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TWI608338B - 無線電子裝置控制器 - Google Patents

無線電子裝置控制器 Download PDF

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TWI608338B
TWI608338B TW105115989A TW105115989A TWI608338B TW I608338 B TWI608338 B TW I608338B TW 105115989 A TW105115989 A TW 105115989A TW 105115989 A TW105115989 A TW 105115989A TW I608338 B TWI608338 B TW I608338B
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power
load
electronic device
controller
sensor
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布魯克卡特Ｊ
馬可克里斯
Original Assignee
艾塞爾泰斯對策有限責任公司
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Publication date
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Description

無線電子裝置控制器
本發明之實施例大體上與電子裝置相關；更確切地說，係與經整合之可配置的無線電子裝置控制器相關。
近年來，一直都有對(例如，在住宅及商業設施中之)各種不同系統節能之需求。然而，實施節能系統已被證實為昂貴的及複雜的，特別是當建築物越來越多地將更多的電子裝置合併至該等建築物之系統中時。此外，因中央控制系統缺乏靈活性，故控制電子裝置及監控該等電子裝置之功率使用已被證實為困難的。
本發明之系統、方法及裝置每者具有多個態樣，其中沒有單獨一者獨自為其所欲屬性負責。在沒有限制如隨後申請專利範圍所表示之本發明之範疇的情況下，現在將簡要地討論一些特徵。在考慮此討論後(確切地說，在閱讀完標題為「實施方式」之章節後)，將瞭解本發明之特徵如何提供優勢，該等優勢包含(除其他事項外)經整合之可配置的無線電子裝置控制器，該無線電子裝置控制器係經配置以控制複數個不同類型的電子裝置(或負載)。
本發明之態樣大體上與電子裝置之控制相關；更確切地說，係與經整合之可配置的無線電子裝置控制器相關。
本發明之一實施例提供用於控制至少一負載之經整合之可配置的電子裝置控制器。控制器包含通訊介面、可配置埠及處理系統，可操作該通訊介面以經由無線通訊協定來進行通訊。處理系統經配置以經由通訊介面接收用於控制至少一負載之功率的一或多個指令。處理系統亦經配置以監控至少一負載的一或多個操作參數，及至少部分地基於該等所接收到的指令及該監控來產生一或多個控制至少一負載之功率的信號。處理系統更經進一步地配置以透過通訊介面回報一或多個操作參數給管理系統。
本發明之另一實施例提供用於控制至少一負載之經整合之可配置的電子裝置控制器。控制器包含通訊介面、感測器埠及處理系統，可操作該通訊介面以經由無線通訊協定進行通訊及可操作該感測器埠以與至少一感測器接口。處理系統經配置以透過通訊介面接收用於控制在環境中之至少一負載之功率的一或多個指令。處理系統亦經配置以監控至少一負載之一或多個操作參數、透過牆壁開關接收用於控制至至少一負載的功率之一或多個信號，及自經耦合至感測器埠之至少一感測器接收一或多個輸入，該一或多個輸入係指示環境光條件、溫度及環境在場之至少一者。處理系統更經配置以產生一或多個信號，以至少部分基於所接收到的指令、所監控的一或多個操作參數及自牆壁開關所接收到的一或多個信號來控制至少一負載之功率。
