МНОЖЕСТВО ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ СИСТЕМ НА ОБЪЕКТЕ
PLURALITY OF INTERACTING SYSTEMS ON OBJECT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001].
Данная заявка заявляет приоритет по отношению к предварительной заявке на патент США № 62/088 943, поданной 8 декабря 2014 года под названием «Multiple Interacting Systems at a Site», описание которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме и во всех смыслах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002].
Электрически затемняемые окна, иногда называемые «умные окна», в настоящее время установлены на небольшом количестве объектов. Как только такие окна станут более распространенными и начнут широко применяться, для них могут потребоваться значительно более сложные системы управления и контроля, возможно, различные системы, взаимодействующие с умными окнами для повышения эффективности зданий и связанной с ними инфраструктуры. Необходимы улучшенные технологии для управления взаимодействующими системами зданий.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003].
Определенные аспекты настоящего описания относятся к множеству взаимодействующих систем, включая систему управления окнами и по меньшей мере еще одну систему, которой может быть система освещения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), система обеспечения безопасности, и/или система управления бытовыми приборами. Система управления окнами и по меньшей мере еще одна система выполнены с возможностью обмениваться данными посредством интерфейса прикладного программирования (API). Система управления окнами выполнена с возможностью управлять оптическим состоянием одного или более окон с изменяемыми оптическими свойствами.
[0004].
В определенных вариантах реализации изобретения, система управления окнами включает контроллер окна, выполненный с возможностью управлять процессом перехода между состояниями по меньшей мере одного окна с изменяемыми оптическими свойствами. В определенных вариантах реализации изобретения, система управления окнами включает множество электрохромных окон, обменивающихся электрическими сигналами с одним или более контроллерами окон, выполненными с возможностью обмена данными по сети.
[0005].
В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему управления бытовыми устройствами. В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). В некоторых вариантах реализации, взаимодействующие системы дополнительно включают систему диспетчеризации здания, выполненную с возможностью управлять системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). В таких случаях, API может быть выполнен с возможностью разрешать системе управления окнами и системе диспетчеризации здания обмениваться данными. В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему освещения.
[0006].
В некоторых вариантах реализации, система управления окнами и по меньшей мере еще одна система выполнены с возможностью предоставлять данные, полученные или сгенерированные системой управления окнами по меньшей мере еще одной системе. В некоторых вариантах реализации, система управления окнами и по меньшей мере еще одна система настроены таким образом, что система управления окнами управляет одним или более устройствами по меньшей мере еще одной системы.
[0007].
В определенных вариантах реализации изобретения, система управления окнами и по меньшей мере еще одна система настроены таким образом, что по меньшей мере еще одна система управляет одним или более устройствами системы управления окнами. В таких вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) или систему освещения. В качестве примера, устройства системы управления окнами содержат датчик и/или окно с изменяемыми оптическими свойствами.
[0008].
Другой аспект настоящего описания относится к способам обмена данными между множеством взаимодействующих систем, которыми могут быть система управления окнами и по меньшей мере еще одна система из группы систем, состоящей из системы освещения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), системы обеспечения безопасности и системы управления бытовыми приборами. В некоторых вариантах реализации изобретения, способ характеризуется следующими операциями: (a) получение обмена данными от системы управления окнами или по меньшей мере от еще одной системы, и доставку до другой системы управления окнами и по меньшей мере еще одной системы, при этом обмен данными имеет формат, заданный интерфейсом прикладного программирования (API) для обмена данными между системой управления окнами и по меньшей мере еще одной системой; (b) предоставление команд и/или данных, содержащихся в обмене данными, указанной системе управления окнами или по меньшей мере еще одной системе; и (c) выполнение, на стороне указанной системы управления окнами или по меньшей мере еще одной системы, одной или более операций с использованием команд и/или данных, содержащихся в обмене данными.
[0009].
В определенных вариантах реализации изобретения, система управления окнами включает контроллер окна, выполненный с возможностью управлять процессом перехода между состояниями по меньшей мере одного окна с изменяемыми оптическими свойствами. Система управления окнами также может включать множество электрохромных окон, обменивающихся электрическими сигналами с одним или более контроллерами, выполненными с возможностью обмена данными по сети.
[00010].
В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему управления бытовыми устройствами. В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). В некоторых таких вариантах реализации изобретения, система управления зданием выполнена с возможностью управлять системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), получая обмен данными от системы управления окнами посредством API. В определенных вариантах реализации изобретения по меньшей мере еще одна система представляет собой систему освещения.
[00011].
В некоторых вариантах реализации по меньшей мере еще одна система принимает обмен данными от системы управления окнами, при этом обмен данными содержит данные, полученные или сгенерированные системой управления окнами. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере еще одна система получает информацию по каналу обмена данными от системы управления окнами, при этом передаваемые по каналу данные содержат команды от системы управления окнами для управления одним или более устройствами по меньшей мере еще одной системы.
[00012].
В некоторых вариантах реализации изобретения, система управления окнами принимает информацию по каналу обмена данными по меньшей мере от еще одной системы, при этом передаваемые по каналу данные содержит команды по меньшей мере от еще одной системы для управления одним или более устройствами системы управления окнами. В качестве примера, устройства, управляемые системой управления окнами, содержат датчик и/или окно с изменяемыми оптическими свойствами. В качестве дополнительного примера по меньшей мере еще одна система представляет собой систему отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) и/или систему освещения.
[00013].
Эти и другие характерные признаки и преимущества будут более подробно описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00014]. Фиг. 1A
иллюстрирует функциональную схему взаимодействующих систем, включая оконную систему, взаимодействующую с другими системами посредством API.
[00015]. Фиг. 1B
иллюстрирует функциональную схему системы умного окна для взаимодействия с внешними системами.
[00016]. Фиг. 1C
иллюстрирует функциональную схему варианта реализации объекта в виде системы диспетчеризации здания (СДЗ) для взаимодействия с сетью управления окнами.
[00017]. Фиг. 1D
иллюстрирует функциональную схему сети здания.
[00018]. Фиг. 1E
иллюстрирует схему компонентов сети окон для управления функциями одного или более затемняемых окон здания.
[00019]. Фиг. 2
иллюстрирует графическое отображение характеристик напряжения и силы тока, связанных с управлением переходом электрохромного стекла из бесцветного состояния в окрашенное, и из окрашенного состояния в бесцветное.
[00020]. Фиг. 3
иллюстрирует графическое отображение характеристик напряжения и силы тока, связанных с управлением переходом электрохромного стекла из бесцветного состояния в окрашенное.
[00021]. Фиг. 4
иллюстрирует упрощенную функциональную схему компонентов контроллера окна.
[00022]. Фиг. 5
иллюстрирует схематическую диаграмму помещения, которое содержит затемняемое окно и по меньшей мере один датчик.
[00023]. Фиг. 6
иллюстрирует блок-схему, представляющую некоторые этапы прогностической управляющей логики для способа управления одним или более электрохромными окнами в здании.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00024].
среди прочего
Данный документ описывает,, платформу для обмена данными между одной или более другими независимыми системами, принимающими участие в управлении функциями зданий или других объектов, имеющих устройства с изменяемыми оптическими свойствами, раскрытые в данном документе. Такие независимые системы включают систему управления окнами и одну или более другие независимые системы, например, системы, управляющие устройствами жилого комплекса (например, систему NEST (Nest Labs of Palo Alto, California), которая управляет терморегуляторами, дымовой пожарной сигнализацией и т.п.), системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), системы обеспечения безопасности, системы управления освещением, и тому подобные. Вместе эти системы управляют и/или контролируют множество функций и/или устройств, включая окна с изменяемыми оптическими свойствами и другие элементы инфраструктуры объекта, который может быть коммерческим, жилым или общественным объектом. Сеть и связанная инфраструктура, которая может использоваться при раскрытии изобретения, проиллюстрирована на Фиг. 1А-Е, а также в предварительной заявке на патент № 62/085 179, поданной 26 ноября 2014 года, и в заявке на патент США № 14/951 410, поданной 24 ноября 2015 года, описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[00025].
В некоторых случаях, объект содержит один или более контроллеров, переключающих одно или более установленных устройств. Объект также может содержать датчики, например, датчики освещенности, термочувствительные датчики и/или датчики присутствия, которые предоставляют данные, используемые при принятии решений о том, когда и насколько переключать данные устройства. В определенных вариантах реализации изобретения, объекты используют устройства с изменяемыми оптическими свойствами, например, электрохромные устройства в виде конструкций, например, окон или зеркал. В последующем описании, устройства с изменяемыми оптическими свойствами часто называются «окнами» или «электрохромными окнами». Следует понимать, что такие термины включают и другие конструкции, помимо окон, которые содержат устройства с изменяемыми оптическими свойствами. Кроме того, устройства с изменяемыми оптическими свойствами не ограничиваются электрохромными устройствами, а также содержат другие устройства с изменяемыми оптическими свойствами, такие как устройства на жидких кристаллах, электрофорезные устройства и тому подобные, которые могут быть не пиксельными.
[00026].
Как правило, одной из взаимодействующих систем является сеть управления окнами. Взаимодействующие системы объекта могут использовать выходной сигнал датчика или другую информацию одной из систем для принятия решений о работе различных систем. Кроме того, система может анализировать информацию, собранную с объекта (или объектов) для предоставления управляющих команд или других команд для различных систем. При необходимости, одна система может управлять функционированием элементов различных систем. Например, система управления сетью окон может отправлять команды в систему освещения и/или систему отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) для регулировки уровня освещенности или уровня кондиционирования воздуха в комнате или зоне, в которой оконная система управляет степенью затемнения окон. Чтобы разрешить независимым системам взаимодействовать необходимо, представить их свойства и/или функции посредством интерфейсов прикладного программирования (API).
[00027].
Системы используют API для предоставления доступа внешним системам к данным и/или функционированию, которые, в противном случае, скрыты от внешних систем. API предоставляют синтаксис и портал для предоставления доступа. Например, API для системы управления окнами может предоставить доступ к данным датчика окна (например, температуры) посредством URL-адреса, имени пользователя и квитирования. Определения в соответствии со стандартом HomeKit предоставляют API для управления бытовыми устройствами Apple (Apple Inc., Купертино, Калифорния), а определения в соответствии со стандартами Thread представляют API для управления устройствами других технологических компаний, включая NEST и Samsung (Samsung Group, Сеул, Южная Корея). Thread и HomeKit описывают стандартные протоколы соединений при обмене сообщениями.
a) Терминология
[00028].
«Устройства с изменяемыми оптическими свойствами» представляют собой тонкие устройства, изменяющие оптическое состояние в ответ на прилагаемый на входе электрический сигнал. Это обратимый цикл между двумя или более оптическими состояниями. Переключение между этими состояниями управляется посредством приложения заданной силы тока и/или напряжения к устройству. Как правило, устройство содержит две тонкие токопроводящие пленки, которые накрывают по меньшей мере один активный оптический слой. Подаваемый на входе электрический сигнал, управляющий изменением оптического состояния, прилагается к тонким токопроводящим пленкам. В некоторых вариантах реализации, входной сигнал обеспечивается посредством шины, обменивающейся электрическими сигналами с токопроводящими пленками.
[00029].
Примеры устройств с изменяемыми оптическими свойствами включают электрохромные устройства, определенные электрофоретические устройства, устройства на жидких кристаллах и тому подобные. Устройства с изменяемыми оптическими свойствами могут быть представлены в виде различных продуктов с изменяемыми оптическими свойствами, например, окон, зеркал, экранов и тому подобных. В определенных вариантах реализации изобретения, эти продукты представлены не в пиксельном формате.
[00030].
«Оптический переход» представляет собой изменение одного или более оптических свойств устройства с изменяемыми оптическими свойствами. Изменяемыми оптическими свойствами могут быть, к примеру: затемнение, коэффициент отражения, показатель преломления, цвет и т.п. в определенных вариантах реализации изобретения. Оптический переход будет иметь заданное начальное оптическое состояние и заданное конечное оптическое состояние. Например, начальным оптическим состоянием может быть значение прозрачности, равное 80%, а конечным оптическим состоянием может быть значение прозрачности, равное 50%. Оптический переход, как правило, регулируется посредством приложения определенного электрического потенциала через две тонкие токопроводящие пленки устройства с изменяемыми свойствами.
[00031].
«Начальное оптическое состояние» представляет собой оптическое состояние устройства с изменяемыми свойствами непосредственно перед началом оптического перехода. Начальное оптическое состояние, как правило, определяется как интенсивность оптического состояния, которым может быть затемнение, коэффициент отражения, показатель преломления, цвет и тому подобное. Начальное оптическое состояние может представлять собой максимальное или минимальное оптическое состояние для устройства с изменяемыми оптическими свойствами; например, прозрачность, равная 90% или 4%. В качестве альтернативы, начальное оптическое состояние может представлять собой промежуточное оптическое состояние, имеющее значение где-то между максимальным и минимальным оптическими состояниями для устройств с изменяемыми оптическими свойствами; например, прозрачность, равная 50%.
[00032].
«Конечное оптическое состояние» представляет собой оптическое состояние устройства с изменяемыми оптическими свойствами непосредственно после завершения оптического перехода из начального оптического состояния. Выполнение перехода происходит, когда оптическое состояние изменяется таким образом, что это воспринимается определенным приложением как завершенное. Например, завершением изменения затемнения может считаться переход от значения оптической прозрачности, равного 75%, до значения оптической прозрачности, равного 10%. Конечное оптическое состояние может представлять собой максимальное или минимальное оптическое состояние для устройства с изменяемыми оптическими свойствами; например, прозрачность, равная 90% или 4%. В качестве альтернативы, конечное оптическое состояние может быть промежуточным оптическим состоянием, имеющим значение где-то между максимальным и минимальным оптическими состояниями для устройства с изменяемыми оптическими свойствами; например, прозрачность, равная 50%.
[00033].
«Шиной» называется токопроводящая полоска, прикрепленная к токопроводящему слою, например, к прозрачному токопроводящему электроду, охватывающему область устройства с изменяемыми оптическими свойствами. Шина передает электрический потенциал и ток от внешнего питающего провода к токопроводящему слою. Устройство с изменяемыми оптическими свойствами содержит две или более шины, каждая из которых соединена с отдельным токопроводящим слоем устройства. В многочисленных вариантах реализации изобретения, шина образует длинную тонкую линию, которая охватывает большую часть длины или ширины устройства. Часто, шина расположена рядом с боковой гранью устройства.
[00034].
