(57)【要約】  一実施形態は、ホームオートメーションシステムを提供することができる。ホームオートメーションデバイスは、機械的支持構造と、機械的支持構造に機械的に結合された多数のコンポーネントとを含み得る。多数のコンポーネントは、中央コントローラと、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）と、１つ又は複数のＰＣＢ上に取り付けられた多数のセンサとを含み得る。中央コントローラは、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出するように構成することができ、各センサは、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される。
2020521366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的支持構造と、
前記機械的支持構造に機械的に結合された多数のコンポーネントと
を含むホームオートメーションシステムであって、
前記多数のコンポーネントが、中央コントローラと、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）と、前記１つ又は複数のＰＣＢ上に取り付けられた多数のセンサとを含み、
前記中央コントローラが、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出するように構成され、各センサが、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される、ホームオートメーションシステム。
【請求項２】
前記機械的支持構造が、前記多数のコンポーネントを取り囲む物理的エンクロージャを含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項３】
前記中央コントローラが、前記機械的支持構造の背面に取り付けられたシングルボードコンピュータを含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項４】
少なくとも１つのスピーカをさらに含み、
前記１つ又は複数のＰＣＢが、メインＰＣＢと、ドーターＰＣＢとを含み、
前記機械的支持構造が、カバープレートを含み、
前記メインＰＣＢ、前記ドーターＰＣＢ及び前記スピーカが、前記カバープレート上に取り付けられる、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項５】
前記多数のセンサが、
受動型赤外線（ＰＩＲ）センサ、
カメラ、
周囲光センサ、
１つ若しくは複数のマイクロフォン、及び
温湿度センサ
の１つ又は複数を含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項６】
前記多数のコンポーネントが、
多数の赤色・緑色・青色発光ダイオード、及び
少なくとも１つの赤外線発光ダイオード
の１つ又は複数をさらに含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項７】
少なくとも１つのＰＣＢが、
多数のＧＰＩＯピンを含む汎用入出力（ＧＰＩＯ）ヘッダ、
１つ若しくは複数のイーサネットコネクタ、
集積回路間（Ｉ２Ｃ）ブレークアウト、及び
メザニンＰＣＢコネクタ
の１つ又は複数を含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項８】
装飾フロントパネルをさらに含み、前記フロントパネルが、前記多数のセンサを露出させるための多数の開口部を含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項９】
前記ユーザイベントを検出している間、前記中央コントローラが、
ユーザ存在を検出すること、
顔を認識すること、
音声を認識すること、
環境状態を検出すること、
イベントを認識すること、
器具のステータスを検出すること、及び
ユーザ活動を検出すること
の少なくとも１つを実行するように構成される、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１０】
前記ユーザイベントを検出している間、前記中央コントローラが、少なくとも音響センサ及び光センサの出力を分析するように構成される、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１１】
前記ユーザイベントを検出している間、前記中央コントローラが、受動型赤外線センサの出力を分析するようにさらに構成される、請求項１０に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１２】
前記ユーザイベントを検出している間、前記中央コントローラが、機械学習技法を適用するように構成される、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１３】
前記中央コントローラが、１つ又は複数の検出されたユーザイベントに基づいてインホームデバイスを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１４】
前記インホームデバイスを制御している間、前記中央コントローラが、
赤外線信号、
音響信号、及び
ＲＦ信号
のうちの１つを介して、制御コマンドを前記インホームデバイスに送信するように構成される、請求項１３に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１５】
前記インホームデバイスを制御している間、前記中央コントローラが、前記インホームデバイスがネットワーク対応であることに応答して、ネットワークインタフェースを介して制御コマンドを前記インホームデバイスに送信するように構成される、請求項１３に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１６】
前記ネットワークインタフェースが、
Wi-Fiインタフェース、
セルラインタフェース、
Bluetoothインタフェース、
Z-Waveインタフェース、
ZigBeeインタフェース、及び
イーサネットインタフェース
のうちの１つを含む、請求項１５に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１７】
前記機械的支持構造が、４ギャングボックスを含む、請求項１に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項１８】
壁取り付けコントローラと、
前記壁取り付けコントローラによって制御された１つ又は複数の家庭用器具と
を含むホームオートメーションシステムであって、
前記壁取り付けコントローラが、
中央コントローラと、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）と、前記１つ又は複数のＰＣＢ上に取り付けられた多数のセンサと
を含み、
前記中央コントローラが、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出するように構成され、各センサが、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される、ホームオートメーションシステム。
【請求項１９】
前記壁取り付けコントローラが、
赤外線インタフェース、
オーディオインタフェース、
ＲＦインタフェース、及び
コンピュータネットワークインタフェース
のうちの１つを介して、制御コマンドを前記１つ又は複数の家庭用器具に送信するように構成され、前記コンピュータネットワークインタフェースが、
Wi-Fiインタフェース、
セルラインタフェース、
Bluetoothインタフェース、
Z-Waveインタフェース、
ZigBeeインタフェース、及び
イーサネットインタフェース
の１つ又は複数を含む、請求項１８に記載のホームオートメーションシステム。
【請求項２０】
ホームオートメーションのためのコンピュータ実行方法であって、
中央コントローラにおいて、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた複数のセンサからセンサデータを受信することであって、前記中央コントローラ及び前記ＰＣＢが、機械的支持構造に機械的に結合され、各センサが、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される、受信することと、
