本公開(kāi)涉及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種用于僅基于傳感器所生成的信號(hào)來(lái)判定傳感器是否正常運(yùn)行的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳感器可以用于各種應(yīng)用中以提供用于控制過(guò)程的反饋。例如，體積監(jiān)測(cè)可以用于確定容器中的材料的體積以便在填充時(shí)排空容器、在空的時(shí)候填充容器、檢測(cè)容器中的泄漏等。傳統(tǒng)上，當(dāng)容器(例如，罐)需要服務(wù)(例如，排空或填充)時(shí)，客戶(hù)將從服務(wù)提供商請(qǐng)求所需的服務(wù)。然后，服務(wù)提供商可以基于勞動(dòng)力可用性、材料可用性、路由效率等來(lái)安排所需的服務(wù)。這種業(yè)務(wù)模型的問(wèn)題是客戶(hù)被迫等待所需的服務(wù)，這可能會(huì)影響其生產(chǎn)力、收益性以及對(duì)服務(wù)提供商的滿(mǎn)意度。為了更好地為其客戶(hù)服務(wù)，開(kāi)發(fā)了在需要時(shí)為客戶(hù)準(zhǔn)確地交付服務(wù)的即時(shí)交付模型，這允許客戶(hù)集中于其業(yè)務(wù)，而不用擔(dān)心原材料。在即時(shí)模型中，對(duì)于服務(wù)提供商和客戶(hù)兩者而言的成功可能依賴(lài)于庫(kù)存數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和新鮮度。例如，石油公司可以追蹤客戶(hù)供油罐的液位以確定何時(shí)需要發(fā)運(yùn)卡車(chē)來(lái)重新填充罐，可以追蹤客戶(hù)廢油罐中油的液位以確定直到罐務(wù)必被排空時(shí)需要多久，可以監(jiān)測(cè)罐的泄漏等。

在現(xiàn)代化的安裝中，遙測(cè)數(shù)據(jù)可能由每個(gè)罐上的體積傳感器提供，這些體積傳感器在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上自動(dòng)地報(bào)告填充液位。當(dāng)正確地運(yùn)行時(shí)，這些體積傳感器提供服務(wù)提供商所需的數(shù)據(jù)以滿(mǎn)足客戶(hù)需求，同時(shí)允許服務(wù)提供商通過(guò)材料和調(diào)度優(yōu)化來(lái)使他們的利潤(rùn)最大化。然而，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，體積傳感器可能會(huì)對(duì)客戶(hù)和服務(wù)提供商兩者都造成問(wèn)題。錯(cuò)誤地報(bào)告滿(mǎn)罐或空罐狀況的體積傳感器可能會(huì)導(dǎo)致客戶(hù)的材料短缺或浪費(fèi)溢出狀況，這可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)力、收益性和客戶(hù)滿(mǎn)意度產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，在沒(méi)有準(zhǔn)確的體積水平數(shù)據(jù)的情況下，服務(wù)提供商被迫進(jìn)入不必要地(例如，可能在不需要時(shí)派出卡車(chē))或偶然地(例如，用于服務(wù)緊急的客戶(hù)要求)消耗資源的操作模式，所述操作模式可能會(huì)影響到服務(wù)提供商的可靠地為客戶(hù)提供服務(wù)的能力、收益性等。

附圖說(shuō)明

所要求保護(hù)的主題的各個(gè)實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將隨著以下具體實(shí)施方式進(jìn)行并且通過(guò)參照附圖變得明顯，其中，相同的數(shù)字指代相同的部件，并且在附圖中：

圖1A展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于確定傳感器狀況的示例系統(tǒng)；

圖1B展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于體積監(jiān)測(cè)應(yīng)用的圖1的示例系統(tǒng)；

圖2展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例可用的設(shè)備的示例配置；

圖3展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的傳感器狀況確定模塊(SCDM)的示例實(shí)現(xiàn)方式；

圖4展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的與正常傳感器狀況一致的提取特征的示例圖表；

圖5展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的與不穩(wěn)定傳感器狀況一致的提取特征的示例圖表；

圖6展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的與卡住傳感器狀況一致的提取特征的示例圖表；

圖7展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于教導(dǎo)模型確定傳感器狀況的示例操作；并且

圖8展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于確定傳感器狀況的示例操作。

雖然以下具體實(shí)施方式將參考說(shuō)明性實(shí)施例進(jìn)行，但是許多替代方案、修改及其變化將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是明顯的。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)涉及一種用于確定傳感器狀況的系統(tǒng)。還可以采用由用于傳達(dá)正在由傳感器監(jiān)測(cè)的方面的當(dāng)前狀況的所述傳感器所生成的傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器本身的狀況。例如，能夠確定所述傳感器狀況是正常的還是故障的(例如，不穩(wěn)定、卡住等)的設(shè)備可以包括用于接收所述傳感器信號(hào)的監(jiān)測(cè)模塊(MM)。所述MM可以包括用于確定傳感器狀況的傳感器狀況確定模塊(SCDM)。所述SCDM可以包括用于確定所述傳感器信號(hào)的不同特性(例如，用于從所述傳感器信號(hào)“提取特征”)的特征提取引擎以及用于基于所述提取的特征來(lái)確定傳感器狀況的模型。所述模型可以包括經(jīng)教導(dǎo)以利用與傳感器狀況的注釋相關(guān)的已采樣的傳感器信號(hào)來(lái)確定傳感器狀況的支持向量機(jī)(SVM)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器可以是生成體積水平信號(hào)的體積傳感器。在同一或另一實(shí)施例中，所述MM還可以生成傳感器狀況通知。

在至少一個(gè)實(shí)施例中，用于確定傳感器狀況的設(shè)備可以至少包括通信模塊和MM。所述通信模塊可以用于至少與傳感器交互。所述MM可以用于經(jīng)由所述通信模塊從所述傳感器接收傳感器信號(hào)。所述MM可以至少包括用于基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器的狀況的SCDM。

在至少一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中，所述傳感器可以是體積傳感器(例如，罐液位傳感器)，并且所述傳感器信號(hào)可以是體積水平信號(hào)(例如，罐液位信號(hào))。所述MM可以進(jìn)一步基于所述狀況來(lái)生成傳感器狀況通知。所述SCDM可以用于僅基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器處于正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況。示例SCDM可以至少包括用于從所述傳感器信號(hào)中提取特征的特征提取引擎、以及用于至少基于所述提取的特征來(lái)確定所述狀況的傳感器狀況模型。所述特征提取引擎可以例如用于從所述傳感器信號(hào)中至少提取時(shí)域特征和頻域特征。所述傳感器狀況模型可以例如包括經(jīng)教導(dǎo)以基于對(duì)傳感器信號(hào)的采樣、以及針對(duì)所采樣的每個(gè)傳感器信號(hào)的傳感器狀況的對(duì)應(yīng)注釋來(lái)確定所述狀況的SVM。

