３５３はＰＧＣ３５３として参照され、回路３５４はＰＧＣ３５４として参照されている。電力変換回路３４４はＰＣＣ３４４として参照される。電力ゲーティング回路は、オンである場合、コンポーネントに電力バスを結合する。電力ゲーティング回路は、オフである場合、コンポーネントから電力バスを切り離す。電力変換回路は、オンである場合、信号を変換するために機能しており、オフである場合、機能していない。いくつかの動作モードにおいて、いくつかの電力ゲーティング回路および電力変換回路は、当該モードの期間中、永久的にオンまたはオフであり得、他のゲーティング回路および変換回路は、当該モードの期間中、オンおよびオフにサイクル動作され得る。このオンおよびオフのサイクル動作は、サイクル動作オン／オフとして指定される。
【００７３】
ハザード検出システムは、バッテリ電源が最小の動作寿命の間システムに電力を供給し得るように、電力割当スキームを実施し得る。いくつかの実施形態において、バッテリ電源は、当該システムのためのエネルギーの単一源であり、再充電可能ではない。そのようなシステムでは、電力割当スキームは、最小の動作寿命の間、当該システムが実行され得るように、積極的に電力を節約し得る。最小の動作寿命は、最低５年、６年、７年、８年、９年または１０年であり得る。他の実施形態において、バッテリ電源が充電され得るか、置換され得るか、またはバックアップエネルギー源として使用され得る場合、電力割当スキームは、電力を節約し得るが、再充電不可能なバッテリのみのシステムほどには積極的に電力を節約しない。議論の容易さおよび明瞭さのために、以下の電力割当スキームの議論は、再充電不可能で代替不可能なバッテリのみのハザード検出システムに関してなされるが、電力割当スキームまたはその局面は、他のハザード検出システム（電力線により給電されるシステムと、バッテリバックアップを伴う電力線により給電されるシステムと、再充電可能バッテリにより給電されるシステムとを含む）において使用され得るということが理解される。たとえば、電力線により給電されるハザードバックアップシステムが図１３〜図１５に関連して以下に論じられる。
【００７４】
さまざまな実施形態に従った電力割当スキームによって、モードに特定のランタイム制約を１つ以上の動作モードに課することにより、本願明細書において論じられるさまざまな電力回路実施形態を使用して実現される省電力がさらに向上される。各モード（たとえばアイドルモード、ログ更新モード、ソフトウェア更新モードおよびアラームモード）は、自身の電力消費プロファイルを有する。所与のモードのための電力消費プロファイルは、そのモードに従ってハザード検出システムを動作するために必要とされる電力の量を規定する。したがって、ハザード検出システムが上記モードのうちの１つにおいて動作している場合、その回路（たとえば図３に示されるコンポーネント）はそのモードに従って動作するように構成され、それが消費する電力はそのモードの電力消費プロファイルを示す。
【００７５】
各モードについての電力消費プロファイルは異なっており、各モードにおいて消費される電力の量は、最低量から最高量までの範囲にあり得る。これらの電力消費モードのうちの１つは最低量の電力消費に対応し、また、別の電力消費モードは最高量の電力消費に対応しており、すべての他の電力消費モードは、最低量の電力消費と最高量の電力消費との間のどこかに該当する。たとえば、アイドルモードでは、電力消費プロファイルはマイクロワットのオーダであり得る。ログ更新およびソフトウェア更新モードはミリワットのオーダの電力消費プロファイルを有し得、アラームモードはワットのオーダの電力消費プロファイルを有し得る。このように、電力消費プロファイルの違いは、互いに対して変動し得る。たとえば、アイドルモードの電力消費プロファイルは、他のモードの電力消費プロファイルと比較して、相対的に低くあり得る。特に、アイドルモードの電力プロファイルは、他のモードよりも数オーダ（たとえば３つのオーダ）だけ小さくなり得る。アクティブモードの電力プロファイルは、他のモードと比較して相対的に高くあり得る。アクティブモードの電力プロファイルは、アイドルモードより大きさが数オーダだけ大きくあり得るが、ログ更新およびソフトウェア更新モードより１つまたは２つだけ大きさが大きくあり得る。ログ更新およびソフトウェア更新モードは、同じオーダの大きさである電力消費プロファイルを有し得るが、ソフトウェア更新モードがログ更新モードより多くの電力を消費する点で異なる。
【００７６】
電力割当スキームは、モードに特定のランタイム制約を１つ以上の動作モードに対して適用し得る。モードに特定のランタイム制約は、ハザード検出システムがどれくらいの長く特定のモードで動作し得るかを限定し得る。各モードについての時間制約は、１日当たり秒のオーダもしくは１年当たり分のオーダであり得るか、または、制限は全く無しであり得る。図５は、ハザード検出システムが任意の所与のモードで動作することができる程度を示す、モードに特定のランタイム制約カラムを示す。さらに、このカラムは、どれぐらい長く（年当たり数秒）ハザード検出システムが各モードについて動作し得るかの例を含む。図５は、さらに各モードの動作寿命（たとえば１０年）の間の動作デューティサイクルを示すカラムを含む。動作デューティサイクルは、ランタイム制約と動作寿命との関数である。たとえば、特定のモードについてのランタイム制約について制約がない場合、デューティサイクルは動作寿命の期間の１００％になる。すなわち、ハザード検出システムは、動作寿命の全体にわたって（そのモードについての消費速度で）電力を絶えず消費する。別のモードについてランタイム制約が厳しく制約される場合、そのモードについてのデューティサイクルは動作寿命の何分の一になる。したがって、このモードについて、ハザードシステムは、動作寿命の全体にわたって（そのモードについての消費速度で）電力を断続的に消費する。
【００７７】
電力割当スキームは、１つ以上の動作モードに選択的にランタイム制約を適用し得る。たとえば、いくつかの実施形態において、少なくとも最初はランタイム制約は特定の動作モードに課され得る。その後、そのランタイム制約は取り除かれ得る。ランタイム制約は、任意の好適な数の異なるファクタに応答して取り除かれ得る。１つの例示的なファクタは、システムがそのモードを多用することを必要とするということであり得る。したがって、システムがそのモードで動作することができるのを防止するランタイム制約を課する代わりに、当該ランタイム制約が取り除かれる。電力割当スキームは、１つ以上の他の動作モードに選択的に１つ以上のランタイム制約を適用することにより、取り除かれたランタイム制約を補償し得る。
【００７８】