前記複数のセンサから前記受信されたセンサデータに基づいてユーザイベントを検出することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  この開示は、概して、ホームオートメーションデバイスに関する。より具体的には、この開示は、広範なスマートフィーチャを提供するための複数のセンサを含む壁取り付けデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  ホームオートメーション又はスマートホームは、それらのユーザの生活の質を高めた。より具体的には、ホームオートメーションシステムは、照明、ＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調）、器具並びに他のシステムの集中制御を可能にし、従って、利便性、快適性、エネルギー効率及びセキュリティの改善を提供する。いくつかのオートメーションシステムは、ＨＶＡＣユニット又はスプリンクラシステムなどにおいて、時間調節又は環境要因に基づいてデバイスの制御を自動化するための方法を提供する。しかし、Amazon Alexa（商標）（Seattle, WashingtonのAmazon.com, Inc.の商標）など、現在利用可能なホームオートメーションシステムは、少数のスマートフィーチャしか提供しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]  一実施形態は、ホームオートメーションシステムを提供することができる。ホームオートメーションシステムは、機械的支持構造と、機械的支持構造に機械的に結合された多数のコンポーネントとを含み得る。多数のコンポーネントは、中央コントローラと、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）と、１つ又は複数のＰＣＢ上に取り付けられた多数のセンサとを含み得る。中央コントローラは、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出するように構成することができ、各センサは、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される。
【０００４】
[0004]  この実施形態の変形形態では、機械的支持構造は、多数のコンポーネントを取り囲む物理的エンクロージャを含み得る。
【０００５】
[0005]  この実施形態の変形形態では、中央コントローラは、機械的支持構造の背面に取り付けられたシングルボードコンピュータを含み得る。
【０００６】
[0006]  この実施形態の変形形態では、ホームオートメーションシステムは、少なくとも１つのスピーカをさらに含み得る。１つ又は複数のＰＣＢは、メインＰＣＢと、ドーターＰＣＢとを含み得る。機械的支持構造は、カバープレートを含み得、メインＰＣＢ、ドーターＰＣＢ及びスピーカは、カバープレート上に取り付けることができる。
【０００７】
[0007]  この実施形態の変形形態では、多数のセンサは、受動型赤外線（ＰＩＲ）センサ、カメラ、周囲光センサ、１つ若しくは複数のマイクロフォン、及び温湿度センサの１つ又は複数を含み得る。
【０００８】
[0008]  この実施形態の変形形態では、多数のコンポーネントは、多数の赤色・緑色・青色発光ダイオード、及び少なくとも１つの赤外線発光ダイオードの１つ又は複数をさらに含み得る。
【０００９】
[0009]  この実施形態の変形形態では、少なくとも１つのＰＣＢは、多数のＧＰＩＯピンを含む汎用入出力（ＧＰＩＯ）ヘッダ、１つ若しくは複数のイーサネットコネクタ、集積回路間（Ｉ２Ｃ）ブレークアウト、及びメザニンＰＣＢコネクタの１つ又は複数を含み得る。
【００１０】
[0010]  この実施形態の変形形態では、ホームオートメーションシステムは、フロントパネルをさらに含み得、フロントパネルは、多数のセンサを露出させるための多数の開口部を含み得る。
【００１１】
[0011]  この実施形態の変形形態では、ユーザイベントを検出している間、中央コントローラは、ユーザ存在を検出すること、顔を認識すること、音声を認識すること、環境状態を検出すること、イベントを認識すること、器具のステータスを検出すること、及びユーザ活動を検出することの少なくとも１つを実行するように構成することができる。
【００１２】
[0012]  この実施形態の変形形態では、ユーザイベントを検出している間、中央コントローラは、少なくとも音響センサ及び光センサの出力を分析するように構成することができる。
【００１３】
[0013]  さらなる変形形態では、ユーザイベントを検出している間、中央コントローラは、受動型赤外線（ＰＩＲ）センサの出力を分析するようにさらに構成することができる。
【００１４】
[0014]  この実施形態の変形形態では、ユーザイベントを検出している間、中央コントローラは、機械学習技法を適用するように構成することができる。
【００１５】
[0015]  この実施形態の変形形態では、中央コントローラは、１つ又は複数の検出されたユーザイベントに基づいてインホームデバイスを制御するように構成することができる。
【００１６】
[0016]  さらなる変形形態では、インホームデバイスを制御している間、中央コントローラは、赤外線信号、音響信号、及びＲＦ信号のうちの１つを使用して、制御コマンドをインホームデバイスに送信するように構成することができる。
【００１７】
[0017]  さらなる変形形態では、インホームデバイスを制御している間、中央コントローラは、インホームデバイスがネットワーク対応であることに応答して、ネットワークインタフェースを介して制御コマンドをインホームデバイスに送信するように構成することができる。
【００１８】
[0018]  さらなる変形形態では、ネットワークインタフェースは、Wi-Fi（登録商標）インタフェース、セルラインタフェース、Bluetooth（登録商標）インタフェース、Z-Wave（登録商標）インタフェース、ZigBee（登録商標）インタフェース、及びイーサネットインタフェースのうちの１つを含み得る。
【００１９】
[0019]  この実施形態の変形形態では、機械的支持構造は、４ギャングボックスを含み得る。
【００２０】
[0020]  一実施形態は、ホームオートメーションシステムを提供することができる。ホームオートメーションシステムは、壁取り付けコントローラと、壁取り付けコントローラによって制御された１つ又は複数の家庭用器具とを含み得る。壁取り付けコントローラは、中央コントローラと、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）と、１つ又は複数のＰＣＢ上に取り付けられた多数のセンサとを含み得る。中央コントローラは、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出するように構成することができ、各センサは、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成される。
【００２１】
[0021]  一実施形態は、ホームオートメーションのためのコンピュータ実行方法を提供することができる。方法は、中央コントローラにおいて、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた複数のセンサからセンサデータを受信することを含み得る。中央コントローラとＰＣＢは、機械的支持構造に機械的に結合され、各センサは、異なる物理領域におけるパラメータを検知するように構成することができる。方法は、複数のセンサから受信されたセンサデータに基づいてユーザイベントを検出することをさらに含み得る。
【００２２】
[0022]  特許又は出願ファイルは、着色された少なくとも１つの図面を含む。着色図面を伴うこの特許又は特許出願公表のコピーは、要請及び必要な料金の支払いに応じて、特許庁によって提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】[0023]一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスの例示的なアーキテクチャを示すブロック図を提示する。
【図２】[0024]一実施形態による、パッケージ化された壁取り付けホームオートメーションデバイスの例示的な図を示す図を提示する。
【図３Ａ】[0025]一実施形態による、例示的なウォールボックスの等角図を示す。
【図３Ｂ】[0026]一実施形態による、例示的なウォールボックスの上面図を示す。
【図３Ｃ】[0027]一実施形態による、例示的なウォールボックスの断面図を示す。
【図４Ａ】[0028]一実施形態による、例示的なカバーの等角図を示す。
【図４Ｂ】[0029]一実施形態による、例示的なカバーの底面図を示す。
【図５】[0030]一実施形態による、例示的なドータープリント基板（ＰＣＢ）を示す。
【図６Ａ】[0031]一実施形態による、例示的なメインＰＣＢの分解図を示す。
【図６Ｂ】[0032]一実施形態による、例示的なメインＰＣＢの背面を示す。
【図７Ａ】[0033]一実施形態による、スピーカパネルを組み立てるためのプロセスを示す。
【図７Ｂ】[0033]一実施形態による、スピーカパネルを組み立てるためのプロセスを示す。
【図７Ｃ】[0033]一実施形態による、スピーカパネルを組み立てるためのプロセスを示す。
【図８】[0034]一実施形態による、ウォールボックス内への中央コントローラの取り付けを示す。
【図９Ａ】[0035]一実施形態による、スピーカパネルアセンブリとウォールボックスの組み立てを示す。
【図９Ｂ】[0036]一実施形態による、リボンケーブルを折り畳む方法を示す。