прил
TCL
«Прилагаемое напряжение» или V означает разность потенциалов, прилагаемую к двум шинам противоположной полярности на электрохромном устройстве. Каждая шина электрически соединена с отдельным прозрачным токопроводящим слоем. Прилагаемое напряжение может иметь различную величину или выполняемые функции, например, управление оптическим переходом или оптическим состоянием. Между прозрачными токопроводящими слоями размещены материалы устройства с изменяемыми оптическими свойствами, например, электрохромные материалы. Каждый из прозрачных токопроводящих слоев испытывает падение потенциала между положением, когда шина подключена к ним и положением, удаленным от шины. Как правило, по мере увеличения расстояния от шины, падение потенциала в прозрачном токопроводящем слое увеличивается. Локальный потенциал прозрачного токопроводящего слоя в данном документе часто называется V. Шины противоположной полярности могут быть разведены в стороны одна от другой по наружной поверхности устройства с изменяемыми оптическими свойствами.
[00035].
эфф
эфф
«Эффективное напряжение» или V означает потенциал между положительными и отрицательными прозрачными токопроводящими слоями в любой определенной области устройства с изменяемыми оптическими свойствами. В декартовом пространстве, эффективное напряжение задается для определенных координат х, у на устройстве. В точке, где измеряется V, два прозрачных токопроводящих слоя отделены по оси z (посредством материалов устройства), однако имеют общие координаты x, y.
[00036].
«Напряжение удержания» означает прилагаемое напряжение, необходимое для поддержания устройства в конечном оптическом состоянии в течение неопределенного времени.
[00037].
«Напряжение управления» означает прилагаемое напряжение, подаваемое во время по меньшей мере части оптического перехода. Напряжение управления может рассматриваться как управление по меньшей мере частью оптического перехода. Его значение отличается от прилагаемого напряжения непосредственно перед началом оптического перехода. В определенных вариантах реализации изобретения, значение напряжения управления больше, чем значение напряжения удержания. Пример применения напряжения управления и удержания проиллюстрирован на Фиг. 3.
[00038].
«Контроллер» окна используется для управления уровнем затемнения электрохромного устройства электрохромного окна. В некоторых вариантах реализации изобретения, контролер окна способен обеспечить переход между двумя состояниями затемнения (уровнями) электрохромного окна бесцветным состоянием и окрашенным состоянием. В других вариантах реализации изобретения, контроллер может дополнительно обеспечить переход электрохромного окна (например, имеющего единственное электрохромное устройство) в промежуточные уровни затемнения. В некоторых изложенных вариантах реализации изобретения, контроллер окна способен обеспечить переход электрохромного окна в четыре или более уровня затемнения. Определенные электрохромные окна могут иметь промежуточные уровни затемнения за счет использования двух (или более) электрохромных стекол в одном стеклопакете, при этом каждое стекло представляет собой стекло, имеющее два состояния.
[00039].
В некоторых вариантах реализации изобретения, контроллер окна может снабжать энергией одно или более электрохромных устройств в электрохромном окне. В определенных вариантах реализации изобретения, данная функция контроллера окна добавляется к еще одной или более функциям, например, функциональной возможности антенного приемопередатчика и/или другими функциям, описанными ниже. Контроллеры окон, описанные в данном документе, могут обеспечивать подачу энергии для переключения оптического состояния устройства. Например, контроллер, который имеет собственный источник питания, направляет подачу энергии от источника питания окна к окну. В других вариантах реализации изобретения, источник питания для устройства с изменяемыми оптическими свойствами может быть отделен от контроллера окна. Тем не менее, целесообразно включить источник питания в состав контроллера окна и настроить контроллер на подачу энергии окну напрямую, так как это исключает необходимость в отдельной электропроводке для подачи энергии к электрохромному окну.
[00040].
Кроме того, контроллеры окон, описанные в данном документе, представлены как отдельные контроллеры, которые могут быть выполнены с возможностью управлять функциями одного окна с изменяемыми оптическими свойствами или множеством таких окон без интеграции контроллера окна в сеть, например, в сеть управления зданием или в систему диспетчеризации здания (СДЗ). Тем не менее, контроллеры окон могут быть интегрированы в сеть диспетчеризации здания или в систему диспетчеризации здания (СДЗ).
[00041]. Сеть управления окнами.
Сеть управления окнами управляет множеством устройств с изменяемыми оптическими свойствами, например, окнами на объекте, и имеет доступ и/или поддерживает данные, относящиеся к управлению окнами. Она может получать данные об устройствах с оптическими изменяемыми свойствами и связанных с ними контроллерах и датчиках на одном или более объектах, и на основе этих данных принимать решение о переключении устройств. Она может отправлять данные и/или управляющие сообщения окнам на объекте(ах). Она также может обнаруживать и/или демонстрировать потенциальные проблемы, определять тенденции в производительности устройств, и/или контролеров, изменять алгоритмы управления устройствами с изменяемыми оптическими свойствами и тому подобное. В изложенных вариантах реализации изобретения, сеть управления окнам взаимодействует с другими системами. Сети управления окнами дополнительно описаны ниже, включая описание, проиллюстрированное на Фиг. 1А-D. Различные примеры сетей управления окнами, подходящих для использования в соответствии с данным раскрытием изобретения, описаны в патенте США № 8 705 162, поданном 17 апреля 2012 года, заявке на патент США № 14/951 410, поданной 24 ноября 2015 года, и предварительной заявке на патент США № 62/248 181, поданной 29 октября 2015 года, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме. Сеть управления окнами может быть представлена в виде системы управления окнами определенного типа, которая содержит одиночный контроллер и/или окно без сетевой инфраструктуры.
[00042]. Объект
- Это здание или другое место установки устройств с изменяемыми оптическими свойствами. Устройства с изменяемыми оптическими свойствами, установленные в сети и работающие под управлением одного или более алгоритмов, все вместе образуют систему управления окнами. Переход из одного оптического состояния в другое может быть обусловлено программами или логикой, например, как это описано в заявке на патент США № 13/772 969, поданной 21 февраля 2013 года, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Объект может содержать другие системы, обменивающиеся данными с сетью управления окнами. Примеры других систем включают системы освещения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), системы вентиляции, системы обеспечения безопасности и умные службы терморегулирования или другие службы бытовых устройств. В некоторых случаях, другая система представляет собой настраиваемый пользователем интерфейс для управления устройствами в одной из множества систем. Например, пользователь может назначить предварительные настройки затемнения окна, комнатной температуры и освещения. Такие предварительные настройки могут активироваться пользователем посредством ручного ввода, например, с помощью мобильного устройства или системы, обнаруживающей приближение пользователя, например, посредством обмена данными через носимый цифровой датчик или смартфон, когда пользователь входит в комнату или зону. Примеры объектов включают жилые здания, офисные здания, школы, аэропорты, больницы, государственные здания и тому подобные. Их помещения могут оснащаться управляемыми сетью терморегуляторами, например, поставляемыми компанией NEST.
[00043].
Фиг. 1А иллюстрирует систему управления окнами 103 и связанные с ней окна 111, а также другие системы, связанные с объектом. Эта фигура иллюстрирует множество взаимодействующих систем и интерфейсов между ними. Как упоминалось, другие системы, взаимодействующие с системой окон 103, включают сторонние системы 109, например, системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), системы обеспечения безопасности и системы освещения. Система управления окнами 103 также взаимодействует с объектами 105 службы системы диспетчеризации здания, например, от компании NEST. Более того, система 103 может взаимодействовать со сторонними информационными панелями 107, которые могут использоваться консультантами и т.д. для предоставления контрольной информации и/или информации о рабочих характеристиках одного или более объектов. Службы, предоставляемые любой из этих систем (103, 105, 107 и 109), могут размещаться в самых различных местах. Например, они могут размещаться локально на внутреннем сервере и связанной с ним базе данных, или они могут размещаться на внешних серверах, на арендованных или собственных массивах серверов (например, облачные службы). Фиг. 1А иллюстрирует логические положения, в которых может существовать API, управляющие взаимодействием между объектами. В каждом из этих положений могут находиться межсетевые экраны. В многочисленных вариантах реализации изобретения, «сторонние системы», «объекты службы управления зданием» и «информационные панели» представляют собой системы, которые управляются объектами, отличными от объектов, контролирующих систему управления окнами. Тем не менее, это необязательное условие. Сторонние системы могут просто быть системами, которые имеют свою собственную физическую и/или логическую инфраструктуру, полностью или частично отделенную от инфраструктур(ы) сети управления окнами.
API для систем управления окнами
[00044].
В некоторых вариантах реализации изобретения, API позволяет внешним системам просматривать данные, собранные оконной системой. Они включают данные, напрямую собранные оконной системой, и также включают информацию, относящуюся к внешним системам, извлекаемую системой окна из собранных ею предварительных данных.
[00045].
В некоторых вариантах реализации изобретения, API позволяет системе окна получать доступ и управлять сторонними системами. Например, система управления освещением может предоставлять интерфейс API, который при определенных условиях позволяет системе управления окнами получать доступ к системе управления освещением. В некоторых вариантах реализации изобретения, система управления окнами использует сопутствующие эвристические алгоритмы, которые разрешают или инициируют управление характеристиками внешней системы с помощью системы управления окнами посредством API.
[00046].
В некоторых вариантах реализации изобретения, интерфейс API позволяют внешним системам управлять характеристиками системы управления окнами, например, затемнением окон в определенной зоне. Как и в предыдущем случае, существуют определенные условия, которые инициируют выдачу разрешения внешней системе на доступ к функциональным возможностям системы управления окнами.
[00047].
В общем случае, интерфейс API размещается или запускается на устройстве или системе, удаленной от контроллера окна системы управления окнами. Например, API может выполняться на уровне облака или на уровне главного контроллера в сети управления окнами. Тем не менее, это не является обязательным условием, и, фактически, существует необходимость в интерфейсе API, выполняемом на контроллере окна (или иметь контроллер окна, имеющий техническую возможность использования отказоустойчивого API) для поддержания внутреннего обмена данными в системе в случае потери функциональности сети окон. В таких вариантах реализации, локальный контроллер(ы) окна может локально обмениваться данными со сторонними системами и поддерживать комфорт и набор сервисных услуг для жителя.
Примеры API для систем управления окнами
1.Система управления окнами предоставляет предварительно собранную информацию и/или обработанную информацию, извлекаемую из предварительной информации в интерфейсную систему:
a) Передаваемая информация может содержать данные измерений, прогнозируемые события и составляющие объекта и устройства, а также информацию о настройках.
b) Примеры (любая информация, полученная посредством окна, зоны, фасада, стороны здания или другого объекта):
Температура - внутренняя или внешняя
Считанное солнечное излучение - направленное
Внутренние фотодатчики - стекло или средник
Солнечный теплоприток,
Загруженность помещения - инфракрасное излучение, движение количество людей в комнате
Солнечный калькулятор (угол, интенсивность) -азимутальная, уклон
Погода - облачный покров
Снег на поверхности земли - замерзшее озеро
Информация о настройке объекта и устройства - примеры представлены ниже:
GET /sites - предоставление метаданных об объекте, включая соответствующие IP-адреса
GET /site/{site_id} - предоставление метаданных об определенных группах объекта и зоны, а также зонах внутри объекта
GET /zone/{zone_id} - предоставление информации об определенной зоне, где доступны устройства и службы, и т.д.
c) Интерфейсная система, принимающая эту информацию, может использовать ее для принятия решения по управлению и, в противном случае, управлению ее собственным оборудованием (не окнами).
d) Интерфейсная система может предоставлять эту информацию на ее собственной информационной панели.
e) Информация о настройках позволяет одноранговой интерфейсной системе предоставлять услуги внутри пространства зоны окна, в настройке которой заинтересован владелец объекта. Например, владелец объекта может настроить информацию о зоне один раз и использовать такие же зоны для управления освещением, подогревом, бытовыми устройствами и т.д. Зоны для систем управления окнами дополнительно описаны в описании заявки на патент РСТ № PCT/US13/36456, поданной 12 апреля 2013 года, и включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
2. Система управления окнами предоставляет свою собственную информацию о затемнении (текущем и/или будущем) в интерфейсную систему:
a) Например, сеть окон увеличит затемнение окон зоны Z на 30% в момент времени Х. Переход будет выполнен в течение времени Т.
b) Информация может быть предоставлена для каждой зоны или вместе с другой информацией об объекте. Эти характеристики относятся к п. 1 (е).
c) Интерфейсная система, принимающая эту информацию, может использовать ее для принятия решения по управлению и, в противном случае, управлению ее собственным оборудованием (не окнами).
d) Интерфейсная система может предоставлять эту информацию на ее собственной информационной панели.
3. Система управления окнами предоставляет дополнительное содержимое интерфейсной системе:
a) Сеть окон использует такую доступную информацию, например, данные датчиков, текущий и будущий уровни затемнения (для каждого окна, зоны и т.д.) для определения дополнительного содержимого, эффективного для взаимодействующей (не оконной) системы.
b) примеры такого содержимого включают:
Для системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) количество энергии, поступающее через фасад, полученное и/или рассчитанное посредством солнечного калькулятора. Степень детализации (для этажа, для направления) -также на основании времени. Расчет количества британских тепловых единиц (BTU), которые необходимо предоставить. Количество британских тепловых единиц нагрева/охлаждения, требуемых для открытия фасада или окна.
Для службы умных бытовых устройств предоставление перепада температуры, определенного согласно данным о температуре на терморегуляторе и температуре на окне. Большая разница может означать, что интерфейсной системе необходимо увеличить нагрев (или охлаждение) для обеспечения комфорта.
Для систем управления освещением предоставление рекомендуемых уровней освещения, определенных, к примеру, посредством количества света от окна и его направления, солнечного калькулятора, условий окружающей среды (облачности, снега, отражения), загруженности помещения, решения пользователя о начальном затемнении и т.д.
c). Интерфейсная система, принимающая эту информацию, может использовать ее для принятия решения по управлению и, в противном случае, управлению ее собственным оборудованием (не окнами).
d). Интерфейсная система может предоставлять эту информацию на ее собственной информационной панели.
4. Система управления окнами раскрывает свою функциональность следующим образом:
a) Интерфейсная система, например, служба умных бытовых устройств, система освещения или система обеспечения безопасности способна принимать решение о затемнении на основе ее собственных потребностей и/или способна отправлять команды регулировки уровня затемнения окна в сеть окон (без BACnet)
b) Пример домашней автоматизации - система управления окнами позволяет службе умного терморегулятора (или другого бытового устройства) (например, NEST) управлять затемнением окна. Это может зависеть от времени суток, загруженности помещения и других видов информации, которыми располагает и которые использует служба умных бытовых устройств. Аналогично, варианты реализации изобретения позволяет управлять терморегулятором и затемнением. Варианты реализации изобретения позволяют использовать режим перерыва внешней службы, чтобы сделать прозрачными окна, увеличив тем самым приток лучистой энергии солнца, позволяющей уменьшить вероятность замерзания труб. Варианты реализации изобретения позволяют компании, обеспечивающей безопасность, затемнять окна в определенное время, а также позволяют включать освещение. Варианты реализации изобретения позволяют сделать прозрачными окна в 10 часов вечера, таким образом соседи смогут увидеть, что происходит в доме.
c) Пример безопасности/загруженности система управления окнами позволяет управлять своей системой окон, например, затемнением в режиме запирания и прозрачности в случае незаконного проникновения.
d) Функциональность управления окнами может распространяться на каждую зону или вместе с другой информацией об объекте. Эти характеристики относятся к п. 1 (е).