本發明之另一實施例提供無線電子裝置控制系統。系統包含複數個負載、管理系統及負載控制器，該複數個負載係經菊鏈配置至電路及該負載控制器係電耦合至該電路。負載控制器包含通訊介面、可配置埠及處理系統，可操作該通訊介面以透過無線通訊協定進行通訊。處理系統經配置以透過通訊介面接收用於控制複數個負載之至少一負載之功率的一或多個指令，及透過可配置埠接收用於調整至少一負載之功率位準的一或多個輸入。處理器亦經配置以產生一或多個信號，以至少部分基於所接收到的一或多個指令及所接收到的一或多個輸入來控制至少一負載的功率位準，及以透過通訊介面回報所接收到的一或多個輸入給管理系統。
本文所呈現的實施例描述技術、設備及系統等，可使用該等技術、設備及系統以經由一或多個經整合之可配置的無線電子裝置控制器來提供功率控制(例如，開/關控制)、調光控制、手動(本地開關)超控、功率監控功能(例如，測量一或多個負載之能量消耗)及功率管理等給複數個不同類型的負載。
如將要於下文所詳加描述地，電子裝置控制器(或負載控制器)可經由任何無線網路(例如，如基於IEEE 802.11通訊標準的任何網路、用於行動通訊的全球系統(GSM)、長期演進技術(LTE)及其它)進行通訊，該任何無線網路允許裝置控制器及/或經連接至裝置控制器之負載(或電子裝置)之彈性控制。此外，電子裝置控制器可經配置以與一或多個感測器接口，此允許電子裝置控制器調整任何特定系統或(室內及/或室外)環境內之變化條件，及監控系統內之能量消耗及/或回饋關於功率使用的資訊(例如，給使用者及管理系統等)。
參考附加圖式而於下文中更全面地描述本發明之不同態樣。然而，本發明可體現於眾多不同形式中且不應被視為限制於在整篇說明書中所呈現之任何特定結構或功能中。更確切地說，提供該等態樣，使得對所屬技術領域中具有通常知識者來說，本說明書將為透徹及完整的且將完整傳達本發明之範疇。基於本文之教示，所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解本發明之範疇係意欲涵蓋本文所揭露之發明之任何態樣，不論是獨立地實施或與本發明之任何其他態樣結合地實施。舉例而言，可使用任何數量之本文所闡述的態樣來實施設備或實行方法。此外，本發明之範疇係意欲包含使用除了本文所閳述之發明之各種態樣外之其他結構、功能或結構與功能所實行的此類設備或方法。應該瞭解可藉由申請專利範圍之一或多個元素來體現本文所揭露之發明之任何態樣。
本文使用術語「示例性」以意味「作為範例、實例或圖示說明」。本文所描述之任何作為「示例性」之態樣並不必要地被視為較佳地或較有利地(相較於其他態樣而言)。應該注意到本文所討論之圖式可不按比例繪製及可不指示確切或相對尺寸。
圖1圖示說明環境100之範例架構，該範例架構包含經配置以根據本文所呈現的各種實施例來控制一或多個電子裝置的一或多個電子裝置控制器110。環境100可為不同住家及/或商業環境之範例，該等環境之一些環境可包含光應用、加熱應用、功率監控及電子應用控制等。如下文所描述地，可配置一或多個電子裝置控制器以控制該等應用內之不同類型的負載。該等負載之範例可包含鎢、電子鎮流器、電感鎮流器、LED驅動、通用負載、電動機負載、白熾燈類型負載、電阻式類型負載、電子式低壓變壓器及其它。
如所展示地，環境100包含一或多個電子裝置控制器110A、110B、110C及110D。電子裝置控制器110A-110D之每者經配置以控制一或多個電子裝置(或負載)(例如，鎮流器、馬達及器材等)。舉例而言，電子裝置控制器110A-110D可經配置以提供功率控制(例如，開/關控制)及/或調光控制給電子裝置。電子裝置控制器110A-110D亦可經配置以監控電子裝置之一或多個操作參數(例如，如能量消耗及電流資訊等)、回報操作參數給使用者(或其他系統)及(例如，基於無線能量政策控制)調整電子裝置之操作。舉例而言，電子裝置控制器110A、110B、110C及110D之每者可包含一或多個處理器，該一或多個處理器經配置以基於使用者所設定的所欲能量使用、透過網路120所接收的命令及特定環境內之變化條件等，而藉由自主開/關一或多個(經連接至裝置控制器之)負載來維持所欲之能量使用。