與本公開(kāi)一致，用于教導(dǎo)模型以確定傳感器狀況的示例方法可以包括：接收至少一個(gè)傳感器信號(hào)和對(duì)應(yīng)的傳感器狀況注釋?zhuān)鰝鞲衅鳡顩r包括正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況之一；對(duì)所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理；從所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)中提取特征；從所述提取的特征中選擇特征；以及至少基于所述選擇的特征和所述對(duì)應(yīng)的注釋來(lái)開(kāi)發(fā)用于確定傳感器狀況的模型。用于確定傳感器狀況的示例方法可以包括：從傳感器接收傳感器信號(hào)；從所述傳感器信號(hào)中提取特征；將所述提取的特征輸入到用于確定傳感器狀況的模型中；以及基于所述模型來(lái)確定傳感器狀況。

圖1A展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于確定傳感器狀況的示例系統(tǒng)。系統(tǒng)100可以在應(yīng)用108監(jiān)測(cè)方面108中包括傳感器102。傳感器102可以針對(duì)所監(jiān)測(cè)的方面108生成傳感器信號(hào)110，并且然后可以將傳感器信號(hào)110至少發(fā)射到設(shè)備104(例如，經(jīng)由有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)通信)。設(shè)備104可以至少包括MM 112，所述MM可以包括SCDM 114。在至少一個(gè)實(shí)施例中，SCDM 114可以從MM 112接收傳感器信號(hào)110，并且可以基于傳感器信號(hào)110來(lái)確定傳感器102的狀況。與本公開(kāi)一致，MM 112可以基于傳感器信號(hào)110進(jìn)一步生成傳感器狀況通知116以傳達(dá)由SCDM 114確定的傳感器102的狀況。

傳感器102可以對(duì)應(yīng)于被配置成用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用106中的任何方面108的幾乎任何傳感器102。例如，傳感器102可以是基于電子、機(jī)電、電磁或電化學(xué)技術(shù)，并且可以用于確定應(yīng)用106的任何方面108，例如但不限于溫度、體積、化學(xué)成分、流速、粘度、光發(fā)射、接觸、存在、接近度、加速度、位置、距離、物品計(jì)數(shù)等。方面108的監(jiān)測(cè)可以導(dǎo)致傳感器102生成傳感器信號(hào)110，所述傳感器信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于所監(jiān)測(cè)的方面108的檢測(cè)、數(shù)量、強(qiáng)度等。通常，在此公開(kāi)的系統(tǒng)、教導(dǎo)和方法可以適用于能夠生成對(duì)應(yīng)于所監(jiān)測(cè)方面108的電子信號(hào)的任何傳感器102。

傳感器102可以響應(yīng)于來(lái)自設(shè)備104的請(qǐng)求等(例如，節(jié)省電池供電的傳感器102的功率)周期性地(例如，每秒、每分鐘、每小時(shí)、每天等)發(fā)射傳感器信號(hào)110。傳感器信號(hào)110可以經(jīng)由有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)通信介質(zhì)來(lái)發(fā)射?？梢栽谀承?shí)現(xiàn)方式中利用有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信兩者。例如，工作現(xiàn)場(chǎng)包括多個(gè)傳感器102，這些傳感器將傳感器信號(hào)110無(wú)線(xiàn)地發(fā)射到工作現(xiàn)場(chǎng)累加器(例如，在有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)兩者上操作的本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器)。工作現(xiàn)場(chǎng)累加器然后可以經(jīng)由有線(xiàn)通信將累加的傳感器信號(hào)110發(fā)射到遠(yuǎn)程位置(例如，服務(wù)提供商)。

設(shè)備104可以是包括能夠執(zhí)行活動(dòng)(例如下面將在本文公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例中描述的活動(dòng))的處理資源的任何設(shè)備。盡管在圖2中將公開(kāi)特定的能力和特征，但是設(shè)備104的不同示例可以包括但是不限于：基于來(lái)自谷歌公司的操作系統(tǒng)(OS)、來(lái)自蘋(píng)果公司的來(lái)自微軟公司的OS、來(lái)自蘋(píng)果公司的Mac OS、來(lái)自L(fǎng)inux基金會(huì)的Tizen^TM OS、來(lái)自Mozilla項(xiàng)目的OS、來(lái)自黑莓公司的OS、來(lái)自Hewlett-Packard公司的OS、來(lái)自Symbian基金會(huì)等的OS等的移動(dòng)通信設(shè)備，諸如蜂窩手機(jī)、智能電話(huà)等；移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，諸如來(lái)自蘋(píng)果公司的微軟公司的三星公司的Galaxy亞馬遜公司的Kindle等的平板計(jì)算機(jī)；包括由英特爾公司制造的低功耗芯片組的上網(wǎng)本、筆記本計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)等；可穿戴設(shè)備，諸如像來(lái)自三星的Galaxy的手表形狀因子計(jì)算設(shè)備、來(lái)自谷歌公司的Google等眼鏡形狀因子接口等；通常固定的計(jì)算設(shè)備，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、智能電視、小形狀因子計(jì)算解決方案(例如，適用于空間有限的計(jì)算應(yīng)用、TV機(jī)頂盒等)，像英特爾公司的下一代計(jì)算單元(Next Unit of Computing)(NUC)平臺(tái)等。與上述示例相一致，設(shè)備104可以靠近傳感器102(例如，在相同的設(shè)備中、在相同的工作現(xiàn)場(chǎng)等)或遠(yuǎn)離傳感器102(例如，在服務(wù)提供商處)。在至少一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中，設(shè)備104可以是經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)、諸如因特網(wǎng)的廣域網(wǎng)(WAN)、全球域網(wǎng)(GAN)等可訪(fǎng)問(wèn)傳感器102的計(jì)算設(shè)備。這樣的實(shí)現(xiàn)方式的示例可以包括被配置成用于作為云計(jì)算架構(gòu)的一部分進(jìn)行操作的至少一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器。在示例云計(jì)算架構(gòu)中，傳感器102可以向云服務(wù)器提供傳感器信號(hào)110(例如，直接地，經(jīng)由工作現(xiàn)場(chǎng)累加器等)，并且服務(wù)提供商然后可以訪(fǎng)問(wèn)云服務(wù)器以獲得傳感器信號(hào)110、關(guān)于傳感器102的狀況的指示，或者可以簡(jiǎn)單地接收傳感器狀況通知116。在這種情況下，可以是第三方(例如，數(shù)據(jù)服務(wù)提供商)為客戶(hù)(例如，石油客戶(hù))和服務(wù)提供商(例如，石油公司)兩者提供基于云的數(shù)據(jù)處理服務(wù)。