【図１０Ａ】[0037]一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイス用の装飾フロントパネルを示す。
【図１０Ｂ】[0038]一実施形態による、装飾フロントパネルの斜視図を示す。
【図１０Ｃ】[0039]一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスの略示断面図を示す。
【図１１】[0040]一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスを装備した例示的なスマートホームを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0041]  図では、同様の参照番号は、同じ図要素を指す。
【００２５】
[0042]  以下の説明は、いかなる当業者も実施形態の作成及び使用が行えるようにするために提示され、特定の用途及びその要件の文脈において提供される。開示される実施形態の様々な変更形態は、当業者にとって容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態及び用途に適用することができる。従って、開示されるシステムは、示される実施形態に限定されず、本明細書で開示される原理及び特徴と一致する最も広い範囲が与えられる。
【００２６】
概観
[0043]  本発明の実施形態は、ホームオートメーションの技術的問題を少なくとも解決する。より具体的には、小型で集中型のホームオートメーションデバイス又はシステム（スーパーセンサとも呼ばれる）が提供される。ホームオートメーションシステムは、光強度センサ、温湿度センサ、受動型赤外線（ＰＩＲ）センサ、１つ又は複数のマイクロフォン、カメラなど、様々なセンサデバイスを含み得る。これらのセンサは、物理的エンクロージャの中に組み込まれる際は、複数の物理領域における同時検知を可能にし、より正確なモデル再構築を可能にすることができる。また、システムは、オーディオ出力を提供するための１つ又は複数のスピーカや、他のインホームデバイス又は器具に制御信号を送信するための１つ又は複数のＩＲ又はＲＦ信号エミッタも含み得る。他のインホームデバイス又はインターネットと通信するため、システムは、イーサネットインタフェース、Wi-Fi（登録商標）インタフェース、Bluetooth（登録商標）インタフェース、セルラインタフェースなど、１つ又は複数のネットワークインタフェースも含み得る。この小型システムは、標準フォームファクタに準拠するものであり、壁に埋め込むことができ、従って、容易な設置を可能にする。
【００２７】
システム概観
[0044]  図１は、一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスの例示的なアーキテクチャを示すブロック図を提示する。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、ＰＩＲセンサ１０４、リモート温度センサ１０６、光強度センサ１０８及び温湿度センサ１１０など、多くのセンサを含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、１つ又は複数のＩＲエミッタ（例えば、ＩＲエミッタ１０２）を含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、左スピーカモジュール１１２、右スピーカモジュール１１４、ステレオアンプモジュール１１６、アナログマイクロフォン１１８、１２０、マイクロフォンプリアンプ１２２、１２４及びオーディオコーデックモジュール１２６を含むオーディオシステムを含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、ＬＥＤ（発光ダイオード）モジュール１２８及びＬＥＤコントローラ１３０を含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、ネットワークコネクタ１３２、１３４及びZ-Wave（登録商標）モジュール１３６など、多くのネットワークインタフェースを含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、カメラモジュール１３８を含み得る。また、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、中央コントローラ１４０、ウォッチドックタイマ１４２及びデジタルポテンショメータ１４４も含み得る。壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、触覚ボタン１４６をさらに含み得る。
【００２８】
[0045]  中央コントローラ１４０は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００の「脳」であり得る。より具体的には、中央コントローラ１４０は、様々な検知デバイス（例えば、センサ、カメラ、マイクロフォンなど）から入力を受信し、様々なユーザインタフェース（例えば、スピーカ、ＬＥＤなど）にコマンドを出力することができる。また、中央コントローラ１４０は、様々なネットワークインタフェースを介して、他のリモートホームデバイス又は器具から入力を受信したり、他のリモートホームデバイス又は器具にコマンドを出力したりすることができる。いくつかの実施形態では、中央コントローラ１４０は、マイクロコントローラ又はシングルボードコンピュータを含み得る。例えば、中央コントローラ１４０は、Raspberry Pi（登録商標）（例えば、Raspberry Pi Zero又はRaspberry Pi 3 Model B）コンピュータを使用して実装することができる。
【００２９】
[0046]  様々なセンサは、様々なデジタルインタフェースを使用して中央コントローラ１４０とインタフェースを取ることができる様々な集積回路（ＩＣ）チップを使用して実装することができる。デジタルインタフェースの例は、集積回路間（Ｉ２Ｃ）、ＩＣ間サウンド（Ｉ２Ｓ）及び汎用入出力（ＧＰＩＯ）を含み得る。例えば、デジタルポテンショメータ１４４、リモート温度センサ１０６、光強度センサ１０８及び温湿度センサ１１０は、Ｉ２Ｃバスを使用して中央コントローラ１４０に結合された異なるタイプのＩＣチップを含み得る。他方では、ＰＩＲセンサ１０４及び触覚ボタン１４６は、ＧＰＩＯインタフェースを介して中央コントローラ１４０とインタフェースを取ることができる。
【００３０】
[0047]  デジタルポテンショメータ１４４は、調節可能な（又はプログラム可能な）感度での動き検出を提供するために、ＰＩＲセンサ１０４と対にすることができることに留意されたい。いくつかの実施形態では、既製ＰＩＲセンサは、その手動感度調整モジュール（典型的には、ポテンショメータ）を中央コントローラ１４０に結合されたＧＰＩＯピンと置き換えることによって修正することができ、従って、感度調整の自動化を提供する。
【００３１】
[0048]  触覚ボタン１４６は、ユーザが壁取り付けホームオートメーションデバイス１００の起動及び停止を行えるようにする触覚スイッチを含み得る。いくつかの実施形態では、触覚ボタン１４６は、照明のための埋め込みＬＥＤも含み得る。
【００３２】
[0049]  ＩＲエミッタ１０２は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００がＩＲ信号を介して他のインホームデバイスを制御できるようにする。例えば、ＩＲパルスは、ＩＲエミッタ１０２によって放出し、インホームデバイス（例えば、テレビ）上のＩＲ信号受信機によって受信することができる。ＩＲパルスの放出を制御することにより、中央コントローラ１４０は、そのようなインホームデバイスの制御（例えば、テレビをつけるか若しくは消す又はチャネルを変更する）を行うことができる。より具体的には、ＩＲエミッタ１０２は、ＩＲ光を広角度で放出することができ、従って、広範囲にわたってインホームデバイスに到達させることができる。いくつかの実施形態では、中央コントローラ１４０は、ＩＲパルスの明度を調整するために、ＩＲパルスのパルス幅を制御することができる。そのような制御は、低周波数でＧＰＩＯインタフェース上において直接行うことができる。例えば、変調電流又は電圧は、ＩＲエミッタ１０２と中央コントローラ１４０とを結合するＧＰＩＯピンを介してＩＲエミッタ１０２に送信することができる。いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、同じ又は異なる波長のＩＲ光を放出する複数の（例えば、２つ又は３つの）ＩＲエミッタを含み得る。ＩＲ信号を使用してインホームデバイスを制御することにより、特定のインホームデバイスの事前配線の必要性を排除することができる。いくつかの実施形態では、ＩＲエミッタに加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、ＲＦ信号を使用してインホームデバイスを制御するための１つ又は複数のＲＦ送信機（図１には図示せず）も含み得る。
【００３３】
