具体实施方式

根据本公开各个实施例的入侵检测，在门窗上(尤其是在锁中)附加 如加速度传感器或角速度传感器的传感器，该角速度传感器如陀螺仪。通 过处理来自传感器的数据以将入侵者对门窗的破坏和用户对门窗的正常开/ 关和敲门等动作区分开来。入侵者对门窗的破坏尤其是使用电钻对门窗的 锁进行钻孔，也可以预期是使用电锯对门窗进行切断等操作。以下的各个 实施例将参考入侵者使用电钻对门窗进行钻孔来描述，这不是限制性的， 也可以预期将本发明的各个实施例用于检测入侵者使用电锯对门窗进行破 坏的情景。

用户对门窗的正常开/关和敲门等动作会导致传感器采集的加速度或角 速度数据随之变化，但是，与入侵者使用电钻对门窗进行钻孔相比，对门 窗的正常开/关和敲门等动作对应的加速度或角速度数据具有不同的模式。 图1示出了附着在门窗上的加速度传感器采集的加速度数据，其中分别示 出了对应三轴加速度传感器中的每个轴的加速度数据，横轴表示时间，纵 轴表示各个轴加速度数据的数值。在图1中，部分A对应用户对门窗的开/关动作，部分B对应使用电钻对门窗进行的钻孔动作，并且部分C对应门 窗与门框/窗框的碰撞动作。从图1可见，对应钻孔动作的加速度数据明显 不同于对应门窗的正常开/关和碰撞动作的加速度数据，其表现为对应一次 钻孔动作的高频连续振动信号，并且具有对应多次钻孔动作的多个连续振 动信号。虽然未示出，对应的角速度数据也体现为同样的连续振动信号。

针对钻孔动作的上述特征，本公开的各个实施例确定加速度或角速度 数据中的多个数据样本是否包括满足预定标准的连续数据样本，所述预定 标准包括(i)在所述连续数据样本中每两个相邻数据样本之间的变化量数 据大于第一预定阈值，并且(ii)所述连续数据样本的个数大于第二预定阈 值。该连续数据样本如图1中的部分D所示，其对应一次钻孔。

图2示出了根据一个实施例的用于门窗的入侵检测方法1000。以下将 参考使用加速度传感器测量加速度数据进行描述。也可以将加速度数据替 换为角速度数据以实现同样的功能和目的。

根据该入侵检测方法1000，在1100处，接收附着在门窗上(尤其是锁 中)的加速度传感器采集的加速度数据。该加速度传感器可以是三轴加速 度传感器，所述加速度数据包括对应三轴加速度传感器中的至少一个轴的 加速度数据。在一个实施例中，能够分别针对每个轴的加速度数据执行下 面的处理。

在一个实施例中，该加速度传感器具有预定的输出数据带宽，例如大 于等于100Hz的输出数据带宽，优选为大于等于200Hz的输出数据带宽， 以便检测对应钻孔动作的高频振动信号。根据Shannon定理，当加速度传 感器的输出数据带宽大于等于200Hz时，该加速度传感器的输出数据率大 于等于400Hz。由该加速度传感器采集的加速度数据包括以预定的输出数 据率采集的数据样本。

当采用角速度传感器时，该角速度传感器也可以是三轴角速度传感器， 所述角速度数据包括对应三轴角速度传感器中的至少一个轴的角速度数 据。同样能够分别针对每个轴的角速度数据执行下面的处理。该角速度传 感器同样可以具有上述预定的输出数据带宽。

在1200处，针对加速度数据中的多个数据样本，判断该多个数据样本 是否包括满足如下预定标准的连续数据样本：(i)在所述连续数据样本中每 两个相邻数据样本之间的变化量数据大于第一预定阈值，并且(ii)所述连 续数据样本的个数大于第二预定阈值，从而确定该多个数据样本中是否包 含对应一个钻孔动作的连续数据样本。由此，基于判断的结果来确定是否 发生了针对门窗的入侵。该第一和第二预定阈值是针对多个数据样本人为 设定的，优选的是，第一预定阈值8-10mg之间，第二预定阈值在70-150mg 之间。