例如，設(shè)備104可以至少包括監(jiān)測(cè)模塊(MM)112。MM 112可以包括被配置成用于從傳感器102至少接收傳感器信號(hào)110并且生成傳感器狀況通知116的設(shè)備和/或軟件。傳感器狀況通知116可以包括周期性地生成的數(shù)據(jù)(例如，狀態(tài)報(bào)告)，根據(jù)需要生成的數(shù)據(jù)(例如，警報(bào)消息或報(bào)告)等。MM 112還可以被配置成用于監(jiān)測(cè)由傳感器信號(hào)110報(bào)告的方面108，并且因此就提供關(guān)于方面108的服務(wù)而言發(fā)布消息、警報(bào)等(例如，因方面108太低或太高導(dǎo)致的警報(bào)等)。MM 112可以包括用于確定傳感器102的狀況的SCDM 114。與本公開(kāi)一致，傳感器102可以輸出對(duì)應(yīng)于范圍在0-100之間的非負(fù)數(shù)的傳感器信號(hào)110(例如，表示方面108的當(dāng)前狀態(tài))。偶爾，傳感器102可能開(kāi)始故障并且由于諸如例如傳感器102的體積感測(cè)部分被去除、不穩(wěn)定的電壓調(diào)節(jié)器、組裝不良的同軸纜線(xiàn)組件、由非常冷的溫度引起的電子組件漂移等生成“不穩(wěn)定”信號(hào)。由于例如傳感器102中的感測(cè)機(jī)構(gòu)被損壞(例如，落在探針線(xiàn)上的異物)、由于缺乏使用而導(dǎo)致鎖定等，傳感器102也可能會(huì)“卡住”，從而生成相同的傳感器信號(hào)110。在不穩(wěn)定狀況下運(yùn)行的傳感器102可能導(dǎo)致傳感器信號(hào)110非?？斓刈兓?，產(chǎn)生顯著高頻分量，而來(lái)自卡住的傳感器102的傳感器信號(hào)110可能長(zhǎng)時(shí)間保持恒定。來(lái)自卡住的傳感器102的數(shù)據(jù)幅值可以顯著地低于不穩(wěn)定的或正常的傳感器102。SCDM 114可以通過(guò)例如從傳感器信號(hào)110中提取不同時(shí)域和/或頻域特性(例如特征)來(lái)利用傳感器信號(hào)110中的這種性能，并且然后采用模型來(lái)實(shí)時(shí)地識(shí)別傳感器102的狀況。在SCDM 114中確定傳感器102的狀況之后，MM 112可以生成以便呈現(xiàn)的(例如，使用可聽(tīng)/可見(jiàn)/觸覺(jué)交互)、以便經(jīng)由有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)通信等發(fā)送的傳感器狀況通知116。例如，看到、聽(tīng)到、感覺(jué)到和/或接收到傳感器狀況通知116的服務(wù)提供商可以理解傳感器102的狀況、傳感器102是否報(bào)告方面108的準(zhǔn)確測(cè)量、傳感器102是否需要維修等。

重要的是注意到，與本公開(kāi)一致，可以?xún)H利用傳感器信號(hào)110來(lái)確定傳感器102的狀況?，F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)解決方案可以采用冗余感測(cè)，例如使用不同技術(shù)的二次傳感器。這些解決方案可以增加與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性、費(fèi)用等。然而，在本文公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例中，可以?xún)H基于在正常操作過(guò)程中已經(jīng)提供給MM 112的傳感器信號(hào)110來(lái)確定傳感器的狀況。因此，不需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備或程序來(lái)確定傳感器102的狀況，從易于實(shí)施的角度來(lái)看，這對(duì)于新的或現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言可以是令人期望的。

雖然圖1A中的系統(tǒng)100展示了與本公開(kāi)一致的一般化實(shí)施例，但是為了幫助理解，將系統(tǒng)100置于更實(shí)際的上下文中可能是有益的。例如，圖1B中的系統(tǒng)100’公開(kāi)了體積水平監(jiān)測(cè)的示例。例如，傳感器102’可以是耦聯(lián)到罐106的傳感器，該傳感器被配置成用于確定罐106’內(nèi)的液體108’的體積。罐106’可以是能夠保持液體108’的任何物品或結(jié)構(gòu)。傳感器102’可以不限于確定罐106’內(nèi)的液體108的填充水平，并且可以替代性地通過(guò)確定罐106’中的其他可填充材料(例如，砂、松散骨料、氣體等)的填充水平而被分派任務(wù)。傳感器102’可以采用用于液位確定的機(jī)電技術(shù)(例如，浮子傳感器、稱(chēng)重傳感器等)、電子技術(shù)(例如，微功率脈沖雷達(dá))等來(lái)確定罐106’中的液體108’的填充水平。

在操作示例中，體積傳感器102’可以感測(cè)罐106中的液體108的填充水平，并且然后可以基于所感測(cè)的填充水平發(fā)射體積水平信號(hào)110’。類(lèi)似于圖1，MM 112可以從體積傳感器102’接收體積水平信號(hào)110’。在至少一個(gè)實(shí)施例中，MM 112可以對(duì)體積水平信號(hào)110’作出反應(yīng)，并且例如可以在體積水平信號(hào)110’指示罐106’為空或滿(mǎn)(例如，基于罐106’是供料罐還是廢料罐)時(shí)警告服務(wù)提供商。還可以將體積水平信號(hào)110’提供給MM 112中的SCDM 114。SCDM 114可以基于體積水平信號(hào)110’確定體積傳感器102’是否正常工作，或者體積傳感器102’是否發(fā)生故障(例如，不穩(wěn)定、卡住等)。然后，MM 112可基于SCDM 114對(duì)傳感器狀況的確定來(lái)生成傳感器狀況通知116。在至少一個(gè)實(shí)施例中，可以定期地生成傳感器狀況通知116(例如，作為報(bào)告)。替代性地，傳感器狀況通知116可以?xún)H當(dāng)體積傳感器102’被確定為出故障時(shí)生成(例如，作為針對(duì)服務(wù)提供商的關(guān)于罐106’中的液位108’的測(cè)量結(jié)果可能不正確、體積傳感器102’需要服務(wù)等的警告)。

圖2展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例可用的設(shè)備的示例配置。具體地，示例設(shè)備104’可以能夠執(zhí)行諸如在圖1中所公開(kāi)的任何活動(dòng)。然而，設(shè)備104’僅意指作為在與本公開(kāi)一致的實(shí)施例中可用的設(shè)備的示例，并且并不意在將這些不同實(shí)施例中的任一項(xiàng)限制在任何特定方式的實(shí)現(xiàn)方式。

設(shè)備104’可以包括例如被配置成用于管理設(shè)備操作的系統(tǒng)模塊200。系統(tǒng)模塊200可以包括例如處理模塊202、存儲(chǔ)器模塊204、電源模塊206、用戶(hù)接口模塊208以及通信接口模塊210。設(shè)備104’可以進(jìn)一步包括通信模塊212和MM 112’。雖然通信模塊212和MM 112’已經(jīng)被展示為與系統(tǒng)模塊200分離，但是為了解釋的目的，僅僅提供了圖2中所示的示例實(shí)現(xiàn)方式。與通信模塊210和/或MM 112’相關(guān)聯(lián)的一些或全部功能也可以并入系統(tǒng)模塊200。