在一些實施例中，可將電子裝置控制器110直接地整合至電子裝置(例如，如燈具)內。舉例而言，如圖1中所展示地，電子裝置控制器110A經整合至燈具134(該燈具134可被安裝在天花板或其它地方)內，且該電子裝置控制器110A經配置以控制燈具內的光負載112(或鎮流器)。在一些實施例中，電子裝置控制器可安裝在一或多個電子裝置外部(例如，安裝在一或多個電子裝置外面或距該一或多個電子裝置遠處)。舉例而言，如圖1中所展示地，電子裝置控制器110B可經配置以控制排燈130，該排燈130包含串聯(或其它配置)的複數個光線132A-132N。提供在不同的安裝配置中安裝電子裝置控制器之能力可提供當改造一或多個燈具時之彈性，以具有進階的功率控制及/或監控能力。不同的安裝配置亦提供當安裝新燈具(例如，在新構造中)時之彈性。
在一些實施例中，電子裝置控制器亦可經配置以控制及/或監控透過單一電路所連接之電子裝置。舉例而言，如圖1所展示地，電子裝置控制器110C經配置以透過電源插座122控制及/或監控器材(或電子裝置)124。在此類配置中，電子裝置控制器110C可經配置以監控經連接至一或多個共享共同電路之牆上插頭(或電源插座122)的每個裝置。此類裝置可包含多個不同的家庭及辦公室器材，該等器材之範圍自印表機、咖啡機、冰箱至電視等。因此，本文所揭露之電子裝置控制器提供更大的彈性(相較於現有的控制系統而言)。
電子裝置控制器110A-110D之每者能透過網路120而與伺服器計算系統140及/或計算系統150進行通訊。一般來說，網路120可為廣域網路(WAN)、區域網路(LAN)、無線LAN(WLAN)、個人區域網路(PAN)、電力線通訊(PLC)及蜂巢式網路等。在特定實施例中，網路120為網際網路。計算系統140及計算系統150可為任何種類之具有網路介面的實體計算系統，如桌上型電腦、膝上型電腦、行動裝置、平板電腦、伺服器及嵌入式系統等。
在一些實施例中，電子裝置控制器110A-110D可經由網路120而與伺服器計算系統140內之能量管理元件142進行通訊。舉例而言，在一些情況中，環境100之一或多個不同部分可為由能量管理元件142所管理的較大型網路的一部分。能量管理元件142可位於本地(例如，在各種電子裝置經使用的特定環境中)或可位於雲端中。能量管理元件142舉例而言可經配置以收集(測量)在特定環境(例如，建築物)中目前所開啟的及經配置以維持(例如，由建築物管理員所設定的)預先定義之所欲能量使用水準之不同電子裝置的能量使用資訊。因此，可使用本文所提供之電子裝置控制器以用此收集資訊來輔助能量管理元件142。舉例而言，如上所述地，電子裝置控制器110A-110D經配置以監控複數個不同負載(或測量複數個不同負載的能量消耗)及(例如，透過感測器126A-126M)監控特定環境內的變化條件。電子裝置控制器可提供此類資訊給能量管理元件142，該能量管理元件142允許使用者(或管理者)檢視能量消耗及設定用於其環境的能量政策規則等。
在一些實施例中，計算系統150允許使用者透過電子裝置控制器110A-110D來直接與電子裝置112、124、130及154等互動。舉例而言，計算系統150包含介面152，該介面152允許使用者配置電子裝置的功率設定、監控電子裝置的能量使用及控制感測器126A-126M等。介面152可表示成本地應用程式(或「app」)、網頁瀏覽器及行動網頁瀏覽器等。作為替代地或額外地，使用者可使用介面152以與伺服器計算系統140內的能量管理元件142互動。