システムが、（たとえばログ更新およびソフトウェア更新モードのような）いくつかの動作モードがいつ実行されるかに対して完全な制御を行使し得るが、（たとえばプレアラームまたはアラームモードのような）他のモードがいつ実行されるかに対しては制御を有していないということが認識されるべきである。モード動作における変動性についてこの可能性に対応するために、電力割当スキームは、各動作モードに対して初期のランタイム制約を割り当て得るとともに、システム使用および他のパラメータ（たとえば利用可能なバッテリ容量）に基づいて、ランタイム制約を調節し得る。これにより、システムは最初は、どれだけの電力がシステムによって消費されることになるかについての仮説的な推定に基づき動作するように構成され得る。したがって、実際の電力消費が当該仮説の推定に似た場合、ランタイム制約は、システムの動作寿命の全体にわたって相対的に変わらないままであり得る。しかしながら、実際の電力消費が仮説の推定と異なる場合、電力割当スキームは、ランタイム制約の１つ以上を調節し得る。
【００７９】
いくつかの使用の場合のシナリオにおいて、電力割当スキームは、電力消費の変動に完全に対応し得るとともに、それでも、システムが少なくとも最小の期間の間動作することを保証し得る。これは、たとえば、１つ以上の「制御可能な」モードに対して、より厳格なランタイム制約を課することによってなされ得る。たとえば、システムが期待されるよりも多くアラームモードで動作している場合、電力割当スキームは、システムが少なくとも最小の期間の間動作することを保証するために、ログおよびソフトウェア更新モードにより強いランタイム制約を課し得る。他の使用のシナリオにおいて、電力割当スキームは、電力消費が仮説の推定を大きく上回る際に、システムが少なくとも最小の期間の間動作することを保証することができない場合があり得る。たとえば、システムが複数の長期間の間、アラームモードで動作すると、ランタイム制約が他の状態にどれくらい積極的に課されるかにかかわらず、その所望の最小の動作寿命の間、システムに給電するのを妨げる程度までシステムのバッテリに対する電力排出（power drain）につながり得る。
【００８０】
ここで図５を参照して、例示的なチャートは、各モードについての相対的な電力消費プロファイルを示す。示されるように、相対的な電力消費プロファイルには、アイドルが低（LOW）であり、ログ更新が中（MEDIUM）であり、ソフトウェア更新が中／高（MEDIUM/HIGH）であり、アラームが高（HIGH）であるといったように相対値が割り当てられる。図５はさらに、各モードに適用され得る異なるランタイム制約を非常に概略的に示す。これらのランタイム制約はたとえば、ハザード検出システムが所望の動作寿命の全体にわたって動作することを保証するよう、電力割当スキームによって課された制約の初期セットであり得る。これらの制約の１つ以上は、必要に応じて変化し得る。図５はさらに、各モードの例示的なデューティサイクルを示す。示されるように、アイドルモードは、制約されない、モードに特定のランタイム制約を有し得る。これは、アイドルモードを有効にするのに必要とされるコンポーネントが何であってもハザード検出システムの動作寿命の全体にわたってアクティブであるということを意味する。たとえば、アイドルモードの間に、セーフティセンサは、ハザード条件についてチェックし、かつ、センサデータをログするためにアクティブにポーリングされ得る。
【００８１】
ログ更新モードは、中程度のランタイム制約を有し得る。たとえば、この制約下では、ハザード検出システムは、動作寿命の全期間の間において一日に一度、高電力無線通信回路を使用してルータ（たとえば図１のルータ１２２）を介して遠隔サーバにそのログデータをアップロードし得る。相対的に高電力を消費するシステムプロセッサおよび無線通信回路を含むいくつかのコンポーネントが一時的にアクティブであるが、ハザード検出システムのログ更新動作モードは、動作寿命の０．０５％未満を占める。
【００８２】
ソフトウェア更新モードは厳しいランタイム制約を有し得る。たとえば、この制約下では、ハザード検出システムは、動作寿命の期間の間において１年につき１回のソフトウェア更新が許され得る。ソフトウェア更新モードは中／高の相対的な電力消費プロファイルを有するが、当該ランタイム制約は、動作寿命の間における相対的に低いデューティサイクルに繋がり得る（たとえば０．０００６％未満）。
【００８３】
また、アラームモードは厳しいランタイム制約を有し得る。たとえば、この制約下において、アラームの規則的な試験のために、かつ、ハザードイベントの検出の際にアラームが機能するであろうことを保証するために、十分な電力が貯蔵されている。アラームモードの高である電力消費プロファイルにもかかわらず、そのモードに特定のランタイム制約によって、動作寿命の間のデューティサイクルは相対的に低くなる（たとえば０．０００９５％未満）。電力割当スキームは、所望のように、ログ更新モード、ソフトウェア更新モード、アラームモードおよび他のモードのランタイム制約を調節し得るが、アイドルモードについてはランタイム制約を変更不可能であり得る。
【００８４】
ここで図６を参照して、当該チャートは、各動作モードについて電力消費コンポーネントの多くの例示的な電力状態を示す。特に、当該チャートは、６ＬｏＷＰａｎモジュール、システムプロセッサ、不揮発性メモリ、セーフティプロセッサ、ＷｉＦｉモジュール、ＡＬＳセンサ、煙検出器、ＣＯセンサ、温度湿度センサ、超音波センサ、ＰＩＲセンサ、スピーカ、ＬＥＤ、およびアラームといった電力消費コンポーネントを示す。各モード（たとえばアイドル、ログ更新、ソフトウェア更新、およびアラーム）について、当該チャートは、特定のコンポーネントが動作している電力状態と、例示的なデューティサイクルとを示す。図６に示される値のすべては単に例示的である。
【００８５】
各デバイスの電力状態は十分に説明を必要としないものであるが、各状態の若干のより詳細な説明がここで論じられる。リスンモードは、別の６ＬｏＷＰＡＮモジュールから送信される信号について「リスン」し得るように６ＬｏＷＰＡＮモジュールが一時的にオンするよう動作する状態であり得る。たとえば、６ＬｏＷＰＡＮモジュール（たとえば図３の６ＬｏＷＰＡＮモジュール３１４）は、「リスン」するために、３秒ごとに３ミリ秒の間、オンし得る。送信モードは、６ＬｏＷＰＡＮモジュールが他の６ＬｏＷＰＡＮモジュールのように積極的にデータを送信する状態であり得る。たとえば、送信電力状態の間、６ＬｏＷＰＡＮモジュール３１４およびＦＥＭ３１５の両方は、データを送信するようオンにされる。
【００８６】
データ収集電力状態は、システムプロセッサがさまざまな源からデータを受け取るように動作し得る状態である。たとえば、システムプロセッサは、１つ以上のセンサおよび／またはセーフティセンサからデータを受け取り得る。収集されたデータは、ログ更新の間に送信され得る。ログ更新電力状態は、さまざまなコンポーネントが（たとえば図１のルータ１２２を介して遠隔サーバのような）遠隔源にログデータを送信するよう動作する状態であり得る。システムプロセッサ（たとえばプロセッサ３１０）およびＷｉＦｉモジュール（たとえばＷｉＦｉモジュール３１２）は両方とも、ログ更新電力状態で動作し得る。ソフトウェア更新電力状態は、さまざまなコンポーネントがソフトウェア更新を実行するよう動作する状態であり得る。システムプロセッサ、不揮発性メモリ、セーフティプロセッサおよびＷｉＦｉモジュールは、ソフトウェア電力状態で動作し得る。