在設(shè)備104’中，處理模塊202可以包括位于分離部件中的一個(gè)或多個(gè)處理器、或者替代性地，在單個(gè)部件中(例如，在片上系統(tǒng)(SoC)配置中)具體化的一個(gè)或多個(gè)處理核以及任何處理器相關(guān)的支持電路(例如，橋接接口等)。示例處理器可以包括但不限于：可從英特爾公司獲得的各種基于x86的微處理器，包括在奔騰(Pentium)、至強(qiáng)(Xeon)、安騰(Itanium)、賽揚(yáng)(Celeron)、阿童木(Atom)、核i系列、Quark產(chǎn)品族、高級(jí)RISC(例如，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算)機(jī)器或“ARM”處理器等中的那些。支持電路的示例可以包括被配置成用于提供接口的芯片組(例如，可從英特爾公司獲得的北橋、南橋等)，通過(guò)所述接口，處理模塊202可以與設(shè)備104’中可以不同速度、不同總線(xiàn)等正在進(jìn)行操作的其他系統(tǒng)部件進(jìn)行交互。通常與支持電路相關(guān)聯(lián)的功能的部分或全部還可以包括在與處理器一樣的物理封裝體中(例如，諸如在可從英特爾公司獲得的處理器的沙橋(Sandy Bridge)族中)。

處理模塊202可以被配置成用于執(zhí)行設(shè)備104’中的各個(gè)指令。指令可以包括程序代碼，所述程序代碼被配置成用于使處理模塊202執(zhí)行與讀數(shù)據(jù)、寫(xiě)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、制定數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)等相關(guān)的活動(dòng)。信息(例如，指令、數(shù)據(jù)等)可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊204中。存儲(chǔ)器模塊204可以包括固定或可移除格式的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)。RAM可以包括被配置成用于在設(shè)備104’的操作過(guò)程中保持信息的易失性存儲(chǔ)器，諸如例如靜態(tài)RAM(SRAM)或動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)。ROM可以包括基于BIOS、UEFI等配置的用于在設(shè)備104’被激活時(shí)提供指令的非易失性(NV)存儲(chǔ)器模塊、諸如電子可編程ROM(EPROMS)的可編程存儲(chǔ)器、閃存等。其他固定/可移除存儲(chǔ)器可以包括但不限于：磁存儲(chǔ)器(諸如例如，軟盤(pán)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等)、電子存儲(chǔ)器(諸如固態(tài)閃存(例如，嵌入式多媒體卡(eMMC))等)、可移除存儲(chǔ)卡或可移除存儲(chǔ)棒(例如，微型存儲(chǔ)卡(uSD)、USB等)、光存儲(chǔ)器(諸如基于致密盤(pán)的ROM(CD-ROM))、數(shù)字視頻盤(pán)(DVD)、藍(lán)光碟等。

電源模塊206可以包括內(nèi)部電源(例如，電池、燃料電池等)和/或外部電源(例如，機(jī)電或太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)、外部燃料電池等)、以及相關(guān)電路(被配置成用于為設(shè)備104’供應(yīng)操作所需的電源)。用戶(hù)接口模塊208可以包括硬件和/或軟件以便允許用戶(hù)與設(shè)備104’(諸如例如，各種輸入機(jī)構(gòu)(例如，麥克風(fēng)，開(kāi)關(guān)，按鈕，旋鈕，鍵盤(pán)，揚(yáng)聲器，觸敏表面，被配置成用于捕獲圖像和/或感測(cè)接近度、距離、運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)的一個(gè)或多個(gè)傳感器等)以及各種輸出機(jī)構(gòu)(例如，揚(yáng)聲器，顯示器，發(fā)光/閃爍指示器，針對(duì)震動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的機(jī)電部件等)進(jìn)行交互。用戶(hù)接口模塊208中的硬件可以并入設(shè)備104’內(nèi)和/或可以經(jīng)由有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信介質(zhì)耦合至設(shè)備104’。

通信接口模塊210可以被配置成用于對(duì)分組路由以及通信模塊212的其他控制功能進(jìn)行管理，所述通信模塊可以包括被配置成用于支持有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)通信的資源。在某些實(shí)例中，設(shè)備104’可以包括由集中通信接口模塊210管理的多于一個(gè)的通信模塊212(例如，包括針對(duì)有線(xiàn)協(xié)議和/或無(wú)線(xiàn)電臺(tái)的分離物理接口模塊)。有線(xiàn)通信可以包括串行和并行有線(xiàn)介質(zhì)，例如以太網(wǎng)、USB、火線(xiàn)、雷電接口(Thunderbolt)、數(shù)字視頻接口(DVI)、高清晰度多媒體接口(HDMI)等。例如，無(wú)線(xiàn)通信可以包括近距離無(wú)線(xiàn)介質(zhì)(例如，諸如基于RF識(shí)別(RFID)或近場(chǎng)通信(NFC)標(biāo)準(zhǔn)、紅外(IR)等)的射頻(RF))、短程無(wú)線(xiàn)介質(zhì)(例如，藍(lán)牙、WLAN、Wi-Fi等)、遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)介質(zhì)(例如，蜂窩廣域無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)、基于衛(wèi)星的通信等)、經(jīng)由聲波的電子通信等。在一個(gè)實(shí)施例中，通信接口模塊210可以被配置成用于防止在通信模塊212中活動(dòng)的無(wú)線(xiàn)通信免受彼此干擾。在執(zhí)行此功能時(shí)，通信接口模塊210可以基于例如消息等待傳輸?shù)南鄬?duì)優(yōu)先級(jí)為通信模塊212安排活動(dòng)。雖然圖2中所公開(kāi)的實(shí)施例展示了通信接口模塊210與通信模塊212分離，但是將通信接口模塊210和通信模塊212的功能并入同一模塊內(nèi)還可以是可能的。

與本公開(kāi)一致，MM 112’可以能夠至少與通信模塊212以及可選地與用戶(hù)接口模塊208交互。在操作示例中，MM 112’可以經(jīng)由通信模塊212從傳感器102接收傳感器信號(hào)110。在SCDM 114基于傳感器信號(hào)110確定傳感器102的狀況之后，MM 112’然后可以生成傳感器狀況通知116。在至少一個(gè)實(shí)施例中，MM 112’可以使通信模塊212經(jīng)由有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射傳感器狀況通知116(例如，發(fā)射到服務(wù)提供商)。連同或替代經(jīng)由通信模塊212發(fā)送傳感器狀況通知116，MM 112’可以向用戶(hù)接口模塊208提供傳感器狀況通知116，以呈現(xiàn)給設(shè)備104’的用戶(hù)。呈現(xiàn)可以包括例如顯示視覺(jué)通知、生成可聽(tīng)和/或觸覺(jué)通知等。所述呈現(xiàn)可以例如指示傳感器102是否被確定為處于正常狀況或故障狀況(例如，不穩(wěn)定、卡住等)。

圖3展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的SCDM的示例實(shí)現(xiàn)方式。例如，SCDM 114’可以包括特征提取引擎300和傳感器狀況模型302。特征提取引擎可以從傳感器信號(hào)110中提取特征(例如，基于傳感器信號(hào)計(jì)算特性)。所述提取的特征可以由傳感器狀況模型302采用以確定傳感器狀況304(例如，當(dāng)生成傳感器狀況通知116時(shí)可由MM 112使用該傳感器狀況)。