5. Система управления окнами управляет оборудованием интерфейсной системы:
a) Например, система освещения или кондиционирования воздуха предоставляет системе управления окнами разрешение на управление освещением или кондиционированием на основе решений о затемнении/прозрачности.
Тепло генерируется электрическим оборудованием, например, телевизорами, компьютерами и офисным оборудованием. Распознавание подключения нагрузки к розеткам (например, офисного оборудования) может обеспечиваться объектом, предоставляющим датчики нагрузки (мониторы контроля потребляемой мощности в реальном времени для каждой области применения). Эти датчики могут быть частью системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) или системы освещения. В определенных вариантах реализации изобретения, системы управления окнами получает доступ к устройствам из этих систем (посредством интерфейса API) и собирают о них информацию, затем объединяют эту информацию с другими собранными данными и использует результаты для управления устройствами интерфейсной системы. Например, система окон может воспринимать информацию о подключенной нагрузке и объединять ее с данными о попадающей на фасад лучистой энергии солнца, и текущими значениями величин единиц нагревания/охлаждения системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), выраженными в британских тепловых единицах, для оптимизации потребления энергии в данном местоположении.
b) Примеры предоставления управления посредством подключенного к сети терморегулятора:
Система управления окнами предоставляет инструкции терморегулятору для отключения кондиционирования воздуха, когда система окон снизила или начинает снижать тепловую нагрузку посредством затемнения окон.
Датчики в системе управления окнами обнаруживают загруженность помещения посредством, к примеру, BLE-маркеров (BlueTooth с низким энергопотреблением), помещенных в контроллерах окна и/или интерфейсе стены. С этой информацией система управления окнами предоставляет инструкции терморегулятору для изменения его режима с удаленного режима на домашний режим.
c) Система управления окнами может осуществлять управление посредством совершения вызовов к API интерфейсной системы (например, API управления терморегулятором). В альтернативном варианте, интерфейсная система может подписываться на API системы управления окнами, и выполнять действия на основе информации, предоставленной системой управления окнами.
6. Настраиваемая пользователем система взаимодействует с системой управления окнами и другими одноранговыми системами. Настраиваемая пользователем система отображает предпочтения пользователя в отношении управления устройствами систем объекта и переводит их в предварительно заданные пользователем состояния.
a) Например, у пользователя могут быть закрепленные за ним предпочтения в отношении затемнения окон, комнатной температуры и освещения.
b) Такие предпочтения могут активироваться пользователем посредством ручного ввода, например, с помощью мобильного устройства или системы, обнаруживающей приближение пользователя, например, посредством обмена данными через носимый цифровой датчик или смартфон, когда пользователь входит в комнату или зону.
Системы управления окнами
[00048].
Один пример оконной системы, подходящей для взаимодействия с другими системами, проиллюстрирован на Фиг. 1В. Как проиллюстрировано, интерфейсная логика оконной системы 11 взаимодействует с множеством контроллеров окон (1-3), датчиков (1-2) и, дополнительно, другой инфраструктурой, связанной с окнами с изменяемыми оптическими свойствами и контроллерами. Система 11 может получать доступ к контроллерам окон, датчикам и другой инфраструктуре посредством сети контроллеров окон, которая может быть настроена, как описано в других местах данного документа. Система 11 также взаимодействует с множеством внешних систем или служб 1-4 (например, службой умных бытовых устройств (например, NEST) или системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК)), доступных посредством рабочих станций, переносных компьютеров, мобильных устройств, например, смартфонов и тому подобных, каждый из которых способен отправлять и/или принимать информацию, связанную с его функциями. В некоторых вариантах реализации изобретения, служба или система может предоставлять доступ только к подмножеству информации, доступной для оконной системы.
[00049].
Система 11 может быть реализована в различных конфигурациях аппаратного и/или программного обеспечения. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, система 11 включает хранилище данных 13, аналитический сервер 15 и сервер отчетов 17. В проиллюстрированном примере хранилище данных взаимодействует напрямую с контроллерами окон и/или датчиками посредством, к примеру, сети управления окнами, содержащей иерархию контроллеров, описанных ниже со ссылкой на Фиг. 1С-Е. Хранилище данных хранит данные из этих компонентов в соответствующей базе данных или другом упорядоченном хранилище данных. В одном варианте реализации изобретения, данные хранятся в базу данных или другом репозитории данных, например, БД Oracle, БД Sequel или в пользовательской базе данных. Хранилище данных 13 может собирать информацию от любого количества типов датчиков и контроллеров, например, описанных в других разделах данного документа. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, аналитический сервер 15 и сервер отчетов 17 взаимодействуют с внешними системами для предоставления, соответственно, услуг и отчетов. В одном варианте реализации изобретения, на сервере отчетов выполняется программное обеспечение Tableau, Jump, Actuate (Open Text), или пользовательский генератор отчетов. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, хранилище данных 13 и аналитический сервер 15 предоставляет информацию серверу отчетов 17. Обмен данными между хранилищем данных 13 и аналитическим сервером 15 является двунаправленным. Интерфейс с внешними службами и/или системами может быть выполнен посредством коммуникационного интерфейса 125, предусматривающем логику при использовании API для каждой внешней службы/системы. На основе соответствующих требований интеллектуальной системы окон 11 и внешних систем/служб обмен данными между ними может быть двусторонним или односторонним. Интеллектуальная система окон может взаимодействовать с внешними системами/службами посредством беспроводного соединения или кабельного соединения, реализованного в коммуникационном блоке 125.
[00050].
Примеры настроек сети окон проиллюстрированы на Фиг. 1С-Е и описываются ниже. Как правило, системы сети окон включают множество устройств с изменяемыми оптическими свойствами, каждое из которых напрямую управляется контроллером, множество датчиков, например, датчики освещенности, и один или более высокоуровневых контроллеров, например, сетевых контроллеров и основных контроллеров.
[00051].
В определенных вариантах реализации изобретения, интеллектуальная система окон 11 реализована в «облаке». Эта система может быть централизованной или распределенной, и к ней можно получить доступ из любого места с использованием клиентского приложения, используемого уполномоченным персоналом. Различные компоненты системы могут быть расположены вместе или отдельно на одном или более объектах, местоположениях, удаленных от всех объектов и/или в облаке. Дополнительные характерные особенности, модули и т.п. системы 11 могут содержать данные и генератор отчетов о событиях, а также журнал данных или событий, и/или базу данных.
[00052].
Посредством контроля датчиков и контроллеров, интеллектуальная оконная система может предоставлять множество типов служб, например, любую из одной или более следующих служб:
a. Обслуживание клиентов система может быть выполнена с возможностью выдачи уведомления в том случае, когда устройство с изменяемыми оптическими свойствами, датчик и/или контроллер информирует о проблеме во внешней системе. В ответ, может быть вызван обслуживающий персонал для устранения проблемы или передачи сообщения о существовании проблемы. В некоторых случаях, потенциальные проблемы помечаются и решаются до того, как они будут обнаружены внешней системой. Система окон может быть выполнена с возможностью автоматического устранения проблем, возникающих при работе с внешними системами. Если не установлено иное, любая из проблем, ограничений, ошибок и т.п., описанных в данном документе, может быть устранена с использованием набора правил в системе управления окнами.
При обнаружении проблемы может быть отправлено уведомление о возникновении аварийной ситуации.
Система также может предоставлять прогностические данные для внешних систем, например, систем отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), таким образом позволяя таким системам повысить комфорт для пользователя и/или сэкономить энергию.
b. Настройка монтажа на основе установленных тенденций использования. Со временем в программу могут быть встроены предпочтения пользователя. В качестве примера, система окон может определять, каким образом конечный пользователь (например, житель) пытается перехватить управление алгоритмом нагрева или освещения в определенное время суток, и использовать эту информацию для прогнозирования будущего поведения пользователя. Она может информировать соответствующую внешнюю систему и/или изменить алгоритм управления окнами для установки уровней затемнения в соответствии с изученными предпочтениями пользователя.
c. Развертывание изученных методик в других внешних системах или инсталляциях (например, как методики, описывающие лучшие способы затемнения окна, осветления окна, нагрева/охлаждения комнаты в случае приближения послеобеденной грозы). За счет использования коллективного опыта и информации от установленных базовых средств сетей переключаемых устройств достигаются определенные преимущества. Например, они помогают выполнить тонкую настройку алгоритмов управления, настроить оконные/сетевые компоненты для определенного сегмента рынка, и/или протестировать новые идеи (например, алгоритмы управления, размещение датчиков).
d. Службы консультирования по энергии. Такие службы могут использовать информацию о здании, например, о потреблении энергии зданием, решениях о затемнении окон, потоке солнечного излучения (например, с разных сторон здания), информацию о местной погоде (облачность, температура и т.д.) и т.п. Такая информация может быть предоставлена за разные промежутки времени, например, за месяцы, недели, дни, часы, минуты и т.д. Службы консультирования по энергии могут использовать такую информацию при разработке анализа и/или рекомендаций по зданию(ям), для которого собрана такая информация, и/или по аналогичному зданию (например, ближайшим зданиям, зданиям, расположенным в аналогичных климатических условиях, или в аналогичных климатических условиях). Кроме того, службы консультирования по энергии могут использовать такую информацию для предоставления анализа и/или рекомендаций для объектов энергетической инфраструктуры, например, для коммунальных объектов, поставщиков оборудования систем отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), университетских городков, объектов, выполняющих управление службами энергетических сетей и т.д.
e. Поставщики, использующие информацию о состоянии рынка. Некоторые поставщики объединяют информацию из различных источников и группируют ее под подходящими тегами в соответствии с потребностями покупателя.
Контролируемые данные
Следующее описание представляет примеры некоторых типов информации об объектах, которые контролируются оконной системой. Эта информация может быть предоставлена из различных источников, например, временных данных сравнения напряжения и/или силы тока для отдельных переключаемых устройств, сравнения выходных данных датчиков на протяжении времени, событий и записей журналов регистрации обмена данными и работы сети контроллеров, и т.д. Временная переменная величина может быть связана с внешними событиями, например, положением солнца, погодой и т.п., а также со временем суток или календарным днем. Информация, включающая периодически повторяемые данные, может быть проанализирована в частотном диапазоне, а также во временном диапазоне.
1. За счет данных контроллеров окон I/V:
a. Изменения в пиковом значении тока. Это иногда происходит во время применения линейно изменяющегося сигнала для управляющего напряжения при выполнении оптического перехода (см. Фиг. 2 и 3).
b. Изменения в токе удержания (утечки). Это изменение может наблюдаться в конечном состоянии переключаемого устройства. Степень увеличения утечки тока может быть связано с вероятностью того, что в устройстве произошло короткое замыкание. Иногда, короткое замыкание приводит к нежелательным дефектам, например, свечению в устройстве.
c. Изменение в требуемой стабилизации напряжения. Стабилизация напряжения представляет собой изменения в напряжении, требуемое с учетом падения напряжения на пути проводника от источника тока до переключаемого устройства.
d. Изменения в общем передаваемом заряде. Его можно измерить в течение определенного периода времени и/или во время определенного состояния переключаемого устройства (например, во время управления или во время удержания).
e. Изменение в потреблении энергии. Потребление энергии может быть рассчитано по формуле (I*V) для каждого окна или контроллера.
f. Сравнение с другими КО (контроллерами окон) на таких же фасадах при одинаковой нагрузке. Это позволяет системе контроля определить, что определенный контроллер имеет утечку, в отличие от определенного устройства, управляемого этим контроллером. Например, контроллер окна может быть подключен к пяти изолированным стеклопакетам, каждый из которых демонстрирует наличие утечки. Так как маловероятно, что все эти пять устройств имеют одинаковую утечку, система контроля может прийти к заключению, что виновником является контроллер.
g. Примеры аномальных характеристик: например, двойное затемнение/двойная прозрачность. Двойное затемнение/прозрачность означает ситуацию, при которой применен обычный цикл управления устройством (характеристики напряжения/силы тока), но обнаружено, что переключаемое устройство не было переключено, и в этом случае необходимо выполнить второй цикл управления.
h. Переключение характеристик в зависимости от внешних погодных условий. При определенных температурах или погодных условиях система контроля предполагает определенные результаты переключения или изменение производительности. Отклонение от предполагаемой реакции системы приводит к негативным последствиям для контроллера, переключаемого устройства и/или датчика.
Изменения и сравнения, описанные в данном документе, могут быть выполнены на основе собранных данных, например, на уровне сетевого контроллера. Данные за прошлые периоды (дни, недели, месяцы, годы) сохраняются в интеллектуальной оконной системе, и такие данные могут использоваться для сравнения. С этими данными изменения, связанные с температурой, могут быть идентифицированы или проигнорированы, при необходимости. Различные изменения, вместе или в комбинации, могут предоставить характерные особенности проблем с окном, контроллером, датчиком и т.п. Любой один или более из вышеизложенных параметров может идентифицировать увеличение сопротивления в любом месте от источника тока до (и включительно) переключаемого устройства. Этот путь может включать переключаемое устройство, шину, подключенную к устройству, провод, подключенный к шине, разъем, подключенный к проводу или стеклопакету, группу проводов (иногда называемую «шлейф») между разъемом (или стеклопакетом) и источником тока. В качестве примера, изменение в любом одном или более параметрах 1а - 1е могут указывать на коррозию, вызванную водой в оконной раме. Модель, использующая комбинацию из этих параметров, может определить признаки такой коррозии и безошибочно сообщить об этой проблеме удаленно.
2. За счет изменений состояния контроллера окна или зоны:
a. Потеря синхронизации любым из контроллеров окон может быть вызвана проблемами в обмене данными. Пример: Если в зоне находится множество контроллеров и один из этих контроллеров ведет себя не так, как ожидается, система окон может сделать вывод, что отклоняющийся от нормы контроллер не получает или не следует командам, передаваемым по сети передачи данных. Система может выполнить действие для отключения источника проблем и его исправления.
b. Длительное время переключения для зоны и регулировки для изменения оптических свойств всех стекол с одинаковой скоростью. Система может идентифицировать определенное переключаемое устройство, которое не переключается с заданной скоростью или предполагаемой скоростью. Без замены или модификации устройства система окон может изменить алгоритм переключения таким образом, чтобы устройство переключалось с предполагаемой скоростью. Например, если обнаружено что устройство переключается слишком медленно, его линейно изменяющийся сигнал управления или напряжение управления может быть увеличено. Это может быть сделано удаленно.