【００８７】
センサチェック電力状態は、さまざまなコンポーネントがセンサの監視動作を実行するよう動作する状態である。たとえば、センサ自体（たとえば煙検出器またはＣＯセンサ）に関して、センサチェック電力状態は、各センサによって消費される電力を表わす。たとえばセーフティプロセッサに関して、センサチェック電力状態は、そのセンサ監視動作を実行するためにプロセッサによって消費される電力を表わす。これらのセンサ監視動作は、アクティブセンサをポーリングすることと、１つ以上のセンサを選択的に作動してそれらからの情報をポーリングすることと、更新ログへの包含のためにローカルメモリにポーリングされたデータを格納することとを含み得る。
【００８８】
スリープ電力状態は、コンポーネントが最小の電力消費状態にある状態である。たとえば、不揮発性メモリ、ＷｉＦｉモジュール、超音波センサおよびスピーカはすべて、スリープ電力状態で動作し得る。アラームアクティブ電力状態は、１つ以上のコンポーネントがアラーム警報機能を実行するよう動作する状態である。たとえば、システムプロセッサ、不揮発性メモリ、セーフティプロセッサ、ＷｉＦｉモジュール、煙検出器、ＣＯセンサ、温度湿度センサ、超音波センサ、ＰＩＲセンサ、スピーカ、ＬＥＤおよびアラームは、アラームアクティブ電力状態で動作し得る。アライブインジケータ電力状態は、ハザード検出デバイスが適切に機能していることを示す信号を表示するようＬＥＤが動作する状態である。
【００８９】
図６はさらに、各動作モードについての例示的なデューティサイクルを示す。アイドル動作モードについてのデューティサイクルは、たとえば一定であり得、これにより、デューティサイクルが１００％になる。ログ更新モードおよびソフトウェア更新モードについてのデューティサイクルには各々、それぞれＤＬＵ＿０およびＤＳＷ＿０として定められる初期デューティサイクルを割り当てられ得、０が初期デューティサイクル値を表わす。動作状態が変化すると、これらのモードの一方または両方についてのデューティサイクルが変動可能になり得る。このデューティサイクルの変動可能な性質は、それぞれＤＬＵ＿ＶおよびＤＳＷ＿Ｖとして定められ、Ｖは変動可能なデューティサイクルを表す。アラームモードについてのデューティサイクルは、必要に応じた基準に基づき得る。さまざまな実施形態に従った電力割当モジュールは、システムがアラームモード（またはプレアラームモード）でどれくらい頻繁に動作し得るか推測し得るが、システムはこれらの推定によって拘束されず、どんなにフィットするとみなされても、アラームモードで自由に動作する。そのため、アラームモードについてのデューティサイクルＤＡは、システムの危険なイベントの検出によって指示されるという点で、変動可能である。
【００９０】
図６に示される電力消費値は、任意数のアプローチを使用して判定され得る。１つのアプローチにおいて、当該値は製品仕様書シートから得ることができる。別のアプローチにおいて、当該値は研究所または工場におけるテストを通じて判定され得る。さらに別のアプローチにおいて、ハザード検出システムは、１つ以上の電力消費コンポーネントの電力消費値を判定するよう自身を監視し得る。値がどのように確認されるかにかかわらず、当該値は、さまざまな実施形態に従った電力割当スキームによってファクタとして使用され得る。
【００９１】
図７は、実施形態に従った電力割当スキームの例示的なブロック図を示す。示されるように、当該スキームは、電力割当モジュール７１０と、電力消費値７２０と、バッテリ測定値７３０と、監視されたシステム動作７４０と、バッテリ容量および最小の動作寿命７５０と、ランタイム制約７６０と、ネットワーク７９９とを含み得る。ネットワーク７９９は、ハザード検出システムによってアクセスされ得るインターネットのような外部ネットワークを表わす。電力割当モジュール７１０は、電力割当スキームを管理するハザード検出システム上で実行されるソフトウェアを示す。電力割当モジュール７１０は、いくつかの入力（たとえば電力消費値７２０、バッテリ測定値７３０、監視されたシステム動作７４０、バッテリ容量および最小の動作寿命７５０）を受け取り、入力に基づいて出力（たとえばランタイム制約７６０）を提供する。ここで、その入力が論じられる。
【００９２】
電力消費値７２０は、ハザード検出システム内で動作する１つ以上のコンポーネントの平均電力消費値を含む。平均電力消費値は、システムワイドなレベルでのモードベースの電力消費（たとえば、アイドルモード、ログ更新モード、アラームモードおよび他のモードの間にシステムによって消費される平均合計電力）についての値を含み得る。平均電力消費値はさらに、各動作モードについて各コンポーネントごとの電力消費（たとえば、アイドルモード、ログ更新モード、アラームモードおよび他のモードの間にシステムプロセッサによって消費される平均電力）についての値を含み得る。これらの値は、たとえば、図６に関連して上で論じられたものを含み得る。電力消費値７２０は、ハザード検出システムの動作寿命の全体にわたって固定されたままであり得るか、または、値の１つ以上は更新され得る。たとえば、１つ以上の値は、データがネットワーク７９９から受け取られるソフトウェア更新の間に更新され得る。
【００９３】
バッテリ測定値７３０は、バッテリ電源を監視することにより得られる値を含む。バッテリが既知の放電曲線を示すので、バッテリ測定値はバッテリ電源のステータスの信頼性のある指示を提供し得る。測定値の任意の好適なアレイがバッテリ電源上で得られ得る。当該測定値は、電圧、電流および抵抗のような特性を含み得る。各特性の複数のサンプルが一定間隔で測定され得る。これにより平均値が提供され得る。たとえば、図３を簡単に参照して、セーフティプロセッサ３３０は、一時的にゲーティング回路３５１および３５２を閉じることによって、それぞれ線３０３および３０６を介してバッテリ３０２および３０５の電圧を測定し得る。平均サンプリングを得るために、セーフティプロセッサ３３０は、所定の期間内で複数の電圧測定値を取り得る。図７を再び参照して、バッテリ測定値７３０は、電力割当モジュール７１０と、随意にネットワーク７９９とに提供され得る。
【００９４】
監視されたシステム動作７４０は、ハザード検出アクティビティに関するデータを含んでおり、このデータは、電力割当モジュール７１０と、随意にネットワーク７９９とに提供され得る。当該データは、たとえば特定のセーフティセンサが監視された回数からログ更新が１日当たりに実行される回数にわたる任意のレベルのシステムのアクティビティを表わし得るとともに、当該データは各アクティビティの期間を含み得る。一実施形態において、監視されたシステム動作は、各動作モードの数および期間を含み得る。たとえば、システムがアラームモードで動作する場合、監視されたシステム動作は、各アラームがどれくらい長く続いたかを追跡し得る。別の実施形態において、監視されたシステム動作は、各コンポーネントがアクティブであった回数および期間を含み得る。たとえば、監視されたシステム動作は、各アクティブなＷｉＦｉモジュール動作の期間を追跡し得る。