例如，由特征提取引擎300提取的特征可以包括時(shí)域特征306和頻域特征308。示例時(shí)域特征306可以包括但不限于：平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、“偏度”(例如，峰態(tài)平均值)、均方根(RMS)、零交叉數(shù)、最大峰的原始數(shù)、峰之間的平均距離等?？梢越y(tǒng)計(jì)地確定平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度和RMS?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)傳感器信號(hào)110在某個(gè)時(shí)間窗口中與平均值相交的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定零交叉數(shù)。峰值可以由在每個(gè)窗口中獲得的傳感器信號(hào)110的最大值來(lái)確定。

示例頻域特征308可以包括但不限于：中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。中值頻率(mf)(其為功率譜中的偏度的量度)可以被定義為將功率譜劃分成兩個(gè)相等部分并且如下獲得的頻率：

其中，n是頻率倉(cāng)的總數(shù)(例如，0.5*512＝256)，I_i是在第i倉(cāng)的頻譜的幅值或強(qiáng)度，并且中值頻率(mf)＝f(m)，在第m倉(cāng)的頻譜頻率。平均頻率可以被定義為歸一化的一階頻譜矩。該平均頻率可以計(jì)算為譜圖幅值與頻率的乘積之和除以譜圖幅值或強(qiáng)度的總和，如下：

其中，fi是n個(gè)頻率倉(cāng)的第i個(gè)倉(cāng)的頻譜頻率?？梢曰谝韵玛P(guān)系獲得譜能量：

譜熵(其可以限定功率譜中的熵)可以是基于以下關(guān)系獲得：

其中，

可以使用線(xiàn)性包絡(luò)導(dǎo)出剩余的頻域特征308。線(xiàn)性包絡(luò)是信號(hào)的低頻表示，該信號(hào)可以經(jīng)提取以研究在所述三種不同狀況下、并且最適用于不穩(wěn)定狀況的傳感器信號(hào)110的模式?？梢岳美缇哂袀鞲衅餍盘?hào)110的帶寬的2％的截止頻率的3階的巴特沃斯低通濾波器來(lái)確定傳感器信號(hào)110的線(xiàn)性包絡(luò)。

傳感器狀況模型302可以基于時(shí)域特征306和/或頻域特征308來(lái)確定傳感器狀況304。傳感器狀況模型302可以基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法，諸如但不限于支持向量機(jī)(SVM)、判別分析、K-最近鄰等。機(jī)器學(xué)習(xí)類(lèi)型的選擇可以基于測(cè)試(例如，特定應(yīng)用106中的特定傳感器102)。例如，在測(cè)試數(shù)據(jù)收集(例如，傳感器信號(hào)110和對(duì)應(yīng)的傳感器102觀測(cè)狀況的注釋的收集)之后，屬于所有這些狀況的特征可以被隨機(jī)地分成用于測(cè)試的組(例如，65％用于訓(xùn)練和35％用于測(cè)試)。然后可以在測(cè)試數(shù)據(jù)上計(jì)算分類(lèi)模型擬合(％準(zhǔn)確度)?？梢钥紤]平均分類(lèi)模型擬合(例如，超過(guò)十個(gè)這樣的輪次)以識(shí)別最合適的分類(lèi)方法。

在此為了解釋?zhuān)瑐鞲衅鳡顩r模型302將被討論為SVM。在機(jī)器學(xué)習(xí)中，SVM是具有相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)算法的監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，這些學(xué)習(xí)算法可以分析數(shù)據(jù)以便生成可用于分類(lèi)和回歸分析的模型。給定一組訓(xùn)練示例，其中，每個(gè)訓(xùn)練示例被標(biāo)記為屬于某一類(lèi)別，SVM訓(xùn)練算法可以建立將新示例指配到每個(gè)類(lèi)別中的模型。SVM模型可以是示例(如點(diǎn))在空間中的表示，這些示例經(jīng)映射以使得分開(kāi)的類(lèi)別的示例被明確的間隙劃分。間隙越大，故障檢測(cè)模糊度就越小。然后可以將新的示例映射到相同的空間中并且被預(yù)測(cè)屬于基于落在所述間隙哪一側(cè)的類(lèi)別。除了執(zhí)行線(xiàn)性分類(lèi)之外，SVM可以使用所謂的“內(nèi)核技巧(Kernel Trick)”來(lái)有效地執(zhí)行非線(xiàn)性分類(lèi)，從而隱含地將輸入映射到高維度特征空間中?？梢酝ㄟ^(guò)諸如例如內(nèi)核函數(shù)的類(lèi)型、內(nèi)核函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(例如，如果使用高斯函數(shù)作為內(nèi)核函數(shù))、錯(cuò)誤懲罰以及容錯(cuò)度的參數(shù)來(lái)表征SVM。這些參數(shù)可以基于試錯(cuò)法進(jìn)行選擇，并且可能各自會(huì)顯著影響SVM模型的性能。與本公開(kāi)一致，經(jīng)驗(yàn)顯示產(chǎn)生最佳性能的參數(shù)為‘高斯內(nèi)核函數(shù)’，‘標(biāo)準(zhǔn)偏差＝0.25’，‘錯(cuò)誤懲罰＝10’以及‘容錯(cuò)度＝0.00005’。

圖4展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的與正常傳感器狀況一致的提取特征的示例圖表。示例正常特征提取400可以被認(rèn)為是用于確定傳感器信號(hào)110何時(shí)屬于正常操作的標(biāo)準(zhǔn)。相反，圖5中的示例不穩(wěn)定特征提取500公開(kāi)了展現(xiàn)出不穩(wěn)定性能的特征值。通常，圖5中公開(kāi)的特征示出更多的活動(dòng)，包括具有更大的高/低峰差異的更多峰值等。圖6中的示例卡住特征提取公開(kāi)了展現(xiàn)出與傳感器102卡住時(shí)有關(guān)的狀況的特征的示例。另外，提取600與提取400和500之間的差異隨著高/低幅值、波形等的變化而明顯。

圖7展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于教導(dǎo)模型確定傳感器狀況的示例操作。可以通過(guò)特征選擇來(lái)啟動(dòng)傳感器狀況模型302的公式化，這可以涉及從用于模型構(gòu)建的全部可用特征中選擇相關(guān)特征的子集。在基于傳感器信號(hào)110生成時(shí)域和頻域特征之后，可以使用諸如例如RELIEF或RELIEFF特征選擇算法的選擇方法來(lái)選擇最具辨別性的特征(例如，對(duì)產(chǎn)生準(zhǔn)確狀況確定具有最大影響的特征)。RELIEF算法可以基于在屬于同一類(lèi)別的樣本之間的值的相似度和屬于其他類(lèi)別的樣本之間的值的差異度來(lái)對(duì)特征進(jìn)行排序。在至少一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)域特征306和頻域特征308被選擇為高度辨別特征。