3. За счет записей журнала системы:
a. Любое изменение в частоте ошибок обмена данными увеличивает помехи или ухудшает характеристики устройства. Получаемый обмен данными от контроллера может быть замедлен или остановлен. Или отправленный обмен данными не может быть распознан либо не оказывает воздействия.
b. Нарушение соединения, если выявляется отсоединение шлейфа. В определенных вариантах реализации изобретения, разъем подает сигнал, указывающий на то, что он разъединен. Контроллер окна может получать такие сигналы, которые записываются в журнал оконной системы.
4. За счет данных датчика:
a. Любое улучшение характеристик в течение определенного времени. Это может свидетельствовать о снижении амплитуды сигнала. Это может быть вызвано различными факторами, включая повреждение датчика, грязь на датчике, помехи спереди датчика и т.п.
b. Корректировка в соответствии с внешними погодными условиями. Обычно, система окон предполагает, что выходной сигнал фотодатчика корректируется в соответствии с погодными условиями.
c. Сравнение с изменениями состояния зоны, позволяющее убедиться, что интеллектуальная система работает правильно. Обычно, система окон предполагает, что изменения состояния зоны происходит тогда, когда выходной сигнал фотодатчика удовлетворяет определенным критериям изменения состояния. Например, если датчик указывает на переход в условие солнечного освещения, переключаемое устройство в этой зоне должно быть затемнено. В определенных вариантах реализации изобретения, в каждой зоне находится один или более фотодатчиков.
d. Любые изменения в окружающей обстановке после ввода в эксплуатацию. Например, перед датчиком выросло дерево или построено здание. Подобные изменения в окружающей обстановке могут свидетельствовать о том, что со множеством датчиков происходят изменения под воздействием одних и тех же факторов (например, уменьшается амплитуда выходных сигналов фотодатчиков в одно и то же время). Среди прочих целей, при вводе в эксплуатацию предоставляется информация о размещении датчиков, контроллеров и/или устройств с изменяемыми оптическими свойствами на объекте. Ввод в эксплуатацию подробно описан в заявке на патент PCT № PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013 года, включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
e. Данные от центрального или многофункционального датчика. В некоторых вариантах реализации изобретения, здание оснащается многофункциональным датчиком, предоставляющим считываемую информацию со множеством различных параметров, относящихся к затемнению окна или другим параметрам управления зданием. Примеры отдельных датчиков, которые могут содержаться в таком многофункциональном датчике, включают датчики температуры, направленные фотодатчики (например, три или более фотодатчиков, направленных по разным азимутальным и/или высотным направлениям), датчики влажности и т.п. Фотодатчики могут фиксировать видимый свет, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение или их любую комбинацию. В определенных вариантах реализации изобретения, многофункциональный датчик предоставляет данные, связанные с погодными условиями. В одном примере, датчик представляет собой кольцевой датчик, как описано в заявке на патент США № 62/238 100, поданной 6 октября 2015 года, описание которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
5. За счет анализа файла журнала регистрации факторов, влияющих на изменение состояния:
a. Перехват управления зоной - дополнительная настройка алгоритмов управления для зоны. Оконная система может изучать требования определенного объекта и адаптировать свои алгоритмы обучения для соответствия этим требованиям. Различные типы адаптивного обучения описаны в заявке на патент PCT № PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013 года, включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
b. Отключение посредством iOS либо с помощью настенным выключателем - по выбору пользователя. Когда обнаружено отключение, система контроля может выдать уведомление, какой тип устройства инициировал отключение, настенный выключатель или мобильное устройство. Слишком частое использование настенных выключателей может указывать на учебные цели или на проблемы с оконным приложением на мобильном устройстве.
c. Продолжительность/частота различных состояний целесообразность каждого состояния. Если доступно множество состояний затемнения и некоторые из них не используются, это может указывать на определенные проблемы удаленной системы контроля с некоторыми состояниями. Система может изменить прозрачность или другие характеристики состояния.
d. Различия, обусловленные сегментами рынка. Частота использования (популярность) определенных состояний или другие свойства характеристик переключения объекта могут корректироваться в зависимости от сегмента рынка. Когда оконная система получает соответствующую информацию, она может разрабатывать и предоставлять специфические для рынка алгоритмы. Примеры сегментов рынка включают аэропорты, больницы, офисные здания, школы, правительственные здания и т.п.
e. Общее количество переходов предполагаемое количество циклов перехода в течение гарантийного периода и жизненного цикла сегмента рынка. Предоставляется информация о жизненном цикле по месту эксплуатации.
6. Расчеты энергии:
a. Экономия зоной энергии за сезон, общая экономия энергии системы за сезон. Оконная система может определять экономию энергии для идентификации алгоритмов, типов устройств, структур и т.п., обеспечивающих благоприятный эффект. Предоставление информации о характеристиках работы и рекомендаций внешним системам, например, системам отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) и службе умного терморегулятора или другим службам бытовых устройств (например, NEST).
b. Предоставление зоной дополнительной информации о потреблении энергии системе кондиционирования. Здание имеет большую теплоемкость, таким образом, кондиционирование воздуха и нагревание не дают мгновенного эффекта. С использованием солнечного калькулятора или других прогностических инструментов (описанных в других местах данного документа) оконная система может предоставлять дополнительные уведомления системам отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) или NEST для более раннего выполнения перехода. Желательно, чтобы эта информация предоставлялась зоной.
7. Оконные антенны
a. В определенных вариантах реализации изобретения, окна и/или связанные с ними структуры (например, контроллеры, арматура стеклопакетов и рамы) оснащены закрепленными или выполненными в них антеннами. Примеры таких оконных антенн описаны в заявке на патент PCT № PCT/US2015/062387, поданной 24 ноября 2015 года, и включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
a. Оконная антенна предоставляет данные о положении жильцов и/или посетителей, которые переносят устройства с поддержкой обмена информацией, например, мобильные телефоны
b. наличие незаконного проникновения или другая информация, связанная с безопасностью (например, когда активированы настройки конфиденциальности).
c. потребляемый диапазон частот или доступный посредством служб, предоставляемых оконными антеннами
[00053].
В определенных вариантах реализации изобретения, окна, контроллеры и датчики содержат проверку их производительности или отклика в начальный момент времени, а в дальнейшем периодически проверяются. В некоторых случаях, последние измерения производительности/отклика сравниваются с более ранними измерениями производительности/отклика для определения тенденций, отклонений, стабильности и т.п. При необходимости, выполняются регулировки или предоставляется служба для устранения тенденций или отклонений, обнаруженных во время сравнения. Сбор соответствующих параметров для окна, датчика или контроллера может служить в качестве «маркера» для устройства. Такие параметры включают чувствительность по напряжению, чувствительность по току, достоверность передачи данных и т.п., как описано в других местах данного документа. В некоторых вариантах реализации изобретения, окна, датчики и или контроллеры проверяются и дополнительно маркируются на заводе. Например, окно с изменяемыми оптическими свойствами может проходить через процедуры термообработки, во время которых будут получены соответствующие параметры. Обнаруженные проблемы с окнами могут содержать их текущее характеристики работы, сравниваемые с ранними маркерами для дополнительного определения того, возникли ли данные проблемы после транспортировки/монтажа или во время работы. Маркеры также могут быть сгенерированы, при желании, автоматически, когда устройства вводятся в эксплуатацию (например, устанавливается на объекте и производится их начальное обнаружение и внесение в список). Ввод в эксплуатацию описан в заявке на патент PCT № PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013 года, и включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
Системы диспетчеризации здания (СДЗ) и системы умных бытовых приборов
[00054].
Система диспетчеризации здания (СДЗ) является компьютерной системой управления, установленной на объекте (например, здании), которая контролирует и управляет механическим и электрическим оборудованием объекта, например, вентиляцией, освещением, системами энергоснабжения, лифтами, системами пожаротушения и системами обеспечения безопасности. В определенных вариантах реализации изобретения, СДЗ может быть разработан или выполнен с возможностью взаимодействия с оконной системой для получения сигналов управления и обмена контрольной информацией от систем на объекте. СДЗ содержит аппаратное обеспечение, включая взаимодействие коммуникационных каналов с компьютером или компьютерами, и связанное с ним программное обеспечение для поддержания условий на объекте в соответствии с предпочтениями жильцов, менеджер объекта, и/или менеджер системы. Например, СДЗ может быть реализован с использованием локальной вычислительной сети, например, Ethernet. Программное обеспечение может основываться, к примеру, на интернет-протоколах и/или открытых стандартах. Одним из примеров программного обеспечения является программное обеспечение от компании Tridium, Inc. (Ричмонд, Виргиния). Одним из наиболее распространенных протоколов, используемым совместно с СДЗ, является протокол BACnet (сетевой протокол, применяемый в системах автоматизации зданий).
[00055].
СДЗ чаще всего реализуется в больших зданиях и, как правило, используется по меньшей мере для управления параметрами окружающей среды внутри здания. Например, СДЗ может управлять температурой, уровнем углекислого газа и влажностью внутри здания. Как правило, существует множество механических устройств, управляемых посредством СДЗ, например, нагреватели, кондиционеры воздуха, вентиляционные установки, вентиляторы и т.п. Для управления параметрами окружающей среды СДЗ включает и отключает все эти различные устройства при определенных условиях. Основной функцией типовой современной СДЗ является подержание комфортной окружающей среды для жителей здания при минимизации стоимости/потреблении при нагревании и охлаждении. Таким образом, современная система СДЗ используется не только для контроля и управления, но и для оптимизации взаимных усилий между различными системами, например, для сбережения энергии и низких эксплуатационных расходов на здание.
[00056].
В некоторых вариантах реализации изобретения, система управления окнами взаимодействует с СДЗ, при этом система управления окнами выполнена с возможностью управлять одним или более электрохромными окнами или другими затемняемыми окнами. В одном варианте реализации изобретения, каждое такое одно или более затемняемых окон содержит по меньшей мере одно неорганическое электрохромное устройство, которое полностью реализовано на твердотельных элементах. В другом варианте реализации изобретения, каждое такое одно или более затемняемых окон содержит только неорганические электрохромные устройства полностью на твердотельных элементах. В другом варианте реализации изобретения, одно или более затемняемых окон являются электрохромными окнами с несколькими состояниями, как описано в заявке на патент США № 12/851 514, поданной 5 августа 2010 года под названием «Multipane Electrochromic Windows».
[00057]. Фиг. 1C
1100
иллюстрирует схематическую диаграмму варианта реализации сети объекта , включающей СДЗ, которая управляет несколькими системами здания, включая системы обеспечения безопасности, отопления/вентиляции/кондиционирования (ОВК), освещения здания, системы энергоснабжения, лифты, системы пожаротушения и т.п. Системы обеспечения безопасности могут обеспечивать доступ по магнитным картам, включать турникеты, управляемые электромагнитом дверные замки, камеры видеонаблюдения, охранные сигнализации, металлоискатели и т.п. Системы пожаротушения могут включать пожарные сигнализации и системы тушения пожара, включая управление водопроводом. Системы освещения могут включать внутреннее освещение, внешнее освещение, лампы оповещения о чрезвычайных ситуациях, указатели аварийного выхода и аварийное эвакуационное освещение этажей. Системы энергоснабжения могут включать основной источник энергии, резервные генераторы энергии и сети источников бесперебойного питания (ИБП).
[00058].
1102
1102
1103
1105a
1105b
1110
1110
450
Фиг. 4 и 5
1103
1101
1105a
1105b
1110
1110
1101
Кроме того, СДЗ взаимодействует с сетью окон . В этом примере, сеть окон  проиллюстрирована в виде распределенной сети контролеров окон, включая основной сетевой контроллер, промежуточные сетевые контролеры,  и , и концевые или оконечные контроллеры . Концевые или оконечные контроллеры  могут быть аналогичны контроллеру окна , проиллюстрированному на . Например, основной сетевой контроллер  может отвечать за взаимодействие с системой СДЗ, например, посредством API, и каждый этаж или здание  может содержать один или более промежуточных сетевых контроллеров  и , при этом каждое здания имеет свой собственный концевой или оконечный контроллер . В этом примере, каждый из контроллеров  управляет определенным затемняемым окном здания . В определенных вариантах реализации изобретения, сеть окон 1102 и/или основной сетевой контроллер 1103 взаимодействует с интеллектуальной системой окон или их компонентами, например, хранилищем данных.
[00059].
1110
1101
1102.
1102
Каждый из контроллеров  может располагаться отдельно от затемняемого окна, которым он управляет, или может быть встроен в затемняемое окно. Для простоты, только небольшое количество окон здания  проиллюстрированы, как управляемые основным контроллером окон В обычной обстановке, существует большое количество затемняемых окон в здании, управляемых сетью окон , которая может являться распределенной сетью контроллеров окон. В альтернативном варианте реализации изобретения, один оконечный контроллер, управляющий функциями отдельного затемняемого окна, также подпадает под объем и сущность вариантов реализации изобретения, изложенных в данном документе.
[00060].
За счет включения обратной связи от контроллеров окон СДЗ может предложить, к примеру, следующие улучшенные варианты:1) управления параметрами окружающей среды, 2) экономии энергии, 3) безопасности, 4) гибкости в возможностях управления, 5) улучшенной надежности и срока эксплуатации других систем вследствие уменьшения их использования и, как следствие, уменьшение эксплуатационных расходов, 6) доступности информации и диагностики, 7) эффективного использования рабочей силы и ее различных комбинаций, так как затемняемые окна управляются автоматически.
[00061].
В некоторых вариантах реализации изобретения, СДЗ может быть не показана или СДЗ может быть показана, но может не взаимодействовать напрямую с основным сетевым контроллером или взаимодействовать с основным сетевым контроллером на высоком уровне. В таких вариантах реализации изобретения, основной сетевой контроллер может предоставлять, к примеру, улучшенные варианты:1) управления параметрами окружающей среды, 2) экономии энергии, 3) гибкости в опциях управления, 4) улучшенной надежности и срока эксплуатации других систем вследствие уменьшения их использования и, как следствие, снижение эксплуатационных расходов, 5) доступности информации и диагностики, 6) эффективного использования рабочей силы и ее различных комбинаций, так как затемняемые окна управляются автоматически. В таких вариантах реализации изобретения, техническое обслуживание СДЗ не прерывает управление затемняемыми окнами.