【００９５】
バッテリ容量および最小の動作寿命７５０は、バッテリ電源の容量と、バッテリ電源の最小の予想される動作寿命とを指定し得る。これらの値の両方は、電力割当モジュール７１０に提供され得る。いくつかの実施形態において、値は永久的に格納され得る。他の実施形態において、値は、データがネットワーク７９９から受け取られるソフトウェア更新の間に更新され得る。
【００９６】
電力割当モジュール７１０の出力は、ランタイム制約７６０を含み得、かつ、電力消費値７２０、バッテリ測定値７２０、監視されたシステム動作７４０、ならびにバッテリ容量および最小の動作寿命７５０のうちの少なくとも１つ以上の関数である。電力割当モジュール７１０はネットワーク７９９に随意にデータを提供し得る。ランタイム制約７６０は、図５に関連して上で論じられた、モードに特定のランタイム制約と同様であり得る。ランタイム制約７６０は、各動作モードについて、デューティサイクルを規定するファクタであり得る。
【００９７】
電力消費値７２０および最小の動作寿命７５０は両方とも、上で論じたように随意に更新され得るが、ハザード検出システムの動作寿命の全体にわたって相対的に固定されたままである値を含む。したがって、それらは電力割当スキームにおいて相対定数を提供する。バッテリ測定値７３０および監視されたシステム動作７４０は、動作寿命の全体にわたって相対的に動的である。そのため、それらは、電力割当スキームにおいて変数を提供する。
【００９８】
電力割当モジュール７１０は、ランタイム制約７６０を設定および調節するよう、変数（たとえばバッテリ７３０およびシステム動作７４０）を定数（たとえば電力消費変数７２０および動作寿命７５０）に対して連続的にバランスし得る。ハザード検出システムの寿命の初めにおいて、電力割当モジュール７１０は、（たとえば図５に示される制約のような）ランタイム制約の初期セットを割り当て得る。ランタイム制約のこの初期セットは、システムが最小の動作寿命についてすべての所望のモードに従って動作することを保証するようセットされる。システムが古くなり付加的なデータが収集されると、電力割当モジュール７１０は、ランタイム制約の更新セットを割り当て得る。電力割当モジュール７１０がランタイム制約を更新する頻度は固定または動的であり得る。固定のアプローチでは、電力割当モジュール７１０は、所定の間隔ごとに制約を更新し得る。動的なアプローチでは、電力割当モジュール７１０は、必要に応じた基準に対して制約を更新し得る。
【００９９】
電力割当モジュール７１０は、ハザード検出システム上でローカルにかつ任意の外部ファクタから独立して動作し得る。たとえば、ハザード検出システムは、電力割当モジュール７１０にその電力管理スキームを修正させ得るデータを（図１のルータ１２２を介して）外部サーバから受け取ることができるが、この外部から供給されたデータを無視することを選択し得るとともにそのローカルで生成されたデータのみを使用して動作し得る。したがって、この実施形態において、ネットワーク７９９を経由して受け取られた任意の外部から供給されたデータは、電力割当モジュール７１０がどのようにその電力管理スキームを実施するかについて関係性を有さない。
【０１００】
別の実施形態において、電力割当モジュール７１０は、たとえばネットワーク７９９によって供給されるデータのような外部ファクタに関連して動作し得る。たとえば、ネットワーク７９９を介して受け取られるデータは、電力管理スキームを修正するために、（モジュール７１０にネットワーク７９９を接続する線によって示されるように）モジュール７１０によって直接的に使用され得るか、または、電力消費値７２０に提供される更新値を使用することにより、および／もしくは、更新されたバッテリ容量および最小の動作寿命７５０を使用することにより間接的に使用され得る。この実施形態により、電力割当モジュール７１０は、ローカルに取得されるバッテリ測定値７３０および監視されたシステム動作７４０に基づきランタイム制約７６０を調節するよう（ネットワーク７９９を介して）遠隔サーバの処理パワーにレバレッジをかけることを可能にする。さらに、同じ遠隔サーバは多くの他のハザード検出システムからデータを受け取り得るので、遠隔サーバは、モジュール７１０に直接的に適用可能なデータを生成するようレバレッジをかけ得る大きなデータベースを有する。たとえば、遠隔サーバは、特定のモードについて初期ランタイム制約が、早すぎるバッテリ電源の消耗に繋がり得る値にセットされていることを示す取得データを有し得る。これに応答して、遠隔サーバは、最小の動作寿命が満たされることを保証するよう、その特定のモードについてランタイム制約を更新するために、（ネットワーク７９９を介して）電力割当モジュール７１０にデータを提供し得る。
【０１０１】
図８は、別の実施形態に従った電力割当スキームの例示的なブロック図を示す。図８は、ランタイム制約が、遠隔サーバ８９８において動作する電力割当モジュールによってのみ計算されることを除けば、多くの点で図７に類似している。この実施形態において、サーバ側の電力割当モジュール８９０は、ネットワーク８９９を介してバッテリ測定値８３０および監視されたシステム動作８４０を受け取る。電力消費値８２０および最小の動作寿命８５０は、遠隔サーバ８９８上で維持され得る。この実施形態において、サーバ側の電力割当モジュール８９０は、適切な電力管理スキームを実施するために、更新されたランタイム制約８６０を、ハザード検出デバイス８００上で動作するクライアント側の電力割当モジュール８１０に提供し得る。
【０１０２】
図９は、実施形態に従った電力管理スキームを実施するステップの例示的なフローチャートを示す。ステップ９１０から開始して、いくつかの異なる動作モードが規定される。各動作モードは、異なる量の電力を消費するようハザード検出システムを構成し得る。消費されている電力は、バッテリ電源のようなＤＣ電源から供給され得る。いくつかの実施形態において、ＤＣ電源は、システムについての単一の電力源である。ステップ９２０では、システムについての最小の動作寿命がセットされ得る。たとえば、最小の動作寿命は、少なくとも５年、６年、７年、８年、９年、または１０年であり得る。別の例として、最小の動作寿命は、少なくとも、検出システムのセーフティセンサのうちの１つとして使用される電気化学ＣＯセンサの存続期間であり得る。
【０１０３】
ステップ９３０では、最小の動作寿命の間、ＤＣ電源がシステムに電力を供給し得るように、電力割当スキームが実施される。電力割当スキームは、各動作モードには最小の動作寿命の動作パーセンテージが割り当てられるように、各動作モードにデューティサイクルを割り当てる。各モードに割り当てられるデューティサイクルはシステムがそのモードでどれぐらい長く動作し得るかを限定する。ステップ９３５では、システムは、各動作モードについて割り当てられたデューティサイクルに従って動作する。
【０１０４】