在一个实施例中，该多个数据样本是如上所述由加速度传感器以预定 的输出数据率采集的。

在另一个实施例中，该多个数据样本是按照预定规则对所述加速度数 据进行采样处理得到的。例如，该多个数据样本是从所述加速度数据中按 照预定采样率提取的。针对角速度数据的数据样本也可如此采样得到。

在1300处，输出关于门窗入侵的确定结果。在一个实施例中，如果在 1200处判断在所述多个数据样本中包括满足上述预定标准的连续数据样 本，表示发现了钻孔动作，由此可以确定发生了入侵，则在1300处输出所 述确定的结果以表示发生了入侵；反之则输出所述确定的结果以表示未发 现入侵。

在进一步的实施例中，在1200处响应于所述判断的结果表示所述多个 数据样本包括满足上述预定标准的连续数据样本，还生成中断信号，并且 向入侵检测系统的微控制单元输出该中断信号，以使得原本处于低功耗状 态的入侵检测系统从低功耗状态进入正常工作状态。例如，在正常工作状 态中，能够以高于低功耗状态下的第一采样率的第二采样率来提取数据样 本。

在一个实施例中，可以基于在1300处生成的确定的结果指示发生入侵， 生成警报信号，以使得报警设备报警。

在另一个实施例中，可以预期在1200处判断在预定时间段的多个数据 样本中是否包括满足上述预定标准的两个以上的连续数据样本，即判断是 否发现了两个以上的钻孔动作。响应于在1200处判断发现了两个以上的钻 孔动作，确定发生针对门窗的入侵。在1300处响应于所述确定的结果生成 警报信号，以使得报警设备报警，由此输出所述确定的结果。

图3示出了根据一个实施例的用于判断多个数据样本中是否包括满足 预定标准的连续数据样本的方法，即示出了在上述1200处执行的处理。根 据该方法1200，在1205处，将n设置为1并且将i设置为0，其中，n是 数据样本的编号，i是计数数据。在1210处，获取第n个数据样本。在1215 处，获取第n+1个数据样本。在1220处，确定第n个数据样本和第n+1个数据样本之间的变化量数据，例如slope_a(n+1)＝a(n+1)-a(n)，其中a(n) 表示第n个数据样本。在利用针对三轴加速度传感器的每个轴的加速度数 据进行检测的情况下，可以针对每个轴的数据样本确定上述变化量数据。

例如,

slope_x(n+1)＝x(n+1)-x(n)，

slope_y(n+1)＝y(n+1)-y(n),

slope_z(n+1)＝z(n+1)-z(n),

其中，x(n)，y(n)和z(n)分别是对应三轴加速度传感器的每个轴的数 据样本，slope_x(n+1)，slope_y(n+1)，slope_z(n+1)分别是针对加速度传感 器的三个轴的相邻数据样本之间的变化量数据。三轴角速度传感器亦是如 此。

上述对变化量数据的计算是非限制性的，也可以采用其他方式来计算 相邻数据样本之间的变化量数据，只要该变化量数据能够表示相邻数据样 本之间的变化即可。

在1225处，判断在1220处获得的变化量数据是否大于第一预定阈值， 该第一预定阈值表示在相邻数据样本之间的变化量数据应当满足的条件。 如果在1225处判断在第n和n+1个数据样本之间的变化量数据不大于第一 预定阈值，则前进到1230，将n设定为n+1并且对计数数据i清零，进而 返回1215，获取下一个数据样本，即新的第n+1个样本。