[0050]  また、オーディオシステムは、小型スピーカ及びマイクロフォンも含み得る。いくつかの実施形態では、左スピーカモジュール１１２及び右スピーカモジュール１１４は、２．５インチ、４オームのフルレンジスピーカを含み得る。言い換えれば、スピーカのコーンの直径は、約２．５インチ又は６．３５センチメートルであり得る。マイクロフォンは、それよりはるかに小さいものであり得る。いくつかの実施形態では、マイクロフォン１１８、１２０の直径は、約１センチメートルであり得、マイクロフォン１１８、１２０は、約１．２インチ隔てて配置することができる。ステレオアンプモジュール１１６は、デュアルチャネルクラスＤパワーアンプであり得る。いくつかの実施形態では、ステレオアンプモジュール１１６は、各チャネルに対して少なくとも１５Ｗ提供することができる。オーディオコーデックモジュール１２６は、ポータブルオーディオ製品用に設計された低電力オーディオコーデックモジュールであり得る。オーディオコーデックモジュール１２６は、マイクロフォン１１８、１２０から入力信号を受信するための左右チャネルライン入力を提供することができる。オーディオコーデックモジュール１２６内に含まれるアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）モジュールは、アナログオーディオ信号をデジタル信号に変換することができる。また、オーディオコーデックモジュール１２６は、それらの信号をステレオアンプモジュール１１６に送信する前に、中央コントローラ１４０から受信されたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換することができるデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）モジュールも含み得る。オーディオコーデックモジュール１２６は、Ｉ２Ｓインタフェースを介して中央コントローラ１４０に結合することができる。
【００３４】
[0051]  ＬＥＤモジュール１２８は、様々なセンサのステータスを示すために使用することができる複数の赤色・緑色・青色（ＲＧＢ）ＬＥＤを含み得る。いくつかの実施形態では、ＬＥＤモジュール１２８は、少なくとも５つのＲＧＢ  ＬＥＤを含み得、それらはすべて、ＬＥＤコントローラ１３０によって制御することができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤコントローラ１３０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して、ＬＥＤの明度及び／又は色を制御することができる。より具体的には、ＬＥＤコントローラ１３０は、ＬＥＤモジュール１２８内のＬＥＤに送信される電流を制御することができる。いくつかの実施形態では、ライトパイプ（剛性又は可撓性）を使用して、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００の表面プレートに光を誘導することができる。ＬＥＤコントローラ１３０は、Ｉ２Ｃバスを介して中央コントローラ１４０とインタフェースを取ることができる。
【００３５】
[0052]  カメラモジュール１３８は、静止ピクチャ及びビデオを撮ることができる小型デジタルカメラを含み得る。いくつかの実施形態では、カメラモジュール１３８は、低電圧高性能ＣＭＯＳ画像センサを含み得る。いくつかの実施形態では、カメラモジュール１３８は、中央コントローラ１４０と結合するためのＭＩＰＩインタフェースを含み得る。例えば、中央コントローラ１４０は、ＭＩＰＩポートを含み得、カメラモジュール１３８は、ＭＩＰＩポートに差し込むことができる。カメラモジュール１３８のソフトウェアドライバは、中央コントローラ１４０にプリインストールすることができる。
【００３６】
[0053]  ウォッチドックタイマ１４２は、ＧＰＩＯインタフェースを介して中央コントローラ１４０に結合することができる。より具体的には、中央コントローラ１４０は、ウォッチドックタイマ１４２をリセットするために、ＧＰＩＯインタフェースを介して単一のデジタルのパルスを送信することができる。いくつかの実施形態では、ウォッチドックタイマ１４２は、１００ｎＡ未満のＩｃｃの超低電力消費量を有し得る。いくつかの実施形態では、ウォッチドックタイマ１４２のタイムアウト時間は、２０秒〜１分であり得る。
【００３７】
[0054]  いくつかの実施形態では、ネットワークコネクタ１３２、１３４は、ＲＪ４５コネクタなどのイーサネットコネクタを含み得、従って、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、他のインホームデバイス又はリモートセンサと通信することができる。他方では、Z-Waveモジュール１３６は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００がZ-Waveを使用してある特定のインホームデバイスと通信できるようにすることができる。いくつかの実施形態では、Z-Waveモジュール１３６は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）インタフェースを介して中央コントローラ１４０に結合することができる。図１には示されていないが、壁取り付けホームオートメーションデバイス１００は、他のデバイスと通信し、他のタイプのネットワークインタフェース（これらに限定されないが、Wi-Fi、セルラ、Bluetooth、ZigBee（登録商標）、固定電話などを含む）を使用してインターネットにアクセスすることができる。
【００３８】
システムアセンブリ
[0055]  図２は、一実施形態による、パッケージ化された壁取り付けホームオートメーションデバイスの例示的な図を示す図を提示する。図２では、壁取り付けホームオートメーションデバイス２００は、機械的支持構造を含み得、機械的支持構造は、ウォールボックス２１０及びフロントカバー２２０を含む。組み立てると、ウォールボックス２１０及びフロントカバー２２０は、図１に示される様々なコンポーネント（例えば、中央コントローラ、オーディオシステム、センサなど）を収納する物理的エンクロージャを形成することができる。図解を簡単にするため、これらの様々なコンポーネントの詳細は、図２には示されていない。
【００３９】
[0056]  パッケージ化された壁取り付けホームオートメーションデバイスが小型であり、部屋（例えば、一戸建て住宅内の部屋又はアパートの一室内の部屋）の内壁に容易に設置できることを保証するため、いくつかの実施形態では、ウォールボックス２１０は、ある特定の標準フォームファクタに準拠する。一実施形態では、ウォールボックス２１０は、標準ギャングボックス（例えば、４ギャングボックス）を含み得、標準ギャングボックスは、プラスチック、鋼鉄又は他のタイプの適切な材料でできている。標準フォームファクタにより、既存の住宅への壁取り付けホームオートメーションデバイスの容易な設置が可能になり、将来において住宅建築業者が壁取り付けホームオートメーションデバイスを構築計画に組み込めるようになる。
【００４０】
[0057]  図３Ａは、一実施形態による、例示的なウォールボックスの等角図を示す。ウォールボックス３００は、ほぼ長方形プリズムのような形状のものであり得る。図３Ｂは、一実施形態による、例示的なウォールボックスの上面図を示す。図３Ｃは、一実施形態による、例示的なウォールボックスの断面図を示す。両方の図面では、寸法の単位はインチである。これらの寸法は、単なる例示を目的としたものであり、現在の発明の範囲を制限しないことに留意されたい。
【００４１】
[0058]  図３Ｂ及び３Ｃは、ウォールボックスがその底面に取り付け穴３０２、３０４などの多くの取り付け穴（ねじ穴であり得る）を含めることができることを示すことができる。これらの取り付け穴は、中央コントローラの設置を容易にすることができる。また、ウォールボックスは、その後壁に開口部３０６も含めることができる。そのような開口部により、電力及び／又はネットワークケーブル（例えば、パワーオーバイーサネットケーブル（イーサネットケーブルによる電力供給））は、ウォールボックスの内部へのアクセスを得ることができる。多くの取り付け穴（例えば、取り付け穴３０８、３１０）は、ウォールボックスの縁の所に位置し得、それにより、カバーの取り付け及び壁へのウォールボックスの設置が容易になる。埋込取り付け（ウォールボックスの外縁が壁面から埋め込まれる）、面一取り付け（ウォールボックスの外縁が壁面と一致する）及び押出取り付け（ウォールボックスの外縁が壁面から押し出される）など、様々な方法で壁にウォールボックスを設置できることに留意されたい。
【００４２】
[0059]  図４Ａは、一実施形態による、例示的なカバーの等角図を示す。図４Ｂは、一実施形態による、例示的なカバーの底面図を示す。図４Ｂでは、寸法の単位はインチであり、それは単なる例示である。図４Ａ及び４Ｂに示されるように、カバー４００は、様々なコンポーネントの露出のための多くの開口部を含み得る。例えば、円形開口部４０２、４０４は、スピーカのために使用することができ、中央開口部４０６は、カメラ、ＰＩＲセンサ、ＬＥＤなどの他のコンポーネントのために使用することができる。様々なサイズの取り付け穴（例えば、取り付け穴４０８、４１０、４１２）は、カバー４００及び取り付けカバー４００上の様々なコンポーネントをウォールボックスに取り付けるために使用することができる。