ステップ９４０では、システム動作が監視される。監視されたシステム動作は、図７に関連して上で論じられるように、ハザード検出システムアクティビティに関するデータを含む。ステップ９５０では、電力割当スキームは、システムが最小の動作寿命の間動作することを保証するよう、監視されたシステム動作のいずれかが任意のデューティサイクルに対する変化を是認するかどうかを判定し得る。当該判定がＮＯである場合、プロセスはステップ９３５にループして戻る。判定がＹＥＳである場合、プロセスはステップ９６０に進み、ステップ９６０において、電力割当スキームは、システムが少なくとも最小の動作寿命の間動作することを保証するよう、モードに特定のランタイム制約の少なくとも１つを更新する。ステップ９６０の後、プロセスはステップ９３５にループして戻る。
【０１０５】
図１０は、ハザード検出システムにおけるコンポーネントを選択的に電力ゲーティングするように行われ得るステップの例示的なフローチャートを示す。ハザード検出システムは、図２および図３に関連して上で論じられたものと同様であり得る。特に、システムは、少なくとも１つの電力バス（たとえば、電力バス３０８、３４１、３４３および３４９）を含み得る。システムは、たとえばＷｉＦｉモジュール３１２、ＦＥＭ３１５、不揮発性メモリ３１６、ディスプレイモジュール３２８、煙検出器３２４、ＡＬＳセンサ３２２、および温度湿度センサ３２３のような、オンおよびオフに電力ゲートティングされるよう動作可能であるコンポーネントの第１のグループを含み得る。したがって、第１のグループは少なくとも１つのハザードセンサを含む。システムは、少なくとも１つの電力バスに選択的にコンポーネントの第１のグループを結合および切り離す電力ゲーティング回路を含む。システムはさらに、オンおよびオフに電力ゲーティングされるよう動作可能でないコンポーネントの第２のグループを含み、当該コンポーネントの第２のグループは、少なくとも１つの電力バスに結合され得る。第２のグループはたとえば、ＣＯセンサ３２５およびＰＩＲ３２７を含み得る。コンポーネントの第２のグループは少なくとも１つのハザードセンサを含み得る。
【０１０６】
ステップ１０１０から開始して、ハザード検出システムは、複数の異なる動作モードのうちの１つを選択する。ステップ１０１５では、ハザード検出システムが選択されたモードに従って動作するように中断されない電力を必要とする、コンポーネントの第１のグループ内のコンポーネントの第１のサブセットが識別される。ステップ１０２０では、ハザード検出システムが選択されたモードに従って動作するために電力を必要としない、コンポーネントの第１のグループ内のコンポーネントの第２のサブセットが識別される。ステップ１０２５では、ハザード検出システムが選択されたモードに従って動作するように、断続的な電力を必要とする、コンポーネントの第１のグループ内のコンポーネントの第３のサブセットが識別される。たとえば、選択されたモードがアイドルモードである場合、第１のサブセットは空であり得、第２のサブセットは、第１のグループ内のコンポーネントの少なくとも１つを含み得、第３のサブセットは第１のハザードセンサを含み得る。第３のサブセットはさらに無線通信回路（たとえばＦＥＭ３１５）を含み得る。別の例として、選択されたモードがログ更新モードである場合、第１のサブセットはＷｉＦｉモジュールを含み得、第２のサブセットは、第１のグループ内のコンポーネントの少なくとも１つを含み得、第３のサブセットは第１のハザードセンサを含み得る。さらに別の例として、選択されたモードがアラームモードである場合、第１のサブセットは、第１の無線通信回路、第２の無線通信回路、不揮発性メモリおよび超音波センサを含み得、第２のサブセットは空であり、第３のサブセットは随意に第１のハザードセンサを含み得る。
【０１０７】
ステップ１０３０では、電力ゲーティング回路は、少なくとも１つの電力バスにコンポーネントの第１のサブセットを結合するように指示される。ステップ１０３５では、電力ゲーティング回路は、少なくとも１つの電力バスからコンポーネントの第２のサブセットを切り離すように指示される。その後、ステップ１０４０では、電力ゲーティング回路は、選択的にコンポーネントの第３のサブセットを当該少なくとも１つの電力バスに結合および当該少なくとも１つの電力バスから切り離すように動作する。ステップ１０４５では、ハザード検出システムは選択されたモードに従って動作する。
【０１０８】
図１１は、ハザード検出システムの動作の間にピーク電力消費を制限するために行われ得るステップの例示的なフローチャートを示す。ピーク電力制限スキームは、ＤＣ電源（たとえばバッテリ電源）から過剰な電流引き抜きを防止するために実施され得る。ＤＣ電源は、引き抜かれる電流の量に比例した速度で典型的に放電する。したがって、ＤＣ電源上の電流の需要が相対的に高い場合、ＤＣ電源は、電流の需要が相対的に低い場合よりも高速の速度で放電し得る。ピーク電力制限スキームは、たとえば、同様のタスクを実行するために２つのコンポーネントが同時にアクティブになるのを防止することにより、ピーク電流需要を最小化し得る。ステップ１１１０から開始して、電力消費イベント（たとえばアラーム通知イベント）を実行するよう指示が受け取られ得る。その後、ステップ１１２０では、複数の電力消費コンポーネントのうち少なくとも２つの電力消費コンポーネントの各１つによって電力消費イベントが独立して実行されることができるかどうかに関して判定がなされる。たとえば、電力消費コンポーネントは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのハザードセンサと、スピーカと、アラームと、低電力無線通信回路と、高電力無線通信回路とを含み得る。
【０１０９】
ステップ１１３０では、電力消費イベントが、複数の電力消費コンポーネントのうち少なくとも２つの電力消費コンポーネントの各１つによって独立して実行されると判定された場合、電力消費イベントの実行は、少なくとも２つの電力消費コンポーネントのうちの１つに限定される。たとえば、電力消費イベントがアラーム通知イベントであり、かつ、少なくとも２つの電力消費コンポーネントがスピーカとアラームとを含む場合、ピーク電力制限スキームは、スピーカがアラーム通知イベントの間に動作するのを防止し得る。別の例として、電力消費イベントがアラーム通知イベントであり、かつ、少なくとも２つの電力消費コンポーネントが低電力無線通信回路および高電力無線通信回路を含む場合、ピーク電力制限スキームは、低電力無線通信回路および高電力無線通信回路の両方が同時にそれぞれのアラーム通知を伝達することを防止し得る。ピーク電力制限スキームは、高電力無線通信回路がそのアラームを伝達することを可能にする前に、（低電力無線通信回路を有する他のシステムがアラームに対して警告を受け得るように）低電力無線通信回路がそのアラームを伝達することを許可し得る。低電力回路は、自身のアラーム伝達をひとたび完了するとオフされ、高電力回路がそのアラーム通知を伝達し得るように作動される。両方の無線通信回路は、繰り返される態様でオンおよびオフにサイクル動作し得るが、両方とも同時にアクティブにはならない。これにより、両方の通信回路が電源から同時に電流を引き抜くことが防止される。
【０１１０】