SVM可以是具有相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)算法的監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，這些學(xué)習(xí)算法可以分析數(shù)據(jù)以便生成用于分類(lèi)和回歸分析的模式。給定一組訓(xùn)練樣本，每個(gè)訓(xùn)練樣本被標(biāo)記為屬于某些類(lèi)別(例如，狀況)，SVM訓(xùn)練算法可以構(gòu)建能夠?qū)颖局概涞竭@些類(lèi)別的模型。圖7公開(kāi)了多項(xiàng)示例操作，通過(guò)這些示例操作可以對(duì)傳感器狀況模型302進(jìn)行訓(xùn)練。在操作700中，多個(gè)傳感器信號(hào)110可以與觀察到的傳感器狀況的對(duì)應(yīng)注釋一起被采樣。例如，傳感器102可以有目的地置于不穩(wěn)定或卡住狀況，使得在每個(gè)狀況發(fā)生期間可以對(duì)傳感器信號(hào)110進(jìn)行采樣。然后可以在操作702中對(duì)傳感器信號(hào)110進(jìn)行處理。處理可以包括對(duì)傳感器信號(hào)110進(jìn)行濾波以去除噪聲(例如，通過(guò)掃描數(shù)據(jù)以獲得與緊挨著的前一個(gè)和/或后一個(gè)值不一致的值、去除完全超出范圍的值等)，從而補(bǔ)償從在不同狀況下操作的不同傳感器102接收的傳感器信號(hào)110的差異等。在操作704中，可以從已采樣的傳感器信號(hào)110中提取特征。在操作704中提取的特征可以包含全部可用特征，在操作706中可以從這些可用特征中選擇對(duì)于傳感器狀況確定最具辨別性的特征。如上所討論的，在操作706中，特征選擇算法可以用于選擇所述提取的特征(例如，導(dǎo)致最佳區(qū)分的所述提取的特征)的子集。然后，在操作708中，可以基于所述選擇的提取特征來(lái)開(kāi)發(fā)傳感器狀況模型302。例如，所述選擇的特征可以用于訓(xùn)練傳感器狀況模型302(例如，開(kāi)發(fā)用于將傳感器狀況確定為正常、不穩(wěn)定或卡住的特征空間)。

機(jī)器學(xué)習(xí)模型的性能可以取決于用于訓(xùn)練模型的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。諸如錯(cuò)誤標(biāo)注、數(shù)據(jù)中的噪聲、采樣率的變化等因素可能導(dǎo)致降級(jí)的性能或錯(cuò)誤預(yù)測(cè)。重要的是已采樣的傳感器信號(hào)110的注釋是高度準(zhǔn)確的。這些樣本的錯(cuò)誤標(biāo)注不僅會(huì)導(dǎo)致不當(dāng)?shù)奶卣鬟x擇，而且可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)邊界，從而不利地影響傳感器狀況模型302的性能。傳感器狀況模型302的操作可以基于模型識(shí)別。因此，傳感器狀況模型的實(shí)時(shí)性能在很大程度上取決于其已被訓(xùn)練的數(shù)據(jù)。用于訓(xùn)練傳感器狀況模型302的樣本應(yīng)被選擇為包含所有使用和故障模型。如果這些樣本不是全部包含，傳感器狀況模型302的實(shí)時(shí)性能可能會(huì)降級(jí)。另一錯(cuò)誤源是傳感器數(shù)據(jù)中的噪聲。在電子學(xué)中，噪聲是電信號(hào)中的隨機(jī)波動(dòng)，這是所有電子電路的特性。電子設(shè)備中可見(jiàn)的噪聲可能變化很大，因?yàn)樗梢杂蓭追N不同的效應(yīng)產(chǎn)生。在非零溫度下，熱噪聲是不可避免的。例如，給定系統(tǒng)100’的示例，其中，體積傳感器102’測(cè)量罐106’中的液體108’(例如油)的體積，傳感器102’和罐106’兩者都可以位于地面上方并暴露于罐場(chǎng)內(nèi)的外部環(huán)境。極端溫度(特別是嚴(yán)酷的炎熱天氣)可能影響傳感器102中的電子器件，向傳感器信號(hào)110添加隨機(jī)噪聲。在訓(xùn)練過(guò)程中可以通過(guò)信號(hào)處理(例如，使用平滑或?yàn)V波技術(shù)對(duì)傳感器信號(hào)110進(jìn)行去噪)來(lái)解決噪聲。采樣率的變化也可能是一個(gè)問(wèn)題。例如，在某些場(chǎng)景下，對(duì)傳感器信號(hào)110的采樣率可以由客戶(hù)設(shè)定。采樣率變化將修改傳感器信號(hào)110的模式，并且可能影響如何在傳感器狀況模型302中開(kāi)發(fā)分類(lèi)空間。采樣率的變化可能需要通過(guò)在將數(shù)據(jù)饋送到傳感器狀況模型302之前部署上采樣或下采樣方法來(lái)進(jìn)行信號(hào)校準(zhǔn)。

圖8展示了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的用于確定傳感器狀況的示例操作。在操作800中，可以在MM 112中從傳感器102經(jīng)由有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信來(lái)接收傳感器信號(hào)110。在操作802中，可以從傳感器信號(hào)110提取不同特征。例如，所述提取的特征可以包括時(shí)域特征306和頻域特征308。

然后，在操作804中，所述提取的特征可以被輸入到傳感器狀況模型302。傳感器狀況模型302可以利用所述提取的特征來(lái)確定傳感器102的狀況，如本文前面所述。操作806可以是可選的，因?yàn)榕c本公開(kāi)一致，存在通過(guò)其可生成通知的多于一種的方式。例如，如果僅當(dāng)傳感器102被確定為需要?jiǎng)幼鲿r(shí)(例如，當(dāng)處于不穩(wěn)定或卡住狀況時(shí))才生成通知，則可以包括操作806。在操作806中，可以基于傳感器狀況模型302的確定來(lái)判定傳感器是否處于不穩(wěn)定或卡住狀況。在操作806中，確定傳感器102不處于不穩(wěn)定或卡住狀態(tài)之后可以是監(jiān)測(cè)可以繼續(xù)的操作800。如果在操作806中確定傳感器102處于不穩(wěn)定或卡住狀態(tài)，則在操作808中，可以生成指示傳感器102的狀況處于不穩(wěn)定或卡住狀態(tài)、傳感器102需要服務(wù)等的通知。在替代性實(shí)施例中，可以在操作808中定期地生成關(guān)于傳感器102的總體運(yùn)行狀況的通知。例如，操作808可以總是在操作804之后發(fā)生，操作808之后是可選的返回傳感器的監(jiān)測(cè)102可以繼續(xù)的操作800。

雖然圖7和圖8展示了根據(jù)不同實(shí)施例的操作，但是將理解的是，對(duì)于其他實(shí)施例來(lái)說(shuō)，并非圖7和圖8中所描繪的所有操作都是必需的。確實(shí)，在此完全可以設(shè)想，在本公開(kāi)的其他實(shí)施例中，可以采用任何附圖中未具體地示出、但仍然完全符合本公開(kāi)的方式將圖7和圖8中所描繪的操作和/或本文中所描述的其他操作進(jìn)行組合。因而，對(duì)未在一個(gè)附圖中正確示出的特征和/或操作有所涉及的權(quán)利要求被視為落入本公開(kāi)的范圍和內(nèi)容內(nèi)。