【００４３】
[0060]  いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスの多くのコンポーネントは、１つ又は複数のプリント基板（ＰＣＢ）上に設置することができる。さらなる実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、より大きなメインＰＣＢ及びより小さなドーター（又はメザニン）ＰＣＢを含み得る。メインＰＣＢは、ウォールボックスの背面の方に近くなるように配置することができ、ドーターＰＣＢは、メインＰＣＢ上に取り付けることができ、従って、ドーターＰＣＢ上に取り付けられた様々なセンサコンポーネントがウォールボックスの前面の方に近くなるようにすることができる。
【００４４】
[0061]  図５は、一実施形態による、例示的なドータープリント基板（ＰＣＢ）を示す。ドーターボード５００は、その前面に取り付けられた多くのデバイス（周囲光センサ５０２、温湿度センサ５０４、マイクロフォン５０６、５０８、ＩＲエミッタ５１０、５１２及び多くのＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ  ５１４）を含む）を含み得る。また、ドーターボード５００は、その背面に、メインＰＣＢに結合するためのコネクタ５１６も含み得る。
【００４５】
[0062]  図６Ａは、一実施形態による、例示的なメインＰＣＢの分解図を示す。メインＰＣＢ  ６００は、基板６０２と、基板６０２上に取り付けられた多くのコネクタ（ＧＰＩＯヘッダ６０４及びメザニンＰＣＢコネクタ６０６を含む）とを含み得る。ＧＰＩＯヘッダ６０４は、多数のＧＰＩＯピンを含み得、メザニンＰＣＢコネクタ６０６は、メインＰＣＢ  ６００とメインＰＣＢ  ６００の上方に位置付けられるドーターＰＣＢ（図６Ａには図示せず）とを結合することができる。多くの検知デバイスは、メインＰＣＢ  ６００上に取り付けることができ、ＰＩＲセンサ６０８、触覚ボタン６１０及びカメラ６１２を含む。メインＰＣＢ  ６００上に取り付けられる検知デバイスは、ドーターＰＣＢ上に取り付けられる検知デバイスより大きい場合が多い。検知デバイスの取り付けを容易にするため、様々なねじ及びスタンドオフを使用することができる。
【００４６】
[0063]  図６Ｂは、一実施形態による、例示的なメインＰＣＢの背面を示す。多くのコネクタは、メインＰＣＢの背面６２０に取り付けることができ、ＰＯＥ入力を受信するためのＰＯＥコネクタ６２２、Ｉ２Ｃブレークアウト６２４及びイーサネット出力コネクタ６２６を含む。また、メインＰＣＢの背面６２０からは、ＧＰＩＯヘッダ６０４及びメザニンＰＣＢコネクタ６０６も見ることができる。また、長方形６２８、６３０によってマーク付けされた空きスペースには、追加のコネクタを配置することもできる。
【００４７】
[0064]  図７Ａ〜７Ｃは、一実施形態による、スピーカパネルを組み立てるためのプロセスを示す。より具体的には、図７Ａは、カバー７００の背面へのドーターＰＣＢ  ７０２の取り付けを示す。ドーターＰＣＢ  ７０２の取り付けを容易にするため、多くのスタンドオフ及びねじを使用することができる。より具体的には、ドーターＰＣＢ  ７０２は、カバー７００の中央開口部７０４を介してドーターＰＣＢ  ７０２上の様々なセンサを露出できるように取り付けることができる。
【００４８】
[0065]  図７Ｂは、カバー７００の背面へのスピーカ７０６、７０８の取り付けを示す。図７Ｃは、ドーターＰＣＢ及びスピーカの取り付けに続いて、カバー７００上に（ドーターＰＣＢ  ７０２の上に）メインＰＣＢ  ７１０を取り付けて、スピーカパネルアセンブリを完了できることを示す。ドーターＰＣＢ  ７０２上とメインＰＣＢ  ７１０上のメザニンＰＣＢコネクタを嵌合することができる。
【００４９】
[0066]  図８は、一実施形態による、ウォールボックス内への中央コントローラの取り付けを示す。より具体的には、中央コントローラ８０２は、多くの取り付け穴を介して、ウォールボックス８００の背面に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、中央コントローラ８０２は、Raspberry Piコンピュータであり得、ＵＳＢ、ＧＰＩＯ、ＭＩＰＩ、Ｉ２Ｓ、Ｉ２Ｃなどの多くのインタフェースを含み得る。取り付ける前には、ネットワークアダプタ（例えば、Z-Waveアダプタ）８０４を中央コントローラ８０２のＵＳＢポートに挿入することができる。
【００５０】
[0067]  図９Ａは、一実施形態による、スピーカパネルアセンブリとウォールボックスの組み立てを示す。以前に論じたように、スピーカパネルアセンブリ９０２は、メインＰＣＢ、ドーターＰＣＢ及びスピーカを含み得（すべてフロントカバー上に取り付けられている）、ウォールボックス９０４は、取り付けられた中央コントローラモジュール及びネットワークアダプタを含み得る。小型パッケージを可能にするため、メインＰＣＢ上のＧＰＩＯヘッダと中央コントローラ上のＧＰＩＯヘッダは、互いに垂直になるように方向付けられ、事前に折り畳まれたリボンケーブル９０６は、これらの２つのＧＰＩＯヘッダを結合することができる。この小型パッケージは、容易な設置を可能にする。図９Ｂは、一実施形態による、リボンケーブルを折り畳む方法を示す。図９Ｂで実演されるように、折り畳んだ後、リボンケーブルの２つのコネクタは、互いに垂直になるように方向付けられる。事前に折り畳まれたリボンケーブル９０６に加えて、メインＰＣＢ上のネットワークポートを中央コントローラ上のネットワークポートと結合するため、ネットワークケーブル（例えば、イーサネットケーブル）を使用することもできる。
【００５１】
[0068]  図１０Ａは、一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイス用の装飾フロントパネルを示す。フロントパネル１０００は、スピーカのためのグリル１００２、１００４と、カメラ及びＰＩＲセンサのためのそれぞれの開口部１００６及び１００８とを含み得る。また、フロントパネル１０００は、ＲＧＢ  ＬＥＤのための多くのＬＥＤ開口部（例えば、開口部１０１２）と共に、マイクロフォン、温湿度センサ及び光センサに対応するための多くのより小さな開口部（例えば、開口部１０１０）も含み得る。ＲＧＢ  ＬＥＤは、壁取り付けホームオートメーションデバイスの動作ステータスを示すために使用できることに留意されたい。また、フロントパネル１０００は、ＩＲエミッタのための開口部（例えば、開口部１０１４）や、触覚ボタンのための開口部１０１６も含み得る。図１０Ｂは、一実施形態による、装飾フロントパネルの斜視図を示す。図１０Ａ〜１０Ｂに示される装飾パネルは、単なる例示を目的としたものであり、様々な開口部の形状、サイズ及び場所は、様々なセンサの形状、サイズ及び場所に応じて変化し得ることに留意されたい。
【００５２】
[0069]  図１０Ｃは、一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスの略示断面図を示す。図１０Ｃでは、壁取り付けホームオートメーションデバイス１０２０は、壁１０２２に取り付けることができる。この例では、壁取り付けホームオートメーションデバイス１０２０は、ウォールボックス１０２４が壁１０２２に面一取り付けされる（ウォールボックス１０２４の前面が壁１０２２の前面と完全に位置合わせされることを意味する）ように壁１０２２に取り付けられている。他のタイプの取り付け（埋込又は押出取り付けなど）も可能であることに留意されたい。
【００５３】
[0070]  中央コントローラ１０２６（例えば、Raspberry Piコンピュータ）は、ウォールボックス１０２４の背面に取り付けることができ、ネットワークモジュール１０２８（例えば、Z-WaveのＵＳＢアダプタ）は、中央コントローラ１０２６の対応するポート（例えば、ＵＳＢポート）に挿入することができる。
【００５４】
[0071]  カバー１０３０は、ウォールボックス１０２４の前面に配置することができ、装飾フロントパネル１０３２は、カバー１０３０の上部に配置することができる。図１０Ｃに示される例では、カバー１０３０は、壁１０２２に取り付けることができる。ウォールボックス１０２４が押し出し式で取り付けられる場合は、カバー１０３０は、ウォールボックス１０２４の前面に直接取り付けることができる。スピーカ１０３４、１０３６、メインＰＣＢ  １０３８及びドーターＰＣＢ  １０４０などの様々なコンポーネントは、カバー１０３０の背面に取り付けることができる。その上、カメラ１０４２及びＰＩＲセンサ１０４４は、メインＰＣＢ  １０３８上に取り付けることができ、カメラ１０４２及びＰＩＲセンサ１０４４の前面は、カバー１０３０及び装飾フロントパネル１０３２の開口部を介して外部環境にさらされる。図解を簡単にするため、センサ又はコネクタなどの多くのコンポーネントは図１０Ｃには図示されていないことに留意されたい。
【００５５】