図１２は、ハザード検出システム内のコンポーネントに、さまざまな品質の電力を提供するよう行われ得るステップの例示的なフローチャートを示す。図３に関連して上で論じたように、あるコンポーネント（たとえばセーフティセンサ）は、他のコンポーネント（たとえば無線通信回路）より厳格な電力要件を有し得る。ステップ１２１０から開始して、ＤＣ電力ノードから受け取られる電力信号は、第１の品質レベルを有する第１の信号に変換され、その第１の信号は第１の電力バスに提供される。電力信号は、たとえばバッテリ電源、電力線の電力を受け取るＡＣ−ＤＣコンバータ、またはＵＳＢ電源のようなポートによるＤＣ源によって提供され得る。たとえば、図３の電力変換回路３４２のような電力変換回路は、電力バス３０８上で受け取られた電力信号を変換し得る。少なくとも１つのコンポーネントは第１の電力バスに結合されており、第１の品質レベルの第１の信号を使用して電力を消費するよう動作する。たとえば、（図３の）ＦＥＭ３１５、超音波センサ３２０、ＡＬＳ３２２および温度湿度センサ３２３のようなコンポーネントは、第１の電力バス（たとえば電力バス３４３）から電力を受け取り得る。
【０１１１】
ステップ１２２０では、第１の電力バスから受け取られた第１の信号は、第２の品質レベルを有する第２の信号にコンディショニングされ、第２の信号は第２の電力バスに提供される。第２の品質レベルは第１の品質レベルより高い。たとえば、ロードロップアウトレギュレータ（たとえば図３のＬＤＯ３４８）は信号をコンディショニングし得る。ロードロップアウトレギュレータは、コンディショニングされる第１の品質レベルの第１の信号にかかわらず、第２の品質レベルに第２の信号を維持し得る。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのコンポーネントが第１の電力バスから最初に電力を引き抜く際に第１の品質レベルは相対的に大きな電圧振幅を含むが、コンディショニングによって、少なくとも１つのコンポーネントが第１の電力バスから最初に電力を引き抜く際に第２の品質レベルが相対的に大きな電圧振幅を含まず、むしろ相対的に無視できる電圧振幅を含むことが保証される。第２の品質レベルの第２の信号を使用して電力を消費するよう動作するいくつかのセーフティセンサが第２の電力バスに結合され得る。たとえば、煙検出器および一酸化炭素検出器のようなセーフティセンサは、正確に機能するためにより高品質の電力を必要とし得る。
【０１１２】
図１３は、実施形態に従った、電力線により給電されるハザード検出システム１３００の例示的な回路概略図を示す。システム１３００は、図３のバッテリにより給電されるハザード検出システム３００と同じコンポーネントの多くを共有し得る。実際、同様のコンポーネントは、参照番号における同じ最下位の数字を共有する。たとえば、システムプロセッサ１３３０の２つの最下位の数字は、システムプロセッサ３３０の２つの最下位の数字と同じである。システム１３００とシステム３００との間の違いは、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０、保護ケース１３８２、プリント回路基板１３８４およびスイッチ１３９１の追加と、１つ以上のバッテリセル、すなわち、より特定的にはバッテリセルグループのうちの１つの除去とを含む。いくつかの実施形態において、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０、保護ケース１３８２およびプリント回路基板１３８４の追加は、除去されたバッテリセルグループによってそうでなければ占められていたであろう筐体内のスペースを占め得る。
【０１１３】
ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０は、電力線電源１３９９から受け取られる電力線電力を、電力バス１３０８に提供されるＤＣ信号に変換するよう動作する。このＤＣ信号は、システム１３００のすべての下流のコンポーネントのためのＤＣ電源として使用され得る。ＤＣ信号は、所定のＤＣ電圧（たとえば５ボルト）を有し得る。コンバータ１３８０は、電力線電源１３９９に接続されるリードに結合されるワイヤーに結合され得る。たとえば、システム１３００は、電力線電源１３９９への有線接続を作り出すためのピグテールコネクタ（pigtail connector）または端子コネクタ（図示せず）を有し得る。コンバータ１３８０は、ＡＣ信号をＤＣ信号に変換することができる任意の好適なタイプのコンバータであり得る。コンバータ１３８０はそれ自身のコントローラ（図示せず）を有し得るか、または、システム１３００に存在する別のプロセッサ（たとえばプロセッサ１３１０またはプロセッサ１３３０）によって制御され得る。一実施形態において、コンバータ１３８０はフライバックコンバータであり得る。いくつかの実施形態において、コンバータ１３８０は、コンバータによって提供されるＤＣ信号が電力線電源１３９９から電気的に絶縁されるようにトランスフォーマを含み得る。さらに、電力線電源１３９９から電気的にＤＣ信号を分離することは、落雷の場合または電力線電源１３９９に対する他の異常状態の場合に、システム１３００の下流のコンポーネントを保護し得る。
【０１１４】
電力線電源１３９９は、相対的に高電圧（たとえば１２０ボルトまたは２４０ボルト）のＡＣ信号を提供し得る。ＡＣ電力線電圧が相対的に高いので、コンバータ１３８０は保護ケース１３８２内に包まれ得、これにより、可能性のある危険性（たとえば感電死、感電、漏電火災など）からの保護を提供する。保護ケース１３８２は、プラスチックまたは他の誘電材料から構築され得る。付加的な保護および電気的な絶縁は、プリント回路基板１３８４上にコンバータ１３８２および保護ケース１３８２を組み込むことによって達成され得る。プリント回路基板１３８４は、他のコンポーネントがマウントされる基板と別個であり得る。いくつかの実施形態において、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０、保護ケース１３８２およびプリント回路基板１３８４の組合せにより、システム１３００内のコネクタに除去可能に結合され得るモジュールが形成され得る。所望の場合、モジュールは、除去され、バッテリモジュールと置換され得、その場合には、システム１３００はシステム３００に非常によく類似することになる。
【０１１５】