如果在1225处判断在第n和n+1个数据样本之间的变化量数据大于第 一预定阈值，则前进到1235，将计数数据i加1，即i＝i+1。之后前进到1240， 判断计数数据i是否大于第二预定阈值，如果该计数数据i大于第二预定阈 值，即表示其中相邻数据样本的变化量数据大于第一预定阈值的连续数据 样本的个数大于第二预定阈值，即表示检测到对应一次钻孔的连续数据样 本，则在1250处基于该判断结果确定是否发生入侵，在一个实施例中，可 以在检测到对应一次钻孔的连续数据样本时即确定发生入侵。

如果在1240处判断该计数数据i不大于第二预定阈值，则前进到1260， 将n设定为n+1，进而返回1215，获取第n+1个样本。

如以上参考图3所示的实施例，能够在顺序接收数据样本的同时，确 定所接收的多个数据样本中是否具有对应一次钻孔的连续数据样本。在具 有分别是对应三轴传感器的每个轴的数据样本x(n)，y(n)和z(n)时， 可以预期对每个轴的数据样本分别执行上述过程，只要检测到其中至少一 个轴的数据样本中包括满足上述预定标准的连续数据样本，就生成检测到 对应一次钻孔的连续数据样本的确定结果。

以上针对第n和n+1个数据样本来描述1200处的处理，也可以预期使 用第一数据样本和第二数据样本来代替第n个数据样本和第n+1个数据样 本，仅仅是描述方式的不同。第一和第二不表示在多个数据样本中的顺序 位置。在该情况下，在1210，针对多个数据样本，获取第一数据样本。在 1215处，针对该第一数据样本，接收在所述多个数据样本中的第二数据样 本，所述第二数据样本与所述第一数据样本相邻并且位于所述第一数据样 本之后。在1220处，确定第一数据样本和第二数据样本之间的变化量数据。 在1225处，判断第一数据样本和第二数据样本之间的变化量数据是否大于 第一预定阈值。如果确定变化量数据不大于所述第一预定阈值，则在1230 处对计数数据i进行清零；并且将当前的第二数据样本确定为第一数据样 本，进而返回1215接收下一个第二数据样本。

如果在1225处判断该变化量数据大于第一预定阈值，则在1235处将 计数数据i增加1并且进而在1240处判断所述计数数据是否大于第二预定 阈值，如果所述计数数据大于第二预定阈值，则在1250处基于判断结果确 定是否发生入侵。如果在1240处判断所述计数数据不大于第二预定阈值， 则在1260处将所述第二数据样本确定为所述第一数据样本，进而返回1215 接收下一个第二数据样本。

以上参考图3描述了确定多个数据样本中是否包括对应一次钻孔的连 续数据样本的方法1200。与图3所示的不同，图4示出了根据另一个实施 例的用于确定多个数据样本中是否包括满足预定标准的连续数据样本的方 法1200’。在图3所示的方法1200的基础上，图4示出了针对预定时间段 的数据样本来确定其是否包括分别对应一次或多次钻孔的连续数据样本的 一个或多个集合的情况。根据图4所示的方法1200’，在1205处另外设置 一个连续数据样本集合计数器j，并且将j的初始值设定为0；在1225处 判断变化量数据不大于第一预定阈值，前进到1227，在1227处确定n是否 小于该预定时间段的多个数据样本的总数，如果小于，则前进到1230，如 果不小于则前进到1228，基于所有的判断结果来确定是否发生入侵，例如 能够参考计数器j的数值来确定是否发生入侵。优选是当j大于1时确定发 生入侵。如果在1240处判断计数数据i不大于第二预定阈值时，前进到 1255，在1255处同1227处相同，确定n是否小于该预定时间段的多个数 据样本的总数，如果小于，则前进到1260，如果不小于则前进到1265，同 1228处相同，输出计数器j的值，判断是否发生入侵。另外，根据图4所 示的方法1200’，在1250处，不判断入侵，仅仅表明检测到一次钻孔对应 的数据，而是将j加1，即j＝j+1，然后前进到1227。