[0072]  また、図１０Ｃは、ウォールボックス１０２４の背面の開口部を介してウォールボックス１０２４にアクセスすることができる電力及び／又はネットワークケーブル１０４６も示す。いくつかの実施形態では、ケーブル１０４６は、メインＰＣＢ  １０３８に結合することができ、従って、メインＰＣＢ  １０３８上のコンポーネントへの電力及び／又はネットワーク接続を提供する。その上、メインＰＣＢ  １０３８は、受信したＰＯＥ  ＤＣ入力（例えば、４８Ｖ）をより低い電圧（１２Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖなど）に変換することができる多くのステップダウン電力変換器を含み得、従って、多様なコンポーネントに電力を提供することができる。壁取り付けホームオートメーションデバイスに電力を供給するため、いくつかの実施形態では、ＰＯＥ以外にも、従来の交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）電源を使用することもできる。
【００５６】
ホームオートメーションアプリケーション
[0073]  以前に論じたように、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、多数のセンサを含み得、それにより、複数の物理領域における住宅環境（これらに限定されないが、可視スペクトル、赤外線スペクトル、音響、光、温度、湿度などを含む）の同時検知が可能になる。複数領域の同時検知は、より正確なモデル再構築をもたらし得る。
【００５７】
[0074]  より具体的には、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、既定の場所における部屋の内壁に設置することができ、従って、ある程度の空間精度での様々な環境要因の検知が可能である。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイスの高さは分かっているため、ＰＩＲセンサが動きを検出すると、壁取り付けホームオートメーションデバイスの中央コントローラは、ＰＩＲセンサの検出結果及び高さに基づいて、動いている人物の身長を計算することができる。この情報により、システムが住宅の居住者の身長に関する予備知識を有すると仮定して、システムは、人物のアイデンティティを推論することができるようになる。或いは、システムは、その動きが家庭のペットによるものであると決定することができる。同様に、壁取り付けホームオートメーションデバイスは既知の較正場所に位置するため、ＰＩＲセンサが動きを検出すると、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、システムが建物のレイアウトに関する予備知識を有すると仮定して、検出された距離及び方向を使用して、人物の居場所（例えば、台所又はベッド）を推論することができる。
【００５８】
[0075]  第２に、様々なセンサは同じ物理的エンクロージャに互いに近接して配置されるため、より正確なタイムスタンピングを提供することができる。これにより、より正確なモデル再構築が可能になる。いくつかの実施形態では、システムは、ユーザからの音声及びジェスチャを認識するように訓練することができる機械学習モデルを実装することができ、従って、個別のユーザインタラクションが可能になる。例えば、中央コントローラは、ユーザの音声コマンドを認識するように訓練することができる音声認識モジュールを含み得る。ユーザは、様々なインホームデバイスの制御（テレビ又はエアコン（ＡＣ）をつけるか若しくは消す、テレビのチャネルを変更する、ＡＣサーモスタットの温度設定を調整する、ブラインド／カーテンを開閉するなど）を行うように壁取り付けホームオートメーションデバイスに言葉で指示することができる。その上、中央コントローラは、ＰＩＲセンサから動き検出結果を入力として取り入れることができるジェスチャ認識モジュールも含み得る。訓練後、ジェスチャ認識モジュールは、ユーザの手が特定の器具を指し示しているなどのユーザのジェスチャの検出及び認識を行うことができる。
【００５９】
[0076]  複数の検知デバイス（周囲光センサ、マイクロフォン、ＰＩＲセンサ、温湿度センサ、カメラなどを含む）により、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、その周辺の住宅環境を検知するという強化能力を有することができる。いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、複数のセンサからの出力に基づいて、コンテキスト（環境要因及びユーザ活動を含む）分析を実行することができる。例えば、周囲光センサは、部屋内の照明の強度及びスペクトルを示す出力を提供することができ、マイクロフォンは、周囲異音レベル及びスペクトルを検出することができる。機械学習技法を実装することにより、光音響分析モジュールは、多くの環境要因及びユーザ活動（テレビを観る、パーティーを主催する、シャワーを浴びるなど）を検出するように訓練することができる。いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、検出された環境要因及びユーザ活動に基づいて、他のインホームデバイスを制御することができる。例えば、ユーザがテレビを観ていることを壁取り付けホームオートメーションデバイスが検出した場合は、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、音量を低減するか又はそれ自体のスピーカをオフにすることができる。ユーザがシャワーを浴びていることを壁取り付けホームオートメーションデバイスが検出した場合は、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、１度又は２度だけ温度設定を上げるという制御信号をＡＣサーモスタットに送信することができる（例えば、そのＩＲエミッタを介して）。その上、ユーザがパーティーを主催していることを壁取り付けホームオートメーションデバイスが検出した場合は、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、バックグラウンドミュージックに基づいて部屋の照明を制御することができる。
【００６０】
[0077]  光と音響に加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、他のセンサからの出力に基づいて多くのユーザイベントを検出することができる。例えば、カメラは、静止ピクチャ又はライブビデオを撮るために使用することができ、顔検出及び認識モジュールは、ピクチャ又はビデオフレームに含まれる人間の顔の検出及び認識を行うことができる。システムは、ユーザの表情に基づいてユーザの感情状態（例えば、うれしい、悲しい、イライラしているなど）を検出することができる感情検出モジュールをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、感情検出モジュールは、ユーザの感情状態を検出するために、ユーザの音声を入力として取り入れることもできる。顔認識及び感情検出オペレーションは両方とも、機械学習プロセスを伴い得る。より具体的には、顔認識及び感情検出オペレーションは、壁取り付けホームオートメーションデバイスが家に設置される前に、オフラインで訓練することができる。或いは、顔認識及び感情検出モジュールは、壁取り付けホームオートメーションデバイスの設置の後に、オンラインで訓練することができる。顔認識モジュールは、壁取り付けホームオートメーションデバイスがユーザの顔に基づいてユーザのアイデンティティを検出できるようにする。ユーザ識別のため、ユーザの顔に加えて、ユーザの音声も使用することができる。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、ユーザの音声サンプルを収集し（例えば、マイクロフォンを介して）、ユーザの声紋を抽出し、その後、声紋に基づいて特定のユーザの存在を検出する。カメラとマイクロフォンの出力を組み合わせることにより、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、部屋レベルで又は家レベルでユーザの存在を検出できることに留意されたい。また、ＰＩＲセンサの出力も含まれる場合は、ユーザの存在のより細かいスケールでの検出も可能である。同様に、カメラ、音響センサ及びＰＩＲセンサからの出力に基づいて、家庭のペット（例えば、猫又は犬）の存在及び活動も検出することができる。
【００６１】