如在本申請(qǐng)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，由術(shù)語(yǔ)“和/或”接合的一系列項(xiàng)目可意指所列項(xiàng)目的任何組合。例如，短語(yǔ)“A、B和/或C”可意指A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。如在本申請(qǐng)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，由術(shù)語(yǔ)“中的至少一項(xiàng)”接合的一系列項(xiàng)目可意指所列術(shù)語(yǔ)的任何組合。例如，短語(yǔ)“A、B或C中的至少一項(xiàng)”可意指A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。

如本文中任何實(shí)施例所使用的，術(shù)語(yǔ)“模塊”可以指被配置成用于執(zhí)行前述操作中任一操作的軟件、固件和/或電路。軟件可以具體化為非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上所記錄的軟件包、代碼、指令、指令集和/或數(shù)據(jù)。固件可以具體化為存儲(chǔ)器設(shè)備中硬編碼(例如，非易失性的)的代碼、指令或指令集和/或數(shù)據(jù)。如本文中任何實(shí)施例所使用的，“電路”可以例如單一地或以任何組合形式包括硬接線(xiàn)電路、可編程電路(諸如包括一個(gè)或多個(gè)個(gè)體指令處理核的計(jì)算機(jī)處理器)、狀態(tài)機(jī)電路、和/或存儲(chǔ)有可由可編程電路執(zhí)行的指令的固件。這些模塊可以統(tǒng)一地或單獨(dú)地具體化為形成例如，集成電路(IC)、片上系統(tǒng)(SoC)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、智能電話(huà)等的較大系統(tǒng)的一部分的電路。

在此描述的任何操作可以在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括具有單獨(dú)地或組合地存儲(chǔ)在其上的多條指令的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，非瞬態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì))，當(dāng)這些指令由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行這些方法。此處，處理器可以包括例如：服務(wù)器CPU、移動(dòng)設(shè)備CPU、和/或其他可編程電路。而且，旨在使得在此描述的操作可以跨多個(gè)物理設(shè)備(諸如在多于一個(gè)的不同物理位置處的處理結(jié)構(gòu))分布。存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括任何類(lèi)型的有形介質(zhì)，例如包括以下各項(xiàng)的任何類(lèi)型的磁盤(pán)：硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)、壓縮盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、可復(fù)寫(xiě)致密盤(pán)(CD-RW)、和磁光盤(pán)、如只讀存儲(chǔ)器(ROM)的半導(dǎo)體器件、如動(dòng)態(tài)和靜態(tài)RAM的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存、固態(tài)盤(pán)(SSD)、嵌入式多媒體卡(eMMC)、安全數(shù)字輸入/輸出(SDIO)卡、磁卡或光卡、或者適合于存儲(chǔ)電子指令的任何類(lèi)型的介質(zhì)。其他實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為由可編程控制設(shè)備執(zhí)行的軟件模塊。

因此，本公開(kāi)涉及一種用于確定傳感器狀況的系統(tǒng)。還可以采用由用于傳達(dá)正在由傳感器監(jiān)測(cè)的方面的當(dāng)前狀況的所述傳感器所生成的傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器本身的狀況。例如，能夠確定所述傳感器狀況是正常的還是故障的(例如，不穩(wěn)定、卡住等)的設(shè)備可以包括用于接收所述傳感器信號(hào)的監(jiān)測(cè)模塊(MM)。所述MM可以包括用于確定傳感器狀況的傳感器狀況確定模塊(SCDM)。所述SCDM可以包括用于確定所述傳感器信號(hào)的不同特性(例如，用于從所述傳感器信號(hào)“提取特征”)的特征提取引擎以及用于基于所述提取的特征來(lái)確定傳感器狀況的模型。所述模型可以包括經(jīng)教導(dǎo)以利用與傳感器狀況的注釋相關(guān)的已采樣的傳感器信號(hào)來(lái)確定傳感器狀況的支持向量機(jī)(SVM)。

以下示例涉及進(jìn)一步的實(shí)施例。本公開(kāi)的以下示例可以包括主題，諸如設(shè)備、方法、用于存儲(chǔ)指令(當(dāng)被執(zhí)行時(shí)使機(jī)器基于所述方法執(zhí)行動(dòng)作)的至少一個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)、用于基于所述方法執(zhí)行動(dòng)作的裝置、和/或用于確定傳感器狀況的系統(tǒng)。

根據(jù)示例1，提供了一種用于確定傳感器狀況的設(shè)備。所述設(shè)備可以包括通信模塊和監(jiān)測(cè)模塊，所述通信模塊用于至少與傳感器交互，所述監(jiān)測(cè)模塊用于經(jīng)由所述通信模塊從所述傳感器接收傳感器信號(hào)，所述監(jiān)測(cè)模塊包括用于基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器的狀況的傳感器狀況確定模塊。

示例2可以包括如示例1所述的元素，其中，所述傳感器是體積傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是體積水平信號(hào)。

示例3可以包括如示例2所述的元素，其中，所述傳感器是罐液位傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是罐液位信號(hào)。

示例4可以包括如示例1至3中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)一步用于基于所述狀況生成傳感器狀況通知。

示例5可以包括如示例1至4中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述傳感器狀況確定模塊用于僅基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器處于正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況。

示例6可以包括如示例1至5中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述傳感器狀況確定模塊至少包括用于從所述傳感器信號(hào)中提取特征的特征提取引擎、以及用于至少基于所述提取的特征來(lái)確定所述狀況的傳感器狀況模型。

示例7可以包括如示例6所述的元素，其中，所述特征提取引擎用于從所述傳感器信號(hào)中至少提取時(shí)域特征和頻域特征。

示例8可以包括如示例7所述的元素，其中，所述時(shí)域特征至少包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、均方根、零交叉數(shù)、最大峰值原始值以及峰之間的平均距離。

示例9可以包括如示例7和8中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述頻域特征至少包括中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。

示例10可以包括如示例6至9中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述傳感器狀況模型包括經(jīng)教導(dǎo)以基于對(duì)傳感器信號(hào)的采樣、以及針對(duì)所采樣的每個(gè)傳感器信號(hào)的傳感器狀況的對(duì)應(yīng)注釋來(lái)確定所述狀況的支持向量機(jī)。

示例11可以包括如示例1至10中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述通信模塊經(jīng)由無(wú)線(xiàn)通信與所述傳感器交互。

示例12可以包括如示例1至11中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述通信模塊經(jīng)由工作現(xiàn)場(chǎng)累加器與所述傳感器交互，所述工作現(xiàn)場(chǎng)累加器被配置成用于向所述通信模塊提供所述傳感器信號(hào)。

示例13可以包括如示例1至12中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述傳感器被定位在所述設(shè)備內(nèi)。

示例14可以包括如示例1至13中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述設(shè)備包括被配置成用于在云計(jì)算架構(gòu)中操作的至少一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器。

根據(jù)示例15，提供了一種用于教導(dǎo)模型以確定傳感器狀況的方法。所述方法可以包括：接收來(lái)自傳感器的至少一個(gè)傳感器信號(hào)和對(duì)應(yīng)的傳感器狀況注釋?zhuān)鰝鞲衅鳡顩r包括正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況之一；對(duì)所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理；從所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)中提取特征；從所述提取的特征中選擇特征；以及至少基于所述選擇的特征和所述對(duì)應(yīng)的注釋來(lái)開(kāi)發(fā)用于確定傳感器狀況的模型。