参考图4所示的实施例，能够确定在预定时间段的多个加速度样本数 据中包括对应多少次钻孔的连续数据样本。该图4所示的实施例能够被进 一步改进，以在1250处更新计数器j之后，确定j的值是否大于第三预定 阈值，例如1，如果大于1则不管是否已经针对整个预定时间段完成了检测 直接前进到1228确定发生了入侵，进而能够依据该确定结果发出警报。优 选的是例如2秒的预定时间段内，检测到至少对应两次钻孔的连续数据样 本的两个集合，才发出警报。由此提高了警报的准确性。

如以上参考图4所描述的，能够在检测到预定时间段的多个数据样本 中包括两个以上满足预定标准的连续加速度数据的集合的情况下，直接发 出警报。

不同于直接发出警报的情况，在一些实施例中，入侵检测系统初始可 能处于低功耗状态，在该状态下，例如以相对低的采样率对加速度数据进 行采样，如果发现对应钻孔的数据样本，则能够发出中断以使得入侵检测 系统返回到正常工作状态下，其中以相对高的采样率对加速度数据进行采 样。在正常工作状态下，可以进一步确定数据样本是否包括对应钻孔的数 据样本，如果包括则发出警报。根据这些实施例，在节约功耗的同时能够 确保警报的准确性，避免假阳性警报。

图5示出了根据这些实施例的用于门窗的入侵检测方法2000。在2100 处，获取来自传感器的加速度或角速度数据中的多个数据样本。在传感器 采集该数据时，入侵检测系统以低功耗模式进行操作，例如微控制器、蓝 牙等处于空闲模式或者低功耗模式，但是保持传感器能够采集门窗的传感 器数据。在这种情况下，能够以相对低的第一采样率对加速度或角速度数 据进行采样，从而得到多个数据样本。如下所述，能够以包括在数据处理 单元中的采样单元来执行对该加速度或角速度数据的采样。

在2200处，判断该多个数据样本中是否包括满足预定标准的连续数据 样本，在一个优选实施例中，这可以由如图3所示的处理方法1200来实现。 如果在2200处判断该多个数据样本不包括满足预定标准的连续数据样本， 则返回2100，继续在入侵检测系统以低功耗模式进行操作的情况下获取数 据样本。如果在2200处判断该多个数据样本包括满足预定标准的连续数据 样本，则在2300处生成并且发出中断信号，以使得入侵检测系统进入正常 工作模式。并且在一个实施例中，在该正常工作模式下，能够以相对高的 第二采样率对加速度数据进行采样，以获取多个额外的数据样本。

在2400处，判断该多个额外数据样本中是否包括满足预定标准的连续 数据样本，在一个优选实施例中，这可以由如图4所示的处理方法1200’ 来实现，例如确定在2秒的预定时间段内是否包括连续加速度数据的两个 以上集合。如果在2400处判断该多个额外的数据样本不包括满足预定标准 的连续数据样本，可以返回到2100，通知入侵检测系统返回低功耗模式进 行操作，并且继续继续在入侵检测系统以低功耗模式进行操作的情况下以例如第一采样率对加速度数据进行采样。如果在2400处判断该多个额外的 数据样本包括满足预定标准的连续数据样本，则在2500处基于2400处的 判断结果进一步判断发生入侵，生成警报信号以使得报警设备发出警报。 进而在2600处进一步采集加速度或角速度数据并且判断该进一步采集的加 速度或角速度数据的多个数据样本是否包括满足预定标准的连续数据样 本，如果包括则返回2500进一步报警，如果不再包括，则返回2100使得 入侵检测系统返回低功耗模式。在优选实施例中，能够由如图4所示的处 理1200’确定在预定时间(例如1分钟)内是否存在对应钻孔的连续加速度 或角速度数据样本，如果存在，则返回2500进一步报警，如果不存在则返 回2100。