[0078]  壁取り付けホームオートメーションデバイスによって検出することができる他のユーザ活動又はイベントは、これらに限定されないが、シャワーを浴びる、浴槽を使用する、トイレを使用する、ベッドから起き上がる、寝る、飲食する、食卓に座る、部屋を出てドアを閉める、ドアを開けて部屋に入る、キャビネットを使用する、冷蔵庫を使用する、電子レンジを使用する、オーブンを使用する、流し台を使用する、コーヒーを入れる、薬を飲む、洗濯物を入れる／取り出す、照明を調整する、ソファに座る、机に座る、植物に水をやる、床を掃除するなどを含み得る。これらのユーザイベントの多くは、単一のセンサ又はセンサの組合せによって検出することができる。以前に論じたように、ユーザ活動を検出するために、機械学習技法を使用することができる。例えば、部屋のドアの開閉は異音を発生させる場合が多く、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、ドアの開閉活動を検出するために、そのような音を検出するように訓練することができる。訓練期間の間、ドアの開閉音を記録した後で、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、音の原因に関するユーザ入力を得ることができる。
【００６２】
[0079]  センサ出力に基づいてユーザイベントを検出することに加えて、いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、他の「スマート」家庭用器具と通信することによってユーザイベントの検出／検知を行うこともできる。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、電気湯沸かし及びコンロのステータスを得るために、電気湯沸かし及びコンロと「話す」ことができる。その上、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、電気湯沸かし及びコンロの設定を調整するというコマンドを電気湯沸かし及びコンロに送信することができる。別の例では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、「スマート」ドアベルと「話す」ことができ、従って、パッケージがドアの所まで配達されたことを検知することができる。次いで、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、そのネットワークインタフェースを介して、テキストメッセージ又はＥメールをユーザに送信することができる。
【００６３】
[0080]  以前に論じたように、ユーザイベントを検出することに加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、検出されたユーザイベントに基づいて、様々なインホームデバイスの動作又はステータスを制御することができる。より具体的には、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、他のインホームデバイスを制御するために使用することができる様々なタイプの出力を生成することができる。壁取り付けホームオートメーションデバイスによって生成される出力は、これらに限定されないが、様々なネットワークインタフェースを介して送信される音響、ＩＲ信号、ＲＦ信号及び制御コマンドを含み得る。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、Z-Waveインタフェースを介して、Z-Wave対応インホームデバイス（例えば、ドアベル、調光器、天井ファンなど）と通信することができる。また、対応するインホームデバイスに制御コマンドを送信するため、代替のネットワークインタフェース（イーサネット／ＩＰ、WiFi、セルラ、Bluetooth、ZigBeeなど）も使用することができる。或いは、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、インホームデバイスの動作を制御するために、音響、ＩＲ又はＲＦ信号をインホームデバイスに直接出力することができる。
【００６４】
[0081]  図１１は、一実施形態による、壁取り付けホームオートメーションデバイスを装備した例示的なスマートホームを示す。図１１では、スマートホーム１１００は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２及び多くのZ-Wave対応インホーム器具（エアコン１１０４、ドア１１０６に設置された「スマート」ドアベル、冷蔵庫１１０８など）をその壁に設置している。また、スマートホーム１１００は、テレビ１１１０及び照明１１１２などの他のインホーム器具も含み得る。
【００６５】
[0082]  ネットワーク１１２０を通じて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、ネットワーク対応器具及びセンサと通信することができる。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２に含まれる温度センサの出力に基づいて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、エアコン１１０４をつけるか若しくは消す又はその設定を調整するなどの制御コマンドをエアコン１１０４に送信することができる。同様に、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、ドア１１０６に設置された「スマート」ドアベルから入力（例えば、ビデオフレーム又は静止ピクチャ）を受信することができる。受信した入力に基づいて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、ドアベルを鳴らす人物のアイデンティティを決定するために顔認識を実行するか、又は、玄関ドアの近くにパッケージが置かれていると決定することができる。ネットワーク１１２０は、Wi-Fiネットワーク、Bluetoothネットワーク、セルラネットワーク、Z-Waveネットワーク、ZigBeeネットワークなど、異なるタイプのネットワークを含み得る。
【００６６】
[0083]  それに加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、ＩＲ又はＲＦ信号の直接送信を使用して、その付近の多くのインホームデバイスを制御することができる。そのようなインホームデバイスは、ネットワーク対応のものではなくともよい。例えば、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、テレビ１１１０をつけたり消したりするか又はチャネルを変更するために、典型的にはＩＲ受信機を含むテレビ１１１０にＩＲ信号を送信することができる。同様に、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、照明１１１２をつけたり消したりするか又は調光するために、ＩＲ又はＲＦ信号を照明１１１２に送信することができる。ＩＦ及びＲＦ信号に加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、オーディオ信号を使用してインホームデバイスを制御することもできる。
【００６７】
[0084]  ユーザ１１１４は、様々な通信手段（音声、ジェスチャ、表情、触れるなど）を使用して、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２と対話することができる。例えば、ユーザ１１１４は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２に音声コマンドを送信することができる。壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、最初に、コマンドが認定ユーザからのものかどうかを判断するために、受信した音声コマンドから声紋を抽出することができる。コマンドが認定ユーザからのものである場合は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、音声コマンドに基づいて動作を実行することができる。一例では、ユーザ１１１４は、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２に向かって「天井ファンをつける」と言うことができ、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、それを受けて、天井ファンをつけるというＩＲ信号を天井ファン（図１１には図示せず）に送信する。同様に、ユーザ１１１４は、テレビ１１１０を指し示すことによって、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２にジェスチャコマンドを送信することができる。ジェスチャコマンドを認識することに応答して、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２は、テレビ１１１０をつけるというＩＲ信号を送信する。
【００６８】