[00062].
В определенных вариантах реализации изобретения, СДЗ может обмениваться данными с оконной системой посредством API для получения управляющих сигналов и передачи контрольных данных из одной или более систем, управляемых СДЗ.
[00063]. Фиг. 1D
1200
1200
1200
1205
1210
1215
1220
1225,
1227
1230
1235
1240
1245
1250
1255
1257
иллюстрирует структурную схему альтернативного варианта реализации изобретения, использующего сеть  для объекта (например, здания). Сеть  может использовать любое количество различных коммуникационных протоколов, включая BACnet. Как проиллюстрировано на фигуре, сеть объекта  содержит оконную систему , панель управления освещением , СДЗ , систему обеспечения безопасности , консоль пользователя службу умного терморегулятора и другие службы умных бытовых устройств (например, NEST) . Эти различные контроллеры и системы на объекте могут использоваться для приема ввода данных и/или управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) , лампами , датчиками системы обеспечения безопасности , дверными замками , камерами , затемняемыми окнами , и терморегуляторами  объекта.
[00064].
1210
1215
1200
1215
1205
1210
1220
1220
1225
1225
Панель управления освещением может содержать электрические схемы или другие логические элементы для управления внутренним освещением, внешним освещением, лампами оповещения о чрезвычайных ситуациях, указателями аварийного выхода и аварийным эвакуационным освещением этажей. Панель управления освещением (например, панель ) также может получать доступ к датчикам присутствия в помещениях на объекте. СДЗ  может содержать сервер, получающий данные от других систем и подающий команды другим системам, и контроллерам сети объекта . Например, СДЗ  может принимать данные и подавать команды каждому из контроллеров окон , панели управления освещением , и системе обеспечения безопасности . Система обеспечения безопасности  может обеспечивать доступ по магнитным картам, включать турникеты, управляемые электромагнитом дверные замки, камеры видеонаблюдения, охранные сигнализации, металлоискатели и т.п. Консоль пользователя  может являться компьютерным терминалом, используемым менеджером объекта для ведения графика работы, управления, контроля, оптимизации и поиска неисправности различных систем объекта. Программное обеспечение от компании Tridium, Inc. может генерировать визуальное отображение данных из различных систем для консоли пользователя .
[00065].
1205
1255
1210
1235
1215
1230
1220
1240
1245
1250
1200
Каждое из средств управления может управлять отдельными устройствами/механизмами. Оконная система  управляет окнами . Панель управления освещением  управляет лампами . СДЗ  управляет системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) . Система обеспечения безопасности  управляет датчиками системы обеспечения безопасности , дверными замками , и камерами . Данными можно обмениваться и/или использовать совместно со всеми различными устройствами/механизмами и контроллерами, являющимися частью сети объекта .
[00066].
1100
1200
В некоторых случаях, системы сети объекта  или сеть объекта  могут запускаться в соответствии с еженедельным, ежемесячным, ежеквартальным или ежегодным расписанием. Например, система управления освещением, система управления окнами, система отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) и система обеспечения безопасности могут работать по 24 часовому расписанию, учитывая, что люди находятся в здании в течение рабочего дня. Ночью здание может переходить в режим экономии энергии и в течение дня системы могут работать таким образом, чтобы снизить потребление энергии объектом, обеспечивая при этом комфорт для жителей. В качестве другого примера, системы могут отключаться или переходить в режим экономии энергии в отпускной период.
[00067].
Информация о расписании может быть скомбинирована с географической информацией. Географическая информация может содержать ширину и долготу объекта, например, здания. В случае здания, географическая информация также может содержать информацию о направлении, в котором сориентирована каждая сторона здания. С использованием такой информации, различные помещения на разных сторонах здания могут управляться разными способами. Например, зимой, для каждого внешнего помещения здания, контроллер окна может предписывать окну не выполнять затемнение утром, так как помещение нагревается за счет освещения помещения солнечными лучами, и панель управления освещением может предписывать лампам приглушить свечение с учетом освещения от солнечных лучей. Утром, окна на западной стороне могут управляться жителями помещения, потому что затемнение окон на западной стороне не влияет на экономию энергии. Тем не менее, режимы работы окон на восточной стороне и окон на западной стороне вечером могут переключаться (например, во время захода солнца окна на западной стороне не затемняются, позволяя солнечным лучам освещать и нагревать помещение).
[00068].
1101
Фиг. 1C
Ниже описан пример объекта, к примеру, здания , проиллюстрированному на , которое содержит сеть объекта, затемняемые окна для наружного остекления (например, окна, разделяющие внутреннее пространство помещения от внешнего пространства здания), некоторое количество различных датчиков. Как правило, свет от внешних окон здания влияет на внутреннее освещение в здании на расстоянии около 20 футов (6 метров) или около 30 футов (9 метров) от окон. Другими словами, пространство здания, находящееся на расстоянии более 20 или более 30 футов от внешних окон, получает малое количество света от внешнего окна. Такие удаленные от внешних окон пространства в здании освещаются с помощью систем освещения здания.
[00069].
Кроме того, на температуру внутри здания может оказывать влияние внешнее освещение и/или внешняя температура. Например, в холодный день, при нагревании помещения системой отопления, помещения, расположенные ближе к дверям и/или окнам, будут быстрее терять тепло, чем внутренние области здания и будут более холодными по сравнению с внутренними областями.
[00070].
Для контроля внешних условий здание может оснащаться внешними датчиками, установленными на крыше здания. В качестве альтернативы, здание может содержать внешний датчик, связанный с каждым внешним окном, или внешний датчик на каждой стороне здания. Внешний датчик на каждой стороне здания записывает интенсивность излучения на этой стороне здания при изменении положения солнца в течение дня.
[00071].
Если контроллер окна встроен в сеть объекта, выходные сигналы от внешних датчиков могут поступать в сеть объекта и/или оконную систему. В некоторых случаях, эти выходные сигналы могут быть предоставлены в качестве входных сигналов для локального контроллера окна. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, принимаются выходные сигналы от любого из двух или более внешних датчиков. В некоторых вариантах реализации изобретения, принимается только один выходной сигнал, а в некоторых других вариантах реализации изобретения, принимаются три, четыре, пять или более выходных сигналов. Эти выходные сигналы могут быть приняты посредством сети объекта.
[00072].
В некоторых вариантах реализации изобретения, принимаемые датчиком(и) выходные сигналы содержат сигнал, указывающий на величину потребление энергии или мощности системой отопления, системой охлаждения и/или системой освещения внутри здания. Например, может контролироваться потребление энергии или мощности системой отопления, системой охлаждения и/или системой освещения здания для предоставления сигнала, указывающего на величину потребления энергии или мощности. Устройства могут взаимодействовать или подключаться к электронным схемам и/или электропроводке задания для выполнения подобного контроля. В качестве альтернативы, система энергоснабжения задания может быть установлена таким образом, что будет контролироваться энергия, потребляемая системой отопления, системой охлаждения и/или системой освещения для каждого отдельного помещения внутри здания или группы помещение внутри здания.
[00073].
Фиг. 1C
1103
1105a
1105b
1110
1103
1100
Команды затемнения могут предоставляться для изменения затемнения затемняемых окон до заданного уровня затемнения. Например, как проиллюстрировано на , это может включать основной сетевой контроллер , выдающий команды одному или более промежуточных сетевых контроллеров и , которые, в свою очередь, выдают команды оконечным контроллерам , управляющим каждым окном здания. Основной сетевой контроллер  может выдавать команды на основе команд, полученных от СДЗ и/или оконной системы. Оконечные контроллеры  подают напряжение и/или силу тока к окну для управления изменением затемнения в соответствии с командами.
[00074].
В некоторых вариантах реализации изобретения, объект, содержащий затемняемые окна, может быть включен в список или участвовать в программе управление спросом, выполняемой коммунальной службой или коммунальными службами, поставляющими энергию объекту. Эта программа может быть программой, в которой потребление энергии объектом снижается в момент возникновения предполагаемой пиковой нагрузки. Коммунальная служба может посылать предупредительный сигнал перед возникновением предполагаемой пиковой нагрузки. Например, предупреждение может быть направлено за день, утром или примерно за час перед возникновением предполагаемой пиковой нагрузки. Возникновение пиковой нагрузки может быть спрогнозировано в жаркий летний день, когда системы охлаждения/кондиционирования воздуха потребляют большое количество энергии, к примеру, от коммунальной службы. Предупредительный сигнал может быть получен СДЗ, оконной системой или контроллерами окна, выполненными с возможностью управления затемняемыми окнами в здании. Этот предупредительный сигнал может перекрывать механизм, который отключает управление затемнением. СДЗ или оконная система передают команды контроллеру(ам) окна на выполнение перехода соответствующего электрохромное устройства в затемняемом окне в темный уровень затемнения, способствуя снижению потребления энергии системами охлаждения здания в то время, когда предполагается пиковая нагрузка.
[00075].
В некоторых вариантах реализации изобретения, затемняемые окна (например, электрохромные окна) объекта могут быть сгруппированы в зоны с затемняемыми окнами в зоне, которая получает команды аналогичным способом. Например, внешние окна объекта (например, окна, отделяющие внутреннее пространство от внешнего пространства здания) могут быть сгруппированы в зоны с затемненными окнами в зоне, которая получает команды аналогичным способом. Например, группы затемняемых окон на разных этажах здания или разных сторонах здания могут находиться в разных зонах. В одном случае, на первом этаже здания все затемняемые окна на восточной стороне могут находиться в зоне 1, все затемняемые окна на южной стороне могут находиться в зоне 2, все затемняемые окна на западной стороне могут находиться в зоне 3 и все затемняемые окна на северной стороне могут находиться в зоне 4. В другом случае, все затемняемые окна на первом этаже здания могут находиться в зоне 1, все затемняемые окна на втором этаже могут находиться в зоне 2 и все затемняемые окна на третьем этаже могут находиться в зоне 3. В еще одном случае, все затемняемые окна на восточной стороне могут находиться в зоне 1, все затемняемые окна на южной стороне могут находиться в зоне 2, все затемняемые окна на западной стороне могут находиться в зоне 3, и все затемняемые окна на северной стороне могут находиться в зоне 4. В качестве еще одного примера, затемняемые окна на восточной стороне первого этажа могут быть разбиты на разные зоны. Зоне может быть назначено любое количество затемняемых окон на одной и той же стороне или разных сторонах, или разных этажах здания.
[00076].
В некоторых вариантах реализации изобретения, затемняемые окна в зоне могут управляться одним и тем же контроллером окна. Некоторых других вариантах реализации изобретения, затемняемые окна в зоне могут управляться разными контроллерами окна, однако контроллеры окна могут принимать одни и те же выходные сигналы от датчиков и использовать одни и те же функции или поисковые таблицы для определения уровня затемнения окон в зоне.
[00077].
В некоторых вариантах реализации изобретения, затемняемые окна в зоне могут управляться контроллером окна или контроллерами, которые принимают выходной сигнал от датчика степени прозрачности окна. В некоторых вариантах реализации изобретения, датчик прозрачности может быть установлен в непосредственной близости к окнам в зоне. Например, датчик степени прозрачности может быть установлен в раме или на раме, содержащей в себе стеклопакет (например, в или на среднике, горизонтальной створке рамы), включенной в зону. В некоторых других вариантах реализации изобретения, затемняемые окна в зоне, которая содержит окна на одной стороне здания, могут управляться контролером окна или контроллерами, принимающими выходные сигналы от датчика степени прозрачности.
[00078].
В некоторых вариантах реализации изобретения, датчик (например, фотодатчик) может предоставлять выходной сигнал контроллеру окна для управления затемняемыми окнами первой зоны (например, основной зоны управления). Контроллер окна также может управлять затемняемыми окнами во второй зоне (например, подчиненной зоны управления) таким же способом, как и в первой зоне. В некоторых других вариантах реализации изобретения, другой контроллер окна может управлять затемняемыми окнами во второй зоне таким же самым образом, как и в первой зоне.
[00079].
В некоторых вариантах реализации изобретения, менеджер объекта, жители помещений во второй зоне или другие лица могут вручную вводить команды (например, с использованием команд изменения затемнения или прозрачности, или команд из консоли пользователя СДЗ) затемняемым окнам во второй зоне (например, подчиненной зоне управления) для перехода в затемненное состояние, например, окрашенное состояние (уровень) или прозрачное состояние. В некоторых вариантах реализации изобретения, когда уровень затемнения окон во второй зоне перекрывается такими командами, введенными вручную, затемняемые окна в первой зоне (например, основной зоне управления) остаются под управлением контроллера окна, принимающего выходной сигнал от датчика степени прозрачности. Вторая зона может оставаться в режиме ручного ввода команд в течение определенного периода времени и снова возвращаться под управление контроллера окна, принимающего выходной сигнал от датчика степени прозрачности. Например, вторая зона может оставаться в ручном режиме в течение одного часа после приема перекрывающей команды, а затем снова возвращаться под управление контроллера окна, принимающего выходной сигнал от датчика степени прозрачности.
[00080].
В некоторых вариантах реализации изобретения, менеджер объекта, жители помещений в первой зоне или другие лица могут вводить команды вручную (к примеру, с использованием команд затемнения или команд из консоли пользователя) окнам в первой зоне (например, основной зоне управления) для перехода к определенному уровню затемнения, например, в окрашенное состояние или прозрачное состояние. В некоторых вариантах реализации изобретения, если уровень затемнения окон в первой зоне перекрывается такими командами, введенными вручную, затемняемые окна во второй зоне (например, подчиненной звоне управления) остаются под управлением контроллера окна, принимающего выходные сигналы от внешнего датчика. Первая зона остается в ручном режиме ввода команд в течение определенного периода времени, а затем возвращается обратно под управление контроллера окна, принимающего выходные сигналы от датчика степени прозрачности. Например, первая зона может оставаться в ручном режиме в течение одного часа после получения отменяющей команды, а затем снова вернуться назад под управление контролера окна, принимающего выходные сигналы от датчика степени прозрачности. В некоторых других вариантах реализации изобретения, затемняемые окна во второй зоне могут оставаться с определенным уровнем затемнения после того, как они вручную получили отменяющую команду для первой зоны. Первая зона может оставаться в режиме ручного ввода команд в течение определенного периода времени, а затем, и первая и вторая зона могут снова вернуться под управление контроллера окна, принимающего выходной сигнал от датчика степени прозрачности.
[00081].
Любой из описанных в данном документе способов управления затемняемыми окнами, независимо от того является ли контроллер окна выделенным контроллером окна или взаимодействующим с сетью объекта, может быть использован для управления затемнением затемняемых окон.