可以理解上述2200、2400和2600的处理能够采用如图3或图4中任 意一个所示的方法来实现。另外，对加速度或角速度数据的采样能够由对 应的采样单元来实现。

虽然以上参考图2-5所示的不同实施例描述了用于门窗的入侵检测方 法，这些实施例不是限制性的，它们能够彼此组合以获得不同的效果。再 者，以上所提到的各个处理以及方法步骤也不是限制性的，它们能够被合 并/组合/变更/修改，以获取对应的效果。再者，只要不脱离本发明的技术方 案的精髓，各项处理的顺序能够被适当的调整。

以上提到的第一预定阈值、第二预定阈值、第三预定阈值、第一采样 率、第二采样率和预定时间段能够被人为地按照经验设定，尤其是针对不 同的情景进行不同的设定，例如第一预定阈值、第二预定阈值和第三预定 阈值在使用电钻进行钻孔的情景和使用电锯来切割门窗的情景之间可以不 同。此外，针对不同的数据样本，该第一预定阈值和第二预定阈值能够随 之变化。例如针对以低采样率或者输出数据率获取的数据样本和以高采样率或输出数据率获取的数据样本，分别采用不同的第一预定阈值和第二预 定阈值。

图6示出了根据一个实施例的用于门窗的入侵检测系统100。如图6所 示，该入侵检测系统100至少包括数据处理单元40和输出单元50，该数据 处理单元40能够执行如上参考图2-4所描述的各项处理。该输出单元50 能够输出数据处理单元40的确定结果。

在如图6所示的实施例中，该入侵检测系统100还可以包括传感器20， 其可以是加速度传感器或者角速度传感器，该传感器优选是三轴的。该传 感器20附着到门锁10上，以便采集门窗的加速度或角速度数据。所采集 的传感器数据能够通过网络30被传送给数据处理单元40以进行进一步处 理。在一个实施例中，该数据处理单元40进一步包括采样单元(未示出)， 以对传感器数据按照预定规则进行采样。

在进一步优选的实施例中，该入侵检测系统100还包括报警单元(未 示出)，其接收来自输出单元50的指示多个数据样本包括对应钻孔的连续 数据样本的确定结果，并相应地生成警报信号，以促使报警设备(如麦克 风，未示出)发出警报。该报警设备能够被设置在门窗上，或者能够被设 置在远程监控位置，经由网络30从报警单元接收警报信号。

图6示出了数据处理单元40和输出单元50未被设置在门窗上的实例， 也可以预期将数据处理单元40和输出单元50设置在门窗上。在该实施例 中，报警单元和报警设备可以位于远程位置，通过网络接收来自输出单元 50的确定结果。可以预期，本公开各个实施例的入侵检测系统100的各个 单元能够按照需要而被设置在门窗上或者远程位置。

以下仅仅参考图5所示出的入侵检测方法来描述如图6所示的入侵检 测系统100的操作，不再参考如图2-4所示的处理进行赘述。根据图5所示 的实施例，在2100处，数据处理单元40获取来自传感器的加速度或角速 度数据中的多个数据样本。这可以通过采样单元来获取。在传感器采集该 加速度或角速度数据时，入侵检测系统以低功耗模式进行操作。

在2200处，数据处理单元40判断该多个数据样本中是否包括满足预 定标准的连续数据样本。如果在2200处确定该多个数据样本不包括满足预 定标准的连续数据样本，则返回2100，继续在入侵检测系统以低功耗模式 进行操作的情况下获取数据样本。如果在2200处判断该多个数据样本包括 满足预定标准的连续数据样本，数据处理单元40确定发生潜在入侵，则在 2300处数据处理单元40生成并且经由输出单元50向入侵检测系统的微控 制器发出中断信号，以使得入侵检测系统进入正常工作模式。同时，该数 据处理单元40获取多个额外数据样本。