示例16可以包括如示例15所述的元素，其中，所述傳感器是體積傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是體積水平信號(hào)。

示例17可以包括如示例15和16中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述提取的特征包括從所述傳感器信號(hào)中提取的時(shí)域特征和頻域特征。

示例18可以包括如示例17所述的元素，其中，所述時(shí)域特征至少包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、均方根、零交叉數(shù)、最大峰值原始值以及峰之間的平均距離。

示例19可以包括如示例17和18中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述頻域特征至少包括中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。

示例20可以包括如示例15至19中任一項(xiàng)所述的元素，其中，開(kāi)發(fā)所述模型包括在所述模型中教導(dǎo)支持向量機(jī)基于所述選擇的特征來(lái)確定傳感器狀況。

根據(jù)示例21，提供了一種用于確定傳感器狀況的方法。所述方法可以包括：從傳感器接收傳感器信號(hào)；從所述傳感器信號(hào)中提取特征；將所述提取的特征輸入到用于確定傳感器狀況的模型中；以及基于所述模型來(lái)確定傳感器狀況。

示例22可以包括如示例21所述的元素，其中，所述傳感器是體積傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是體積水平信號(hào)。

示例23可以包括如示例21和22中任一項(xiàng)所述的元素，其中，確定所述傳感器狀況包括僅基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器處于正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況。

示例24可以包括如示例21和23中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述提取的特征包括從所述傳感器信號(hào)中提取的時(shí)域特征和頻域特征。

示例25可以包括如示例24所述的元素，其中，所述時(shí)域特征至少包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、均方根、零交叉數(shù)、最大峰值原始值以及峰之間的平均距離。

示例26可以包括如示例24和25中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述頻域特征至少包括中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。

示例27可以包括如示例21至26中任一項(xiàng)所述的元素，并且可以進(jìn)一步包括基于所述狀況生成傳感器狀況通知。

示例28可以包括如示例21至27中任一項(xiàng)所述的元素，并且可以進(jìn)一步包括在接收所述傳感器信號(hào)之前教導(dǎo)所述模型中的支持向量機(jī)基于對(duì)傳感器信號(hào)的采樣、以及針對(duì)所采樣的每個(gè)傳感器信號(hào)的傳感器狀況的對(duì)應(yīng)注釋來(lái)確定所述狀況。

根據(jù)示例29，提供了一種至少包括傳感器和設(shè)備的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被安排成用于執(zhí)行如以上示例15至28中任一項(xiàng)所述的方法。

根據(jù)示例30，提供了一種被安排成用于執(zhí)行如以上示例15至28中任一項(xiàng)所述的方法的芯片組。

根據(jù)示例31，提供了至少一種機(jī)器可讀介質(zhì)，所述至少一種機(jī)器可讀介質(zhì)包括多條指令，所述多條指令響應(yīng)于正在計(jì)算設(shè)備上被執(zhí)行而使所述計(jì)算設(shè)備實(shí)施根據(jù)以上示例15至28中任一項(xiàng)所述的方法。

根據(jù)示例32，提供了一種被配置成用于確定傳感器狀況的設(shè)備，所述設(shè)備被安排成用于執(zhí)行如以上示例15至28中任一項(xiàng)所述的方法。

根據(jù)示例33，提供了一種用于教導(dǎo)模型確定傳感器狀況的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括：用于接收來(lái)自傳感器的至少一個(gè)傳感器信號(hào)和對(duì)應(yīng)的傳感器狀況注釋的裝置，所述傳感器狀況包括正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況之一；用于對(duì)所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理的裝置；用于從所述至少一個(gè)傳感器信號(hào)中提取特征的裝置；用于從所述提取的特征中選擇特征的裝置；以及用于至少基于所述選擇的特征和所述對(duì)應(yīng)的注釋來(lái)開(kāi)發(fā)用于確定傳感器狀況的模型的裝置。

示例34可以包括如示例33所述的元素，其中，所述傳感器是體積傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是體積水平信號(hào)。

示例35可以包括如示例33和34中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述提取的特征包括從所述傳感器信號(hào)中提取的時(shí)域特征和頻域特征。

示例36可以包括如示例35所述的元素，其中，所述時(shí)域特征至少包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、均方根、零交叉數(shù)、最大峰值原始值以及峰之間的平均距離。

示例37可以包括如示例35和36中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述頻域特征至少包括中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。

示例38可以包括如示例33至37中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述用于開(kāi)發(fā)所述模型的裝置包括用于在所述模型中教導(dǎo)支持向量機(jī)基于所述選擇的特征來(lái)確定傳感器狀況的裝置。

根據(jù)示例39，提供了一種用于確定傳感器狀況的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括：用于從傳感器接收傳感器信號(hào)的裝置；用于從所述傳感器信號(hào)中提取特征的裝置；用于將所述提取的特征輸入到用于確定傳感器狀況的模型中的裝置；以及用于基于所述模型來(lái)確定傳感器狀況的裝置。

示例40可以包括如示例39所述的元素，其中，所述傳感器是體積傳感器，并且所述傳感器信號(hào)是體積水平信號(hào)。

示例41可以包括如示例39和40中任一項(xiàng)所述的元素，其中，用于確定所述傳感器狀況的裝置包括用于僅基于所述傳感器信號(hào)來(lái)確定所述傳感器處于正常狀況、不穩(wěn)定狀況或卡住狀況的裝置。

示例42可以包括如示例39和41中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述提取的特征包括從所述傳感器信號(hào)中提取的時(shí)域特征和頻域特征。

示例43可以包括如示例42所述的元素，其中，所述時(shí)域特征至少包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、均方根、零交叉數(shù)、最大峰值原始值以及峰之間的平均距離。

示例44可以包括如示例42和43中任一項(xiàng)所述的元素，其中，所述頻域特征至少包括中值頻率、平均頻率、譜能量、譜熵、線(xiàn)性包絡(luò)的平均值、線(xiàn)性包絡(luò)的峰值、線(xiàn)性包絡(luò)的方差和線(xiàn)性包絡(luò)的上升時(shí)間。

示例45可以包括如示例39至44中任一項(xiàng)所述的元素，并且可以進(jìn)一步包括用于基于所述狀況生成傳感器狀況通知的裝置。

示例46可以包括如示例39至45中任一項(xiàng)所述的元素，并且可以進(jìn)一步包括用于在接收所述傳感器信號(hào)之前教導(dǎo)所述模型中的支持向量機(jī)基于對(duì)傳感器信號(hào)的采樣、以及針對(duì)所采樣的每個(gè)傳感器信號(hào)的傳感器狀況的對(duì)應(yīng)注釋來(lái)確定所述狀況的裝置。

本文已采用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)用作對(duì)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行描述而非進(jìn)行限制，并且在使用這種術(shù)語(yǔ)和表達(dá)時(shí)不旨在排除所示且所描述的特征(或其部分)的任何等效物，并且認(rèn)識(shí)到在權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的各種修改是有可能的。從而，權(quán)利要求書(shū)意在涵蓋所有這類(lèi)等效方案。