[00082].
Ссылки на СДЗ в приведенном выше описании могут быть заменены, в некоторых или во всех случаях, ссылками на службу умного терморегулятора или другую службу умных бытовых устройств, например, NEST. Обмен данными между оконной системой и СДЗ, или службой бытовых устройств может выполняться посредством API, как описано выше.
[00083].
Некоторые характерные особенности настоящего изложения сущности изобретения могут быть реализованы в многосвязной сети, например, в сетях, описанных в предварительной заявке на патент США № 62/085 179, поданной 26 ноября 2014 года, ранее включенной в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Устройства в многосвязной сети могут использовать информацию, известную сети. К примеру, если известны GPS-координаты одного или более окон, другое «не оконное» устройство может узнать свое точное местоположение на основе данных GPS и относительной позиции всех остальных устройств (оконных и не оконных). Так как GPS обычно не работает внутри здания, то непосредственное определение положения устройства при помощи GPS внутри здания затруднено или невозможно. По этой причине, за счет использования информации об абсолютном положении, самостоятельно полученными от окон, а также относительного положения различных устройств в сети, даже «не оконные» устройства, находящиеся внутри здания, могут установить точное собственное местоположение. В некоторых вариантах реализации, такие сетевые устройства могут заполнять карту, сгенерированную автоматически. Например, если офисное здание использует электрохромные окна, а также принтеры, каждый из которых способен подключаться к многосвязной сети, карта, генерируемая контроллером, может отображать относительное положение всех окон и принтеров, подключенных к сети. Жители здания могут использовать эту карту (например, загруженную в приложение на смартфоне, компьютер и т.п.) с целью облегчения поиска ближайшего принтера или другого соответствующего устройства многосвязной сети. Датчики присутствия и компонентов системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) также могут быть подключены или взаимодействовать с многосвязной сетью. В таких случаях, карта, сгенерированная контроллером, может отображать информацию о том, загружены ли определенные помещения, на основе информации от датчиков присутствия, и может отображать другие условия (например, текущую температуру, настройки терморегулятора, влажность, состояние освещения, и т.п.) на основе информации, полученной от других компонентов системы отопления вентиляции и кондиционирования (ОВК).Точность и достоверность карты возрастает с увеличением количества устройств многосвязной сети, так как дополнительные устройства предоставляют дополнительные данные для системы, объединяющей их вместе.
[00084].
Окна в многосвязной сети могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с другими устройствами многосвязной сети, например, они могут взаимодействовать посредством API или напрямую с терморегулятором, или другими компонентами системы отопления вентиляции и кондиционирования (ОВК). К примеру, когда окно или группа окон затемняются (уменьшая, таким образом, скорость, с которой тепло поступает в здание через окно(а)), окно(а) может направлять сигнал терморегулятору или другому компоненту системы отопления вентиляции и кондиционирования (ОВК) для снижения степени охлаждения, происходящей за счет кондиционирования воздуха. Аналогичные сигналы могут быть направлены для увеличения степени охлаждения посредством кондиционирования воздуха или для управления системой отопления. Дополнительно, информация, собранная электрохромным окном (например, посредством датчиков, характеристик работы и т.п.) может использоваться совместно с терморегулятором или другим компонентом системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) для помощи в принятии решений, выполняемых терморегулятором или системой отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК).
[00085].
В некоторых вариантах реализации изобретения, контроллеры могут содержать инструкция для управления окнами на основе принятых относительных и точных положений/ориентаций различных окон. Например, контроллеры могут содержать инструкции для окрашивания окон с восточной стороны ранним утром для предотвращения нагревания солнцем помещений с восточной стороны, и для придания прозрачности окнам с восточной стороны поздним вечером, когда солнце не светит напрямую в помещения на восточной стороне. Может использоваться любая схема управления, и она может быть запрограммирована в контроллере пользователем или монтажником, или может быть запрограммирована заранее производителем, продавцом и т.п., в некоторых вариантах реализации изобретения, контроллеры окна могут быть запрограммированы аналогичным образом, как и терморегулятор (с возможностью одновременного управления отдельным окном или множеством окон).
Беспроводной или проводной обмен данными
[00086].
В некоторых вариантах реализации изобретения, контроллеры окон, описанные в данном документе, содержат компоненты для проводного и беспроводного обмена данными между контроллером окна, датчиками и отдельными коммуникационными узлами. Беспроводной или проводной обмен данными может выполняться с помощью коммуникационного интерфейса, который напрямую взаимодействует с контроллером окна. Такой интерфейс является собственным для микропроцессора или предоставляется посредством дополнительной электронной схемы, обеспечивающей соответствующие функции. В дополнение, другие системы сети объекта могут содержать компоненты для беспроводного или проводного обмена данными между различными элементами системы.
[00087].
505
505
505
505
Отдельный коммуникационный узел для беспроводного обмена данными может быть, к примеру, другим беспроводным контроллером окна, оконечным, промежуточным или основным контроллером окна, устройством удаленного управления, СДЗ или оконной системой. Беспроводной обмен данными используется в контроллере окна по меньшей мере для одной из следующих операций: программировании и/или работе затемняемого окна  (Фиг. 5), сбора данных от затемняемых окон от различных датчиков и протоколов, используемых в данном документе, и при использовании затемняемого окна в качестве точки передачи беспроводного обмена данными. Сбор данных от затемняемых окон  также содержит дискретные данные, например, количество времени, в течение которого электрохромное устройство было активировано, эффективности электрохромного устройства в течение определенного времени и т.п. Ниже более подробно описаны эти характерные признаки беспроводного обмена данными.
[00088].
505
В одном варианте реализации изобретения, беспроводной обмен данными используется для работы связанных затемняемых окон , например, посредством инфракрасного (ИК) и/или радиочастотного (РЧ) сигнала. В определенных вариантах реализации изобретения, контроллер содержит микросхему беспроводного протокола, например, Bluetooth, EnOcean, Wi-Fi, ZigBee и т.п. Контроллеры окон также могут поддерживать беспроводной обмен данными посредством сети. Ввод данных в контроллер окна может выполняться вручную конечным пользователем с помощью настенного выключателя, как напрямую, так и посредством беспроводного обмена данными, или ввод данных может поступать от СДЗ объекта, компонентом которого является затемняемое окно, или из системы управления оконной системой.
[00089].
Фиг. 1C
1103
1105a
1105b
1110
1103
В одном варианте реализации изобретения, если контроллер является частью распределенной сети контроллеров, то беспроводной обмен данными используется для передачи данных множеству затемняемых окон, и от них, посредством распределенной сети контроллеров, каждый из которых содержит компоненты беспроводного обмена данными. Например, снова, как проиллюстрировано на , основной сетевой контроллер  обменивается данными беспроводным способом с каждым промежуточным сетевым контроллером  и , которые, в свою очередь, обмениваются данными беспроводным способом с оконечными контроллерами , каждый из которых связан с затемняемым окном. Основной сетевой контроллер  также может обмениваться данными беспроводным способом с СДЗ илис оконной системой. В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один уровень обмена данными в контроллере окна выполняется беспроводным способом.
[00090].
В некоторых вариантах реализации изобретения, используется более чем один режим обмена данными в распределенной сети контроллеров окна. Например, основной сетевой контроллер может обмениваться данными беспроводным способом с промежуточными контроллерами посредством Wi-Fi или ZigBee, при этом промежуточные контроллеры обмениваются данными посредством Bluetooth, ZigBee, EnOcean или других протоколов. В другом примере, контроллеры окон содержат дублирующие системы беспроводного обмена данными для гибкого выбора конечным пользователем способа беспроводной передачи данных.
Примеры системы управления функциями затемняемых окон
[00091]. Фиг. 1E
1400
1101
Фиг. 1C
1400
1100
Фиг. 1C
иллюстрирует схему компонентов системы сети окон  для управления функциями (например, переходом к различным уровням затемнения) одного или более затемняемых окон на объекте (например, здания , проиллюстрированного на ), в соответствии с вариантом реализации изобретения. Система  может быть одной из систем, управляемых оконной системой посредством СЗД (например, СЗД , проиллюстрированной на ) или может напрямую управляться оконной системой и/или работать независимо от СЗД.
[00092].
1400
1402
1400
1410
1402
1402
1410
1410
1410
1410
1410
1410
Система  включает основной контролер окна , который может направлять управляющий сигнал к затемняемому окну для управления его функциями. Система  также включает сеть , обменивающуюся данными электронным способом с главным контроллером окна . Логика управления и команды для управления функциями затемняемого окна(он), и/или данные датчиков могут передаваться главному контроллеру окна посредством сети . Сеть  может представлять собой проводную или беспроводную сеть (например, облачную сеть). В некоторых вариантах реализации изобретения, сеть  может обмениваться данными с СДЗ (например, посредством API) для предоставления СДЗ возможности отправлять инструкции управления затемняемым окном(и) посредством сети к затемняемому окну(ам) в здании. В некоторых случаях, СДЗ может обмениваться данными с оконной системой для получения команд для управления затемняемым окном(и) от оконной системы. В других вариантах реализации изобретения, сеть  может обмениваться данными с оконной системой, чтобы разрешить оконной системе отправлять инструкции для управления затемняемым окном(и) посредством сети затемняемому окну(ам) в здании. В определенных вариантах реализации изобретения, основной контроллер окна 1402 и/или основной сетевой контроллер 1403 разработаны или настроены для обмена данными с оконной системой или ее компонентами, например, хранилищем данных.
[00093].
1400
400
1490
1402
1402
1490
1402
1490
Система  также содержит электрохромные устройства  затемняемых окон (не проиллюстрированы) и настенные выключатели , которые вместе обмениваются данными электронным способом с основным контроллером окна . В этом проиллюстрированном примере, основной контроллер окна  может отправлять управляющие сигналы электрохромным устройствам для управления уровнем затемнения затемняемого окна, содержащего электрохромные устройства. Каждый настенный выключатель  также обменивается данными с электрохромными устройствами и основным контроллером окна . Конечный пользователь (например, житель помещения, имеющего затемняемые окна) может использовать настенный выключатель для управления уровнем затемнения и другими функциями затемняемого окна, содержащего электрохромное устройство(а).
[00094].
Фиг. 1E
1402
1403
1405
1403
1110
1110
1405
1402
1402
1400
Фиг. 1D
Фиг. 1B
1403
1103
1405
1105
Фиг. 1E,
На  основной контроллер окна  проиллюстрирован в виде распределенной сети контроллеров окон, включая основной сетевой контроллер , множество промежуточных сетевых контроллеров , обменивающихся данными с основным сетевым контроллером , и множество концевых или оконечных контроллеров окон . Каждое множество оконечных или концевых контроллеров окон  обмениваются данными с отдельным промежуточным сетевым контроллером . Несмотря на то, что основной сетевой контроллер  проиллюстрирован в виде распределенной сети контроллеров окон, основной сетевой контроллер  может быть отдельным контроллером окон, управляющим функциями отдельного затемняемого окна в другом варианте реализации изобретения. Компоненты системы , проиллюстрированные на , могут быть аналогичны, в определенном смысле, компонентам, проиллюстрированным на . Например, основной сетевой контроллер  может быть аналогичным основному сетевому контроллеру , а промежуточный сетевой контроллер  может быть аналогичен промежуточному сетевому контроллеру . Каждый из контроллеров окон в распределенной сети, проиллюстрированной на  может содержать процессор (например, микропроцессор) и машиночитаемый носитель информации, обменивающийся данными с процессором электронным способом.
[00095].
Фиг. 1E
1110
400
1110
400
1110
1110
1110
Фиг. 1E
1110
Фиг. 1C
450
Фиг. 5
Как проиллюстрировано на , каждый концевой или оконечный контроллер окна  обменивается данными с электрохромными устройствами  отдельного затемняемого окна для управления уровнем затемнения этого затемняемого окна в здании. В случае стеклопакета, концевой или оконечный контроллер окна  может обмениваться данными с электрохромными устройствами  во множестве стекло стеклопакета для управления уровнем затемнения стеклопакета. В других вариантах реализации изобретения, каждый концевой или оконечный контроллер окна  может обмениваться данными с множеством затемняемых окон. Концевой или оконечный контроллер окна  может быть встроен в затемняемое окно или может быть отделен от затемняемого окна, которым он управляет. Концевые или оконечные контроллеры окна , проиллюстрированные на  могут быть аналогичны концевым или оконечным контроллерам , проиллюстрированным на  и/или также могут быть аналогичны контроллеру окна , проиллюстрированному на .
[00096].
1490
1490
1490
400
1490
1402
1402
1490
1490
1110
1490
1402
1490
1490
1490
1490
Фиг. 1E
1400
Каждый настенный выключатель  может использоваться конечным пользователем (например, жильцом помещения) для управления уровнем затемнения и другими функциями затемняемого окна, обменивающегося данными с настенным выключателем . Конечный пользователь может использовать настенный выключатель  для передачи управляющего сигнала электрохромным устройствам  в связанном затемняемом окне. Эти сигналы от настенного выключателя  могут перехватывать сигналы от основного контроллера окна в некоторых случаях. В других случаях (например, в случаях высокого потребления энергии), управляющие сигналы от основного контроллера  могут перехватывать управляющие сигналы от настенного выключателя . Каждый настенный выключатель  также обменивается данными с концевыми или конечными контроллерами окна  для отправки информации об управляющих сигналах (например, времени, дате, запрашиваемому уровню затемнения), полученных от настенного выключателя  обратно, к основному контроллеру окна . В некоторых случаях, настенные выключатели  могут управляться вручную. В других случаях, настенные выключатели  могут управляться беспроводным способом конечным пользователем с использованием удаленного устройства (например, мобильного телефона, планшета и т.п.), отправляя беспроводным способом данные с управляющими сигналами, например, с использованием инфракрасного (ИК) или радиочастотного (РЧ) сигналов. В некоторых случаях, настенные выключатели  могут задержать микросхему беспроводного протокола, например, Bluetooth, EnOcean, Wi-Fi, ZigBee и т.п. Несмотря на то, что выключатели  проиллюстрированы на расположенными на стене(ах), другие варианты реализации системы  могут содержать выключатели, расположенные в других местах помещения.
[00097].
Беспроводной обмен данными, к примеру, между основным и/или промежуточным контроллерами окна и оконечными контроллерами окна предоставляет преимущества за счет избавления от необходимости установки фиксированных каналов связи. Это также справедливо для беспроводного обмена данными между контроллерами окна и СДЗ. В одном аспекте, беспроводной обмен данными в этой роли полезен для передачи данных электрохромным окнам и от них, для работы окна и предоставления данных, например, в СДЗ для оптимизации окружающей среды и экономии энергии в здании. Данные о расположении окна, а также обратная связь с датчиками улучшают такую оптимизацию. Например, уровень детализации информации о микроклимате (окно-за-окном) передается в СДЗ для оптимизации различных условий окружающей обстановки в здании.