[0085]  いくつかの実施形態では、リモートユーザ１１１６もまた、ネットワーク１１２０を介して、コンピューティングデバイス１１１８（スマートフォン、タブレットコンピュータ又は任意のネットワーク対応コンピューティングデバイスであり得る）を使用して、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２と対話することができる。より具体的には、リモートユーザ１１１６は、センサ状態を得るため又は他のインホームデバイスを制御するために、壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２と通信することができる。例えば、リモートユーザ１１１６は、家の中に想定外の人間がいることを報告する警告を壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２から受信することができる。或いは、リモートユーザ１１１６は、エアコン１１０４又は照明１１１２の設定を調整するように壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２に指示するコマンドを壁取り付けホームオートメーションデバイス１１０２に送信することができる。
【００６９】
[0086]  壁取り付けホームオートメーションデバイスは検知デバイスと制御信号の出力のためのデバイスの両方を組み込んでいるため、入力信号と出力信号との間の干渉を低減することができる。例えば、スピーカが音楽を演奏している間に、ユーザが壁取り付けホームオートメーションデバイスに向かって音声コマンドを話す場合がある。壁取り付けホームオートメーションデバイスから独立してスピーカが動作する場合は、音楽はユーザの音声コマンドを妨げ、壁取り付けホームオートメーションデバイスが音声コマンドを理解することは難しくなる。しかし、本発明の実施形態では、スピーカは壁取り付けホームオートメーションデバイスの一部であるため、ユーザによる音声コマンドの入力が検出され次第、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、スピーカが音楽を演奏するのを止めさせるか又は音量を下げることができ、従って、干渉量を低減することができる。
【００７０】
[0087]  壁取り付けホームオートメーションデバイスは広範な環境要因及びユーザイベントを検知することができるため、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、複数の環境要因及び／又はユーザイベントを入力として取り入れる規則などの複合語規則に基づいて、１つの動作又は一連の動作を実行することができる。例えば、温湿度センサの出力に加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、人間の居住者及び／又はペットの存在に基づいて、ＡＣの設定を調整することができる。さらに、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、パーティーの主催、調理又は睡眠など、検出されたユーザ活動に基づいて、ＡＣの設定を調整することができる。或いは、異なる居住者が異なる温度設定を好む場合があり、従って、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、声紋又は顔認識に基づいて、そこに存在する居住者を識別し、次いで、ＡＣ設定を相応に調整することができる。複数の居住者が存在する場合は、いくつかの実施形態では、ＡＣ設定は、居住者の居場所に基づいて、その家の異なる部分が異なる温度を有するように調整することができる。複数の居住者の存在を検出することは、ＰＩＲセンサからの出力を分析し、顔及び／又は音声認識を実行することを伴い得ることに留意されたい。
【００７１】
[0088]  同様に、ユーザ存在を決定するためにＰＩＲセンサ出力を使用することに加えて、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、他のセンサ出力を考慮することもできる。例えば、従来のホームオートメーションシステムは、部屋に誰もいないことをＰＩＲセンサが検出した際は、システムが照明を消すように構成することができる。しかし、本発明の実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、音響センサ（すなわち、マイクロフォン）の出力に基づいて、部屋には誰もいないがシャワーが出ていると決定する場合がある。従って、ユーザはシャワーを浴びている可能性が最も高い。その結果、照明を消す代わりに、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、照明をつけたままにする。複数のセンサからの出力を処理し、複数のセンサからの出力に基づいて動作を実行する能力は、壁取り付けホームオートメーションデバイスの性能を強化する。それに加えて、複数のセンサから出力を同時に受信するという中央コントローラの能力は、システムの柔軟性も増大させる。壁取り付けホームオートメーションデバイスは、様々な目的に合わせて容易に適応させることができる。例えば、追加のセンサを壁取り付けホームオートメーションデバイスに追加することができ、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、様々な有線及び無線インタフェースを介して、追加のインホームデバイスを制御することができる。
【００７２】
[0089]  一般に、本発明の実施形態は、低価格、小型、設置しやすいホームオートメーションコントローラを提供することができる。より具体的には、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、壁に埋め込むことができる１つの物理的エンクロージャに広範なセンサを組み込むことによって達成することができる。壁取り付けホームオートメーションデバイスは、複数の物理領域の同時検知を提供することができ、それにより、その中央コントローラは、多種多様な環境要因及びユーザイベントを検出することができる。いくつかの実施形態では、中央コントローラは、複数のセンサからの出力に基づいてユーザイベントを検出することができる。ユーザは、音声又はジェスチャコマンドの使用を含む様々な方法で、壁取り付けホームオートメーションデバイスと対話することができる。いくつかの実施形態では、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、ユーザの顔、表情、音声又はジェスチャを認識するために、機械学習技法を実装することができる。ユーザイベントの正確な検出もまた、機械学習技法の実装を必要とし得る。壁取り付けホームオートメーションデバイスは、音響信号、ＩＲ信号及びＲＦ信号を含む、インホームデバイスを制御するために使用することができる多くの信号出力メカニズムを含み得る。その上、壁取り付けホームオートメーションデバイスには多くのネットワークインタフェースが装備され、従って、壁取り付けホームオートメーションデバイスは、センサ又は家庭用器具などのリモートデバイスと通信することができる。また、ネットワーク接続能力は、リモートユーザが壁取り付けホームオートメーションデバイスと対話することも可能にする。
【００７３】
[0090]  壁取り付けホームオートメーションデバイスは、サイズが小型のものであり得、壁取り付けホームオートメーションデバイス用の物理的エンクロージャ（例えば、ウォールボックス）は、標準フォームファクタに準拠するものであり、従って、容易な壁埋め込み設置を可能にする。中央コントローラ（シングルボードコンピュータであり得る）に加えて、物理的エンクロージャは、メインＰＣＢ及びドーターＰＣＢも収納することができ、その各々は、複数のセンサをサポートすることができる。ＰＣＢは、ハイファイスピーカと共に、物理的エンクロージャ用のカバーに取り付けることができる。装飾フロントパネルは、カバー上に配置することができ、所望の美学を生み出す。
【００７４】
[0091]  様々な実施形態の前述の説明は、単なる例示と説明の目的で提示してきた。それらは、包括的であることも、本システムを開示される形態に限定することも意図しない。それに従って、多くの変更形態及び変形形態が当業者にとって明らかであろう。それに加えて、上記の開示は、本システムを制限することを意図しない。
【図１】
2020521366.tif 000003
【図２】
2020521366.tif 000004
【図３Ａ】
2020521366.tif 000005
【図３Ｂ】
2020521366.tif 000006
【図３Ｃ】
2020521366.tif 000007
【図４Ａ】
2020521366.tif 000008
【図４Ｂ】
2020521366.tif 000009
【図５】
2020521366.tif 000010
【図６Ａ】
2020521366.tif 000011
【図６Ｂ】
2020521366.tif 000012
【図７Ａ】
2020521366.tif 000013
【図７Ｂ】
2020521366.tif 000014
【図７Ｃ】
2020521366.tif 000015
【図８】
2020521366.tif 000016
【図９Ａ】
2020521366.tif 000017
【図９Ｂ】
2020521366.tif 000018
【図１０Ａ】
2020521366.tif 000019
【図１０Ｂ】
2020521366.tif 000020
【図１０Ｃ】
2020521366.tif 000021
【図１１】
2020521366.tif 000022
【国際調査報告】
2020521366.tif 000023