電力線電力が利用可能な場合、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０は電力バス１３０８にＤＣ電力を提供し、電力線電源１３９９はシステム１３００のための電源として機能し得る。電力線電力が低下するか、または、電力バス１３０８上の電圧が所定のしきい値を下回る場合、バッテリシステム１３０１は電力バス１３０１に電力を供給し得、その場合には、バッテリシステム１３０１はシステム１３００の電源として機能する。スイッチ１３９１が閉である場合、バッテリシステム１３０１は電力バス１３０８にＤＣ電力を提供し得る。スイッチ１３９１は、多くの異なるアプローチによって制御され得る。一実施形態において、スイッチ１３９１は、電力バス１３０８上の電圧を監視する電圧検出回路（図示せず）によって制御され得る。電力バス上の電圧が第１の所定の電圧を下回るよう低下する場合、電圧検出回路はスイッチ１３９１に閉じるよう指示し得る。電力バス１３０８上の電圧が第２の所定の電圧（第１の所定の電圧より高くあり得る）を上回る場合、スイッチ１３９１は開くよう指示され得、これにより電力バス１３０８からバッテリシステム１３０１を除去する。電力バス１３０８上の電圧が第２の所定の電圧を上回る場合、これは、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３８０は動作しており、電力線電力が利用可能であるということを示す。
【０１１６】
バッテリ電力システム１３０１は、バッテリセルグループ１３０５を含み得る。バッテリセルグループ１３０５は、１つ以上のバッテリセルを含み得る。（示されるような）一実施形態において、これらのバッテリセルは再充電可能ではない。別の実施形態において、バッテリセルは再充電可能であり得る。再充電可能な実施形態において、電力線電力が利用可能な場合、バッテリを充電するために付加的な回路（図示せず）が必要となる。示されるように、バッテリセルグループ１３０５は、バス１３０６およびゲーティング回路１３５２を介してダイオード１３０７およびセンサプロセッサ１３３０に結合される。セーフティプロセッサ１３３０は、バッテリグループ１３０５の電圧を測定するために、ゲーティング回路１３５２を一時的に閉じ得る。測定が完了した後、セーフティプロセッサ１３３０は、ゲーティング回路１３５２を開き得る。ダイオード１３０７はスイッチ１３９１を介して電力バス１３０８に結合される。
【０１１７】
電力線により給電されるハザード検出システム１３００は、そのバッテリのみの相当するシステムとは異なる制約に従って動作し得る。電力線電源は、実質的に無制限の電力を提供して、システム１３００が、如何なるランタイム制約なしで多くの機能を使用することを可能にする。いくつかの実施形態において、システム１３００は、バッテリにより給電されるシステム（たとえばシステム３００）より多くの機能を実現し得る。システム１３００は、バッテリにより給電される相当するシステムと同じ機能により機能するとしても、それらの機能のうちのいずれか１つを連続的に動作し得る。たとえば、ＷｉＦｉモジュール１３１２は、周期的にではなくリアルタイムでログ更新を提供し得る。
【０１１８】
図１４は、実施形態に従った電力線により給電されるハザード検出システムのための電力割当スキームの例示的なブロック図を示す。図１４は、ランタイム制約を実施するかどうかという決定が、電力線により給電されるハザード検出システムが電力線給電状態かどうかに基づくという点を除いて、多くの点で図７および図８に類似している。ハザード検出システムが電力線電力または外部のＤＣ電源（たとえばＵＳＢ電力）のように外部電源から電力を受け取っている場合、システムは電力線給電状態で動作している。ハザード検出システムが電力を外部電源から受け取っていないが内部電源から受け取っている場合、システムは電力線非給電状態で動作している。システムが電力線給電状態（１４７０）にある場合、ランタイム制約１４７４はシステムに課されられ得ない。システムに給電するのに利用可能な「実質的に」無制限の電力が存在するので、システムに制約を課す必要はない。
【０１１９】
ハザード検出システムが電力線給電状態（１４７０）にない場合、ランタイム制約１４７２はシステムに課され得ない。ランタイム制約は、電力消費値１４２０と、バッテリ測定値１４３０と、監視されたシステム動作１４４０と、バッテリ容量および動作寿命１４５０といったファクタのうちのいずれか１つに基づいて計算され得る。さらに、ランタイム制約は、ネットワーク１４９９によって電力割当モジュール１４１０にプッシュされ得る。一実施形態において、ランタイム制約は、ランタイム制約がどのようにバッテリのみのシステム（図３〜図８に関連して上で記載されたもののような）において使用されるかと同様な態様で、適用され得る。別の実施形態において、ランタイム制約は、システムがその電力線給電状態にある場合の動作と同様であるが相対的に短期間（たとえば２週間）に動作することを可能にする態様で適用され得る。所望の場合、ランタイム制約は、システムのセーフティ機能が最小の期間の間動作するということを保証するよう、動的に変更され得る。
【０１２０】
図１５は、実施形態に従った、電力線により給電されるハザード検出システムによって実行され得るステップの例示的なフローチャートを示す。このフローチャートのステップは、たとえば図１３のシステム１３００において実現され得る。ステップ１５１０から開始すると、システムが電力線電力を受け取っている場合、機能の第１のセットが有効にされ得る。機能の第１のセットは、相対的に包括的な機能セットであり得る。機能の第１のセットは、システムのすべての可能な動作モード（たとえばアイドルモード、ログ更新モード、ソフトウェア更新モード、ディスプレイモード、アラームモードおよび他のモード）を含み得る。さらに、どれくらい長くまたはどれくらい頻繁に任意の所与のモードが実行され得るかについて制限は存在し得ない。たとえば、無線通信回路（たとえばＷｉＦｉモジュール１３１２）は、データをリアルタイムで送信および受信し得るように常にアクティブであり得る。機能の第１のセットは、１つ以上のセーフティセンサ（たとえば煙検出器および一酸化炭素センサ）を動作することを含み得る。
【０１２１】
ステップ１５２０では、機能の第２のセットは、システムが電力線電力を受け取っておらず、かつ、バックアップバッテリ源が所定のしきい値に合致するかまたは上回る場合、有効にされ得る。機能の第２のセットは、相対的に制約された機能セットであり得る。機能の第２のセットは、第１の機能セットと同じ動作モードのすべてまたはサブセットを含み得る。しかしながら、どれくらい長くかつどれくらい頻繁に任意の所与のモードが実行され得るかに対する制限が存在し得る。一実施形態において、システムは任意のランタイム制約条件なしで動作し得るが、固定期間の間のみ、または、バッテリ電源が所定のしきい値を下回るまでのみ動作し得る。別の実施形態において、システムは、異なる固定期間の間、または、バッテリ電源が所定のしきい値を下回るまで、ランタイム制約とともに動作し得る。たとえば、無線通信回路（たとえばＷｉＦｉモジュール１３１２）は、固定期間の間、周期的なベースで動作し得る。機能の第２のセットは、第１の機能セットに含まれる同じ１つ以上のハザードセーフティセンサを動作することを含み得る。
【０１２２】
第２の機能セットは、たとえば、電力線電力がもはや利用可能ではなくシステムがバッテリ電源上で動作しているということをユーザまたは遠隔サーバに通知する通知警報を含み得る。この警報は、連続的または断続的な無線通信の形で提供され得る。別の実施形態において、この警報は、音声アナウンスの形でまたは表示として提供され得る。１つの特定の実施形態において、表示（たとえばＬＥＤモジュール１３２８）は、安全照明として指示された白色光の表示であり得る。