[00098].
Ссылки на СДЗ в приведенном выше описании могут быть заменены, в некоторых или во всех случаях, ссылками на службу умного терморегулятора или другую службу умных бытовых устройств, например, NEST. Обмен данными между оконной системой и СДЗ, или службой бытовых устройств может выполняться посредством API, как описано выше.
Пример алгоритма переключения
[00099].
Для мгновенного оптического перехода прилагаемое напряжение на начальном этапе подается с большей величиной, чем необходимо для удержания устройства в равновесии в определенном оптическом состоянии. Этот подход проиллюстрирован на Фиг. 2 и 3. Фиг. 2 иллюстрирует характеристики напряжения и силы тока, связанные с управлением переключением электрохромного устройства из бесцветного состояния в окрашенное, и из окрашенного состояния в бесцветное. Фиг. 3 иллюстрирует характеристики напряжения и силы тока, связанные с управлением переключением электрохромного устройства из бесцветного состояния в окрашенное.
[000100]. Фиг. 2
иллюстрирует полные характеристики силы тока и напряжения для электрохромного устройства, использующего простой алгоритм управления напряжением для выполнения цикла перехода оптического состояния (окрашивание, сменяющееся прозрачностью) электрохромного устройства. На этом графике общая плотность тока (I) проиллюстрирована в виде функции от времени. Как упоминалось, общая плотность тока представляет собой комбинацию плотности потока ионов, связанную с электрохромным переходом и утечкой тока между электрохимически активными электродами. Много различных типов электрохромных устройств будут иметь показанные характеристики тока. В одном примере, катодный электрохромный материал, например, оксид вольфрама, используется в сочетании с анодным электрохромным материалом, например, никель оксидом вольфрама в верхнем электроде. В таких устройствах, отрицательные токи указывают на окрашивание устройства. В одном примере, поток ионов лития проходит от никель оксида вольфрама анодно окрашенного электрохромного электрода к оксиду вольфрама катодно окрашенному электрохромному электроду. Соответственно, поток электронов проходит к электроду оксида вольфрама для компенсации поступающих положительно заряженных ионов лития. Таким образом, напряжение и сила тока проиллюстрированы как имеющие отрицательное значение.
[000101].
Проиллюстрированные характеристики получены в результате повышения напряжения до установленного уровня и дальнейшего удержания напряжения для поддержания оптического состояния. Пиковое значение тока 201 связано с изменением в оптическом состоянии, например, окрашивании и перехода в прозрачное состояние. В конкретном случае, текущее пиковое значение соответствует доставке ионного заряда, необходимого для окрашивания или прозрачности устройства. Математически, заштрихованная область под пиковым значением отображает общий заряд, необходимый для окрашивания или прозрачности устройства. Отрезки кривой после начального пика силы тока (отрезки 203) отображают электронную утечку тока, когда устройство находится в новом оптическом состоянии.
[000102].
Как проиллюстрировано на фигуре, характеристики напряжения 205 получены методом суперпозиции на кривой силы тока. Характеристики напряжения изменяются в следующей последовательности: отрицательное линейное изменение (207), отрицательное удержание (209), положительное линейное изменение (211), и положительное удержание (213). Следует отметить, что напряжение остается постоянным после достижения максимального значения и в течение промежутка времени, когда устройство остается в своем заданном оптическом состоянии. Изменение напряжения 207 переводит устройство в его новое окрашенное состояние, а удержание напряжения 209 поддерживает устройство в окрашенном состоянии до того момента, когда изменение напряжения 211 в противоположном направлении инициирует переход из окрашенного состояния в бесцветное состояние. В некоторых алгоритмах переключения налагается ограничение на силу тока. Таким образом, силе тока не разрешается превышать заданный уровень для предотвращения повреждения устройства (например, слишком быстрое перемещение ионов через слои материала может физически повредить слои материала). Скорость окрашивания представляет собой функцию не только от прилагаемого напряжения, но также и от температуры и скорости изменения напряжения.
[000103]. Фиг. 3
Фиг. 3
иллюстрирует характеристики управления напряжением в соответствии с определенными вариантами реализации изобретения. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, характеристики управления напряжением используется для управления переходом из бесцветного состояния в окрашенное состояние (или в промежуточное состояние). Для управления электронным устройством в обратном направлении, из окрашенного состояние в бесцветное состояние (или из более окрашенного в менее окрашенное состояние) используются аналогичные, но инвертированные характеристики. В некоторых вариантах реализации изобретения, характеристики управления напряжением для перехода из окрашенного в прозрачное состояние представляет собой зеркальное изображение таких же характеристик, проиллюстрированных на .
[000104].
Фиг. 3
прил
прил
управления
удержания
прил
управления
удержания
прил
Значения напряжения, проиллюстрированные на , отображают значения прилагаемого напряжения (V ). Характеристики прилагаемого напряжения проиллюстрированы пунктирной линией. Для контраста, плотность тока в устройстве проиллюстрирована сплошной линией. В проиллюстрированных характеристиках V содержит четыре компонента: компонент линейно изменяющегося сигнала управления 303, который инициирует переход, компонент V 313, который поддерживает управление переходом, компонент линейно изменяющегося сигнала удержания 315, и компонент V 317.Компоненты линейно изменяющегося сигнала реализованы в виде изменений в компонентах V и V, и V предоставляющих постоянные или в основном постоянные значения V.
[000105].
управления
управления
управления
управления
управления
управления
эфф
Компонент линейно изменяющегося сигнала управления характеризуется скоростью изменения (значением увеличения) и значением V. Когда значение прилагаемого напряжения достигает V, компонент линейно изменяющегося сигнала управления является завершенным. Компонент V характеризуется значением V, продолжительностью V. Значение V может быть выбрано для поддержания V с безопасным, но эффективным диапазоном по всей поверхности электрохромного устройства, как описано выше.
[000106].
удержания
управления
удержания
прил
удержания
удержания
удержания
удержания
управления
удержания
Компонент линейно изменяющегося сигнала удержания характеризуется скоростью изменения напряжения (значением уменьшения) и значением V (или, дополнительно, разницей между V и V). Значение V падает в соответствии со скоростью линейного изменения до тех пор, пока не будет достигнуто V. Компонент V характеризуется значением V и продолжительностью V. Фактически, продолжительность V удержания регулируется продолжительностью времени, пока устройство удерживается в окрашенном состоянии (или наоборот, в прозрачном состоянии). В отличие от компонентов линейно изменяющегося сигнала управления, V, и линейно изменяющегося сигнала удержания, компонент V имеет произвольную продолжительность, которая не зависит от физики оптического перехода устройства.
[000107].
удержания
управления
удержания
Каждый тип электрохромного устройства имеет свои собственные характерные компоненты характеристик напряжения для управления оптическим переходом. Например, относительно большому устройству и/или устройству с проводящим слоем, имеющим большее сопротивление, будет необходимо более высокое значение V управления и, возможно, более высокая скорость компонента линейно изменяющегося сигнала управления. Для больших устройств может также требоваться более высокое значение V. Заявка на патент США № 13/449 251, поданная 17 апреля 2012 года и включенная в данный документ посредством ссылки, описывает контроллеры и связанные с ними алгоритмы для управления оптическими переходами в широком диапазоне условий. Как поясняется в данном документе, каждый из компонентов характеристик прилагаемого напряжения (в данном документе, линейно изменяющегося сигнала управления, V, линейно изменяющегося сигнала удержания, и V) может управляться независимо для достижения условий в реальном времени, например, текущей температуры, текущего уровня прозрачности и т.п. В некоторых вариантах реализации изобретения, значение характеристик прилагаемого напряжения для каждого компонента устанавливается для определенного электронного устройства (имеющего свою собственную отдельную шину, удельное сопротивление и т.п.) и зависит от текущих условий. Другими словами, в таких вариантах реализации изобретения, характеристики напряжения не принимают в расчет обратную связь, например, температуру, плотность тока и т.п.
[000108].
прил
эфф
Как отмечается, все значения напряжения, проиллюстрированные в характеристиках напряжения перехода на Фиг. 3, соответствуют значениям V , описанным выше. Они не соответствуют значениям V , описанным выше. Другими словами, значения напряжения, проиллюстрированные на Фиг. 3, символизируют разницу напряжений между шинами противоположной полярности на электрохромном устройстве.
[000109].
управления
В определенных вариантах реализации изобретения, компонент линейно изменяющегося сигнала управления характеристики напряжения выбран для безопасного, но быстрого возбуждения движения ионного тока между электрохромным и верхним электродом. Как проиллюстрировано на Фиг. 3, ток в устройстве соответствует характеристикам компонента напряжения линейно изменяющегося сигнала управления, пока не закончится отрезок характеристики линейно изменяющегося сигнала управления и не начнется отрезок V. (см. компонент силы тока 301, проиллюстрированный на Фиг. 3). Безопасные уровни силы тока и напряжения определяются эмпирически или на основе другой обратной связи. Заявка на патент США № 8 254 013, поданная 16 марта 2011 года, изданная 28 августа 2012 года и включенная в данный документ посредством ссылки, представляет примеры алгоритмов для поддержания безопасных уровней силы тока во время перехода электрохромного устройства.
[000110].
управления
эфф
управления
управления
управления
управления
управления
В определенных вариантах реализации изобретения значение V выбирается на основе факторов, описанных выше. В частности, выбор сделан таким образом, что V по всей поверхности электрохромного устройства остается в диапазоне, в котором выполняется эффективный и безопасный переход больших электрохромных устройств. Продолжительность V может быть выбрана на основе различных факторов. Один из них проверяет, что потенциал управления удерживается в течение определенного периода времени, которое фактически достаточно для окрашивания устройства. С этой целью, продолжительность V может определяться эмпирически, за счет контроля оптической плотности устройства, как функции от продолжительности времени, в течение которого V управления остается постоянным. В некоторых вариантах реализации изобретения, продолжительность V установлена на определенный период времени. В другом варианте реализации изобретения, продолжительность V установлено в соответствии с желаемым количеством переданного ионного заряда. Как проиллюстрировано, сила тока линейно уменьшается во время V (см. сегмент тока 307).
[000111].
эфф
эфф
управления
эфф
эфф
удержания
Другим фактором является снижение в плотности тока в устройстве, так как происходит падение ионного тока в следствие того, что доступные ионы лития завершили свое перемещение от анодного окрашиваемого электрода к катодному окрашиваемому электроду (или верхнему электроду) во время оптического перехода. После завершения перехода по устройству протекает ток, являющийся током утечки через проводящий ионы слой. В результате, падение напряжения по поверхности устройства уменьшается и локальное значение V увеличивается. Увеличенное значение V может повредить или ухудшить работу устройства, если прилагаемое напряжение не будет уменьшено. Таким образом, другой фактор в определении продолжительности V ставит целью уменьшение уровня V, связанного с утечкой тока. За счет снижения прилагаемого напряжения от V управления до V удержания снижается не только V на поверхности устройства, но также снижается и утечка тока. Как проиллюстрировано на Фиг. 3, ток устройства изменяется в сегменте 305 в течение линейного снижения для удержания компонента. Ток переходит в стабильную утечку тока 309 в течение V.
[000112]. Фиг. 4
450
Фиг. 4
иллюстрирует функциональную схему некоторых компонентов контроллера окна  и других компонентов системы контроллера окна изложенного варианта реализации изобретения.  иллюстрирует упрощенную функциональную схему контроллера окна и более детально рассматривает контроллеры окна, которые можно найти в заявке на патент США номер 13/449 248 13/449251, выданных на имя изобретателя Stephen Brown, обе озаглавлены «CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS», и обе поданы 17 апреля 2012года, и в заявке на патент США номер 13/449 235, под названием «CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES», которая выдана на имя изобретателя Stephen Brown и соавторов, поданной 17 апреля 2012 года, содержимое которых включено в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[000113].
Фиг. 4
450
450,
410
415
405
422
450
400
425
400
450
На  проиллюстрированы компоненты контроллера окна , включая контроллер окна  содержащий микропроцессор  или другой процессор, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) , модуль формирователя сигнала , и машиночитаемый носитель 420 (например, память), содержащий файл конфигурации . Контроллер окна  обменивается данным электронным способом с одним или более электрохромными устройствами в электрохромном окнепосредством сети(проводной или беспроводной)для отправки команд к одному или более электрохромным устройствам . В некоторых вариантах реализации изобретения, контроллер окна  может быть локальным контроллером окна, обменивающимся данными посредством сети (проводной или беспроводной) с главным контроллером окна.
[000114].
405
450
В изложенных вариантах реализации изобретения, объект может быть зданием, содержащим по меньшей мере одно помещение, оснащенное электрохромным окном между наружным и внутренним пространством здания. На внешней стороне здания и/или внутри помещения может быть расположен один или более датчиков. В варианте реализации изобретения, выходной сигнал от одного или более датчиков может быть входным сигналом для модуля формирователя сигналов  контроллера окна . В некоторых случаях, выходной сигнал от одного или более датчиков может быть входным сигналом для СДЗ или оконной системы. Несмотря на то, что датчики для проиллюстрированных вариантов реализации изобретения показаны, как расположенные снаружи на вертикальных стенах здания, это сделано для простоты, и датчики могут располагаться в других местах, например, внутри помещения или на других поверхностях снаружи здания. В некоторых случаях, два или боле датчика могут использоваться для измерения одного и того же входного сигнала, обеспечивая избыточность для того случая, когда один датчик выйдет из строя или, в противном случае, ошибочно считывается.
ДАТЧИКИ ПОМЕЩЕНИЯ И КОНТРОЛЛЕР ОКНА
[000115]. Фиг. 5
500
505
505
500
500
450
505
510
500
500
иллюстрирует принципиальную схему помещения , оснащенного затемняемым окном  по меньшей мере с одним электрохромным устройством. Затемняемое окно  расположено между наружным и внутренним пространством здания, которое содержит помещение . Помещение  также содержит контроллер окна , подключенный и настроенный для управления уровнем затемнения затемняемого окна . Внешний датчик  расположен на вертикальной поверхности во внутреннем пространстве здания. В других вариантах реализации изобретения, внутренний датчик также может использоваться для измерения рассеянного света в помещении . В других вариантах реализации изобретения, датчик загруженности помещения также может использоваться для определения времени, когда жилец находится в помещении .
[000116].