在2400处，数据处理单元40判断该多个额外数据样本中是否包括满 足预定标准的连续数据样本。如果在2400处判断该多个额外数据样本不包 括满足预定标准的连续数据样本，可以返回到2100，经由输出单元50通知 入侵检测系统返回低功耗模式进行操作，并且继续在入侵检测系统以低功 耗模式进行操作的情况下对加速度或角速度数据进行采样。如果在2400处 判断该多个额外的数据样本包括满足预定标准的连续数据样本，则在2500 处确定发生入侵，由此，报警单元来自数据处理单元的确定结果生成警报 信号以使得报警设备发出警报。进而在2600处数据处理单元40进一步获 取数据样本并且判断该进一步获取的数据样本是否包括满足预定标准的连 续数据样本，如果包括则返回2500坚持确定发生入侵，进一步报警，如果 不再包括，则返回2100经由输出单元50通知入侵检测系统返回低功耗模 式。

虽然未参考图2-5的全部处理来描述数据处理单元40、输出单元50和 报警单元的功能，本领域技术人员能够设想如何设计数据处理单元40、输 出单元50和报警单元的功能以实现根据本公开各个实施例的入侵检测方法 的各项处理。

以上参考图2-5的实施例描述了用于门窗的入侵检测方法，并且参考图 6的实施例详细描述了用于门窗的入侵检测系统，这些实施例能够彼此组合 以获得不同的效果，而不受主题类型的限制。再者，以上所提到的各个单 元/处理不是限制性的，上述各个单元/处理的功能能够被合并/组合/变更/修 改，以获取对应的效果。这些单元的功能能够由软件或者相应的硬件来实 现，或者借助于处理器来实现上述各个单元的功能，例如处理器能够读取 在存储器中的计算机程序，运行这些计算机程序来实现上述各个单元的功 能。具体地，上述数据处理单元的功能能够在用于门窗的智能锁的微控制 器中实现。

可以理解，本公开的各个实施例的入侵检测系统和方法能够由计算机 程序/软件实现。这些软件能够被载入到数据处理器的工作存储器中，当运 行时用于执行根据本公开的各实施例的方法。

本公开的示范性实施例覆盖以下两者：从一开始就创建/使用本公开的 计算机程序/软件，以及借助于更新将已有程序/软件转为使用本公开的计算 机程序/软件。

根据本公开另外的实施例，提供一种机器(如计算机)可读介质，例 如CD-ROM，其中所述可读介质具有被存储在其上的计算机程序代码，该 计算机程序代码当被执行时令计算机或处理器执行根据本公开的各实施例 的方法。该机器可读介质例如是与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供 应的光学存储介质或固态介质。

也可以将用于执行根据本公开的各实施例的方法的计算机程序以其他 形式发布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统。

计算机程序也可以被提供在诸如万维网的网络上，并且能够从这样的 网络被下载到数据处理器的工作计算机中。

必须指出，本公开的实施例是参考不同主题来描述的。尤其地，一些 实施例是参考方法型权利要求来描述的，而其他实施例是参考设备型权利 要求来描述的。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述获悉，除非另 外指明，除了属于一种类型的主题的特征的任意组合以外，涉及不同主题 的特征之间的任意组合也被视为被本申请公开了。并且，能够组合全部特 征，提供大于特征的简单加和的协同效应。

上述对本公开特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书 的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不 同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图 中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结 果。在某些实施例中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利 的。

以上参照特定的实施例描述本公开，本领域技术人员应当理解，在不 背离本公开的精神和基本特征的情况下，能够以各种方式来实现本公开的 技术方案。具体的实施例仅仅是示意性的，而非限制性的。另外，这些实 施例之间能够任意组合，来实现本公开的目的。本公开的保护范围由所附 的权利要求书来定义。

说明书和权利要求中的“包括”一词不排除其它元件或步骤的存在，“第 一”，“第二”等表述不表示顺序，也不限定数量。在说明书中说明或者在 权利要求中记载的各个元件的功能也可以被分拆或组合，由对应的多个元 件或单一元件来实现。