【０１２３】
さらに別の実施形態において、第２の機能セットは、複数の異なる動作モードを規定し得、各動作モードは、バックアップバッテリ電源から異なる量の電力を消費し、第１の時間期間をセットし、かつ、バックアップバッテリ電源が、第１の時間期間の間、システムに給電し得るように電力割当スキームを実施するようシステムを構成する。当該電力割当スキームは、各動作モードに第１の時間期間の動作パーセンテージが割り当てられるように各動作モードにデューティサイクルを割り当てる。システムは、各動作モードに割り当てられたデューティサイクルに従って動作し得る。第１の時間期間は、バックアップバッテリシステムのステータスに依存して変化し得る初期値であり得る。たとえば、第１の時間期間は、最初は３週間であり得るが、バックアップバッテリ源が放電しているエネルギーレベルが持続することができない場合、電力割当スキームは、モードの１つ以上に再度新しいデューティサイクル値を割り当て得る。
【０１２４】
その後、ステップ１５３０では、システムが電力線電力を受け取っておらず、また、バックアップバッテリ源が所定のしきい値を下回る場合、機能の第３のセットが有効にされ得る。このステップは、低バッテリ状態と称され得る。機能の第３のセットは、非常に制約された機能セットであり得る。機能の第３のセットは、第１の機能セットまたは第２の機能セットと同じ動作モードのサブセットを含み得る。さらに、どれくらい長くかつどれくらい頻繁に任意の所与のモードが実行され得るかについて制限は存在し得ない。一実施形態において、システムは、システムがあるモードを動作するのを防止し得る。たとえば、第３の機能セットにおいて、無線通信は許可され得ない。第３の機能セットは、第１および第２機能セットにおけるものと同じハザードセーフティセンサの１つ以上が動作することを保証する。機能の第２のセットは、機能の第１のセットより少ない電力を消費し得、機能の第３のセットは、機能の第２のセットより少ない電力を消費し得る。
【０１２５】
一実施形態において、機能の第３のセットは、第２の時間期間をセットし得、電力割当スキームは、各動作モードに第２の時間期間の動作パーセンテージが割り当てられるように、各動作モードに再度デューティサイクルを割り当てる。システムは、各動作モードについて、当該再度割り当てられたデューティサイクルに従って動作し得る。
【０１２６】
図９〜図１２、図１４および図１５の１つ以上のフローチャートにおいて示されるステップは単に例示的であり、既存のステップが修正または省略されてもよく、付加的なステップが追加されてもよく、あるステップの順序が変更されてもよいということが理解されるべきである。
【０１２７】
本願明細書において実施形態はハザード検出システムに関して記載されたが、これらの実施形態は、システムまたはデバイスの１つ以上のコンポーネントの動作能力を更新している間に他のイベントの感知および監視を維持することが所望である任意のシステムまたはデバイスにおいても使用されてもよいということが理解される。たとえば、他のイベントは、煙、ＣＯおよび熱のようなハザードに必ずしも関連しないイベントを含み得るが、モーション検出および音検出などを含み得る。遠隔デバイスによって報告されるイベントも考慮に入れられ得る。たとえば、システムにフィードバックを提供する、窓およびドアセンサのようなセキュリティデバイスならびにモーション検出センサは他のイベントとして認定され得る。
【０１２８】
さらに、図１〜図１５に関して記載されたプロセスと、本発明の任意の他の局面とは各々ソフトウェアによって実現され得るが、ハードウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア、ハードウェアおよびファームウェアの任意の組合せでも実現され得る。さらに、それらは各々、機械またはコンピュータ読取可能媒体上に記録された機械またはコンピュータ読取可能コードとして具現化され得る。コンピュータ読取可能媒体は、後でコンピュータシステムによって読み出され得るデータまたは指示を格納し得る任意のデータストレージデバイスであり得る。コンピュータ読取可能媒体の例は、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気テープおよび光学データストレージデバイスを含み得るがこれらに限定されない。コンピュータ読取可能媒体はさらに、コンピュータ読取可能コードが分散された態様で格納および実行されるように、ネットワークに結合されたコンピュータシステム上で分散され得る。たとえば、コンピュータ読取可能媒体は、任意の好適な通信プロトコルを使用して１つの電子サブシステムまたはデバイスから別の電子サブシステムまたはデバイスに通信され得る。コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ読取可能コード、指示、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを、搬送波または他の移送メカニズムのような変調データ信号において具現化し得るとともに、任意の情報送達媒体を含み得る。変調データ信号は、信号において情報をエンコードするような態様でセットまたは変更されるその特性の１つ以上を有する信号であり得る。
【０１２９】
本願明細書において論じられるモジュールのいずれかまたは各々は、ソフトウェア構成、ファームウェア構成、１つ以上のハードウェアコンポーネント、またはその組合せとして提供されてもよいということが理解されるべきである。たとえば、１つ以上のコンピュータまたは他のデバイスによって実行され得るプログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能命令の一般的な文脈においてモジュールのうちのいずれか１つまたはそれ以上が記載され得る。一般に、プログラムモジュールは、１つ以上の特定のタスクを実行し得るか、または、１つ以上の特定の抽象データタイプを実現し得る１つ以上のルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネントおよび／またはデータ構造を含み得る。モジュールまたは状態機械の数、構成、機能および相互接続は単に例示であり、既存のモジュールの数、構成、機能および相互接続は修正または省略されてもよく、付加的なモジュールが追加されてもよく、あるモジュールの相互接続が変更されてもよいということが理解されるべきである。
【０１３０】
上記の記載を読んだ後の当業者には本発明の多くの変更例および修正例が明らかであるが、例示として示されるとともに記載された特定の実施形態は、限定していると考えられるようには決して意図されないということが理解されるべきである。したがって、好ましい実施形態の詳細への参照は、それらの範囲を限定するようには意図されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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