510
510
510
2
Внешний датчик  представляет собой устройство например фотодатчик, который способен обнаруживать световое излучение, возникающее при попадании на датчик источника света, например, солнца, света, попадающего на датчик при отражении от поверхности, частиц в атмосфере, облаках и т.д. Внешний датчик  может генерировать сигнал в виде электрического тока, возникающего вследствие фотоэлектрического эффекта, и данный сигнал может быть функцией от света, попадающего на датчик . В некоторых случаях, устройство может обнаруживать световое излучение, выраженное в единицах ватт/м других аналогичных единицах. В других случаях, устройство может обнаруживать свет в видимом диапазоне длины волн в единицах фут-кандела или аналогичных единицах. В большинстве случаев, существует линейная зависимость между этими значениями излучения и видимым светом.
[000117].
510
510
Величина солнечного излучения может быть спрогнозирована на основе времени дня и времени года, так как угол, под которым солнечные лучи попадают на землю, изменяется. Внешний датчик  может обнаруживать световое излучение в режиме реального времени, которое подсчитывается для отраженного и рассеянного света, зависящего от зданий, изменений в погодных условиях (например, облачности) и т.д. Например, в облачный день, солнечные лучи будут перекрываться облаками и уровень светового излучения, измеряемый внешним датчиком , будет ниже, чем в безоблачный день.
[000118].
510
505
510
510
510
В некоторых вариантах реализации изобретения, могут быть установлены один или более внешних датчиков , связанных с отдельным затемняемым окном . Выходные сигналы от одного или более внешних датчиков  сравниваются друг с другом для определения, к примеру, падает ли на один из внешних датчиков  тень от объекта, например, от птицы, сидящей на внешнем датчике . В некоторых случаях, желательно использовать относительно малое количество датчиков в здании, так как некоторые датчики могут быть ненадежными или дорогостоящими. В определенных вариантах реализации, отдельный датчик или небольшое количество датчиков могут использоваться для определения текущего уровня светового излучения от солнца, падающего на здание или, вероятно, на одну сторону здания. Перед солнцем могут проходить облака или инженерно-строительные машины могут быть припаркованы напротив заходящего солнца. Это приведет к отклонению от расчетного количества светового излучения от солнца, падающего на здание в обычных условиях.
[000119].
510
510
Внешний датчик  может представлять собой определенный тип фотодатчика. Например, внешний датчик  может представлять собой прибор с зарядовой связью (ПЗС), фотодиод, фоторезистор или фотоэлектрический элемент. Специалисту в данной области будет понятно, что будущие разработки в технологиях фотодатчиков и других датчиков также будут работать, так как они измеряют интенсивность света и предоставляет выходной электрический сигнал, характеризующий уровень освещенности.
[000120].
510
450
505
450
415
505
В некоторых вариантах реализации изобретения, выходной сигнал от внешнего датчика  может быть входным сигналом для СДЗ или оконной системы. Входной сигнал может быть представлен в форме сигнала напряжения. СДЗ или оконная система могут обрабатывать входной сигнал и выдавать выходной сигнал с командами по затемнению в контроллер окна напрямую или через основной контроллер окна 1102 (проиллюстрирован на Фиг. 1C).Уровень затемнения затемняемого окна  может определяться на основе конфигурационной информации, значений при перехвате управления и т.п. Затем, контроллер окна  передает команды ШИМ  для приложения напряжения и/или силы тока к затемняемому окну  для перехода в заданный уровень затемнения.
[000121].
450
415
505
505
505
В изложенных вариантах реализации изобретения, контроллер окна  может передавать команды ШИМ  для приложения напряжения и/или силы тока к затемняемому окну  для перехода в любое одно из четырех различных уровней затемнения. В изложенных вариантах реализации изобретения, затемняемое окно  может переводиться по меньшей мере в восемь различных уровней затемнения, описанных как:0 (самый светлый), 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 35 (самый темный). Уровни затемнения могут линейно соответствовать значениям коэффициента оптического пропускания и коэффициента теплопритока от солнечного излучения (КТСИ) света, передаваемого через затемняемое окно . Например, используя указанные выше восемь уровней затемнения, самый светлый уровень затемнения, равный 0, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,80, уровень затемнения, равный 5, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,70, уровень затемнения, равный 10, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,60, уровень затемнения, равный 15, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,50, уровень затемнения, равный 20, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,40, уровень затемнения, равный 25, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,30, уровень затемнения, равный 30, может соответствовать значению КТСИ, равному 0,20, и уровень затемнения, равный 35 (самый темный), может соответствовать значению КТСИ, равному 0,10.
[000122].
450
450
510
415
460
505
СДЗ или оконная система, обменивающаяся данными с контроллером окна , или основной контроллер окна, обменивающийся данными с оконным контроллером , может использовать любую логику управления для определения требуемого уровня затемнения на основе сигналов от внешнего датчика  и/или другого входного сигнала. Контроллер окна  может передавать команды ШИМ  приложения напряжения и/или силы тока к электрохромному окну  для его перехода в требуемый уровень затемнения.
[000123].
Ссылки на СДЗ в описании выше могут быть заменены, в некоторых или во всех случаях, ссылками на службу умного терморегулятора или другую службу умных бытовых устройств, например, NEST.
УПРАВЛЯЮЩАЯ ЛОГИКА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОКНАМИ В ЗДАНИИ
[000124]. Фиг. 6
этапе 610
n
t
t
t
t
n
i
1
2
n
иллюстрирует блок-схему, иллюстрирующую пример управляющей логики для способа управления одним или более затемняемыми окнами на объекте, в соответствии с вариантами реализации изобретения. Управляющая логика использует один или более модулей А, В и С для расчета уровней затемнения для затемняемого окна(он) и передачи команд для перехода затемняемого окна(он). Вычисления в управляющей логике выполняются от 1 до n раз с интервалом, заданным таймером на . Например, уровень затемнения может быть повторно рассчитан от 1 до  раз одним или более модулями А, В и С, и рассчитан для моментов времени =, …. это число выполненных повторных расчетов, при этом n должен быт равно по меньшей мере 1. Вычисления в управляющей логике, в некоторых случаях, выполняются с постоянными временными интервалами. В одних случаях вычисления в управляющей логике могут выполняться каждые 2-5 минут. Тем не менее, переход в состояние затемнения для больших участков электрохромного стекла может занимать до 30 минут или более. Для таких больших окон, расчеты могут выполняться с меньшей частотой, например, каждые 30 минут. Несмотря на то, что модули A, B и C используются в иллюстративном варианте реализации изобретения, в других вариантах реализации изобретения могут использоваться один или более других логических модулей.
[000125].
этапе 620
505
450
t
i
На , логические модули A, B и C выполняют расчеты для определения уровня затемнения для каждого электрохромного окна в единичный момент времени. Эти расчеты могут выполняться контроллером окна  или оконной системой. В определенных вариантах реализации изобретения, управляющая логика предикативно выполняет расчеты, каким образом окно должно выполнить переход перед возникновением фактического состояния перехода. В этих случаях, расчеты в модулях А, В и С основываются на приблизительном времени до или после выполнения перехода. В этих случаях, будущее время, используемое в расчетах, может быть временем в будущем, которое подходит для выполнения перехода после получения команд на затемнение. В этих случаях, контроллер может отправить команды на затемнение в настоящем времени перед актуальным переходом. При выполнении перехода окно перейдет в определенный уровень затемнения, необходимый в данный момент времени.
[000126].
этапе
630
этапе
640
На , управляющая логика позволяет выполнить определенные типы перехвата управления, которые прерывают алгоритм в модулях А, В и С и установить перехват управления уровнем затемнения на  на основе некоторых других факторов. Одним из видов перехвата управления является ручной перехват управления. Это перехват управления, реализованный конечным пользователем, который проживает в помещении, и определяет, что необходим определенный уровень затемнения (значение перехвата управления). Возможна ситуация, когда ручной перехват управления пользователем перехватывает сам себя. Примером перехвата управления является перехват управления при высоком спросе (или пиковой нагрузке), который связан с требованием от коммунальных служб относительно уменьшения потребления энергии в здании. Например, в определенные жаркие дни в крупных городах возникает необходимость в снижении потребления энергии по всему муниципалитету, чтобы не подвергать высоким нагрузкам муниципальные мощности производства энергии и системы энергопотребления. В таких случаях, здание может выполнять перехват управления уровнем затемнения от логики управления, чтобы получить особо высокий уровень затемнения для всех окон. Другим примером перехвата управления может быть ситуация, когда жилец отсутствует в помещении, например, в выходные дни в коммерческом офисном здании. В таких случаях, здание может отключить один или более модулей, отвечающих за создание комфортного микроклимата для жильца. В другом примере, перехват управления может заключаться в том, что все окна будут иметь высокий уровень затемнения в холодную погоду или все окна будут иметь низкий уровень затемнения в теплую погоду.
[000127].
этапе
650
505
На , передаются команды с уровнями затемнения по сети объекта к контроллеру(ам) окна, обменивающимся данными с электрохромным устройством(и) в одном или более затемняемыми окнами  в здании. В определенных вариантах реализации изобретения, передача уровней затемнения всем контролерам окон здания может выполняться с учетом эффективности. Например, если повторный расчет уровня затемнения подтверждает, что не требуется изменение в уровне затемнения по сравнению с текущим уровнем затемнения, то не выполняется передача команд с обновленным уровнем затемнения. В качестве другого примера, здание может быть разделено на зоны на основе размеров окон. Управляющая логика может рассчитать отдельный уровень затемнения для каждой зоны. Управляющая логика может более часто выполнять повторный расчет уровня затемнения для зон с маленькими окнами, чем для зон с большими окнами.
[000128].
Фиг. 6
505
505
В некоторых вариантах реализации изобретения, логика, проиллюстрированная на , которая применяется для реализации способов управления множеством затемняемых окон  во всем объекте может находиться в отдельном устройстве, например, отдельном основном контроллере окна. Это устройство может выполнять расчеты для всех без исключения окон на объекте, а также предоставлять интерфейс для передачи уровней затемнения одному или более электрохромным устройствам в отдельных затемняемых окнах .
[000129].
Кроме того, могут существовать определенные адаптивные компоненты управляющей логики среди вариантов реализации изобретения. Например, управляющая логика может определять, как конечный пользователь, например, жилец, пытается перехватить управление алгоритмом в определенный момент времени дня, и использовать эту информацию более предсказуемым способом для определения необходимых уровней затемнения. В одном случае, конечный пользователь может использовать настенный выключатель для перехвата управления уровнем затемнения, предоставляемым прогностической логикой в определенный момент времени каждый день, на значение при перехвате управления. Управляющая логика может получать информацию обо всех таких случаях и изменять управляющую логику, чтобы изменить уровень затемнения на значение при перехвате управления в этот момент времени дня.
Механические затемняющие экраны
[000130].
Несмотря на то, что определенное описание придает особое значение системам, способам и логике для управления оптически переключаемыми устройствами (например, электрохромными устройствами), данная технология также может использоваться для управления механическими затемняющими экранами или комбинацией оптически переключаемых устройств и механических затемняющих экранов. Таких затемняющие экраны могут, к примеру, содержать массив микроскопических электромеханических устройств (МЭМУ) или других электромеханических устройств (ЭМУ). Описание окон, содержащих комбинацию электромеханических устройств и устройств ЭМУ, можно найти в международной заявке на патент PCT/US2013/07208, под названием «MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES», поданной 26 ноября 2012 года, включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме. Механические затемняющие экраны, как правило, имеют разные требования к источнику энергии, по сравнению с определенными переключаемыми устройствами, например, электрохромными устройствами. Например, несмотря на то, что определенные электрохромные устройства требуют для работы достаточно низкого напряжения, механические затемняющие экраны, в некоторых случаях, могут требовать более высоких напряжений для достижения необходимого потенциала для физического перемещения механических элементов.
[000131].
Микрожалюзи и микрошторы являются примерами разных типов ЭМУ-устройств. Некоторые примеры микрожалюзи и микроштор и способы их производства соответственно описаны в патенте США № 7 684 105 и патенте США № 5 579 149, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылок в полном объеме.
[000132].
В определенных вариантах реализации изобретения, механические затемняющие экраны могут быть массивом ЭМУ-устройств, при этом каждое ЭМУ-устройство содержит часть (например, шарнир или якорь), прикрепленную к основе, и подвижную часть. Под воздействием электростатических сил подвижная часть может перемещаться и затемнять основу. В незадействованном состоянии подвижная часть может открывать основу. В примере некоторых микрожалюзи, подвижная часть может быть выступающей частью слоя материала, который скручивается под воздействием электростатических сил. В примерах некоторых микроштор, подвижная часть может вращаться или скручиваться при активации. В некоторых случаях, ЭМУ-устройства могут приводиться в действие и управляться электростатическим управляющим устройством. В примерах микроштор, электростатические управляющие устройства могут управлять углом поворота или скручивания в разные положения. Основа с массивом ЭМУ-устройств также может содержать проводящий слой. В примере микрожалюзи, микрожалюзи производятся с использованием тонкого слоя(ев) под управляемой нагрузкой. В вариантах реализации изобретения с массивом ЭМУ-устройство, каждое ЭМУ-устройство имеет два положения: активированное состояние и не активированное состояние. Активированное состояние может приводить массив ЭМУ-устройств в практически непрозрачное состояние, а не активированное состояние может приводить массив ЭМУ-устройств в практически прозрачное состояние, или наоборот. Активированное и не активированное состояние могут также переключаться, к примеру, между практически рефлекторным (или поглощающим) и практически прозрачным состоянием. Возможны и другие состояния, когда массив ЭМУ-устройств находится в активированном или не активированном состоянии. Например, микрошторы (как тип МЭМУ-устройства) могут производиться из окрашенного (но не плотного) слоя, который при закрытии делает окно окрашенным, а при открытии убирает окрашивание практически полностью. Кроме того, некоторые массивы ЭМУ-устройств имеют три, четыре или более состояний, в которые может выполняться переход. В некоторых случаях, ЭМУ-устройства могут изменять коэффициент пропускания видимого и/или инфракрасного излучения. В некоторых случаях, ЭМУ-устройства могут давать отражение, в других случаях могут поглощать свет, а в других вариантах реализации изобретения могут обладать как отражающими, так и поглощающими свойствами. В определенных вариантах реализации изобретения, ЭМУ-устройства могут работать с разной скоростью, например, при переходе из состояния с высокой пропускной способностью в состояние с низкой пропускной способностью, или в состояние без пропускания. В некоторых случаях, ЭМУ-устройства могут использоваться одновременно с электрохромным устройством (или другим устройством с изменяемыми оптическими свойствами) в виде временного блокирующего средства для света, например, блокировки света, пока связанное электрохромное устройство переходит в состояние с низкой пропускной способностью или высокой пропускной способностью.