如上文所述地，電子裝置控制器110A-110D可透過感測器126A-126M來監控環境100中之一或多個操作條件。此類感測器之範例可包含溫度感測器、在場感測器、環境光感測器、溼度感測器、壓力感測器、空氣品質感測器及諸如此類。在一些情況中，電子裝置控制器110A-110D可使用感測器以決定特定環境中的變化或變異(例如，如環境中是否有人在場)，及基於所偵測到的變化來調整在此特定環境中之電子裝置之操作。電子裝置控制器可透過有線或無線連接來連接一或多個感測器。如環境100中所展示地，舉例而言，控制負載154之裝置控制器110D可透過有線連接來連接至感測器126A。在另一範例中，裝置控制器110C可透過無線連接來連接至感測器126B。在一些實施例中，電子裝置控制器110可透過網路120來連接至一或多個感測器126C-126M。
在一實施例中，如下文參考圖8至圖9所詳加描述地，電子裝置控制器110可經配置以連接多個感測器126。舉例而言，在一實施中，電子裝置控制器110可透過裝置(例如，分歧器、交換器及集線器等)來連接至多個感測器126，該裝置允許電子裝置控制器110選擇多個感測器126之任何一者及與多個感測器126之該任何一者進行通訊。在其他實施中，多個感測器126可為菊鏈配置(例如，串聯在一起的有線連接)，及電子裝置控制器110可連接至菊鏈配置的感測器。在此特定實施中，電子裝置控制器110將連接至菊鏈配置中的第一感測器，及菊鏈配置中之對其他感測器的任何通訊將透過菊鏈配置中之任何中間感測器而自第一感測器傳播，反之亦然。在另一實施中，電子裝置控制器可使用任何無線通訊協定來與多個感測器126進行無線通訊。舉例而言，在此實施中，感測器126之一或多者(例如，如感測器126B)可為電池操作感測器，該等感測器經配置以透過無線技術(例如，如WiFi)來與電子裝置控制器110進行通訊。
注意到經圖示說明於圖1中之電子裝置控制器的電子裝置及配置經提供為環境之參考範例，其中該環境可使用本文所揭露之電子裝置控制器以增加不同環境(如住宅及/或商業建築物)之能量效率。一般來說，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解其它部署情景係為可能的。舉例而言，雖然環境100圖示說明室內環境，但本文所揭露之電子裝置控制器亦可被部署(以控制一或多個負載)於室外環境中。在一情況中，舉例而言，可配置電子裝置控制器以控制街道燈光、停車場中之燈光、室外展區及諸如此類。此外，在一環境中，可配置控制器以經由LAN(例如，乙太網路)來與網路進行通訊。此外，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解電子裝置之類型、電子裝置之數量及/或電子裝置及/或電子裝置控制器之特定配置可經調整以用於不同類型的環境。
圖2A至圖2B根據本發明之實施例圖示說明本文所描述之電子裝置控制器可如何連接至電子裝置的不同範例。如圖2A所展示地，若使用電子裝置控制器110以用於光線應用，則電子裝置控制器110及負載112可經整合至燈具134。在另一實施例中，如圖2B所展示地，電子裝置控制器110可安裝於單一燈具或排燈外部(例如於該單一燈具或排燈外面或距該單一燈具或排燈遠處)。以此方式，電子裝置控制器能經安裝在預先存在的燈具中(例如，改造應用)及/或新燈具中(例如，在新構造中)。
注意到圖2A至圖2B僅圖示說明電子裝置控制器可如何被整合(或耦合)至電子裝置(如燈具)之一參考範例。所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解本文所揭露之電子裝置控制器亦可被整合及/或耦合至其它類型的電子裝置。
圖3為根據一實施例之經整合之可配置的無線電子裝置控制器110之方塊圖。如所展示地，無線電子裝置控制器110包含至少一處理器316、記憶體318、通訊介面338、數位信號處理器(DSP)342、能量測量晶片340、繼電器308及可配置埠310。在一些實施例中，處理器316、記憶體318、通訊介面338、DSP 342及能量測量晶片340可包含於處理系統314內。線路輸入320及線路輸入322可被耦合至電源(例如，120-277V AC電源)。經切換的線路輸入324及經切換的線路輸入326可經連接至繼電器308的兩不同側。線路328可經使用以耦合至牆壁開關，該牆壁開關允許控制器110偵測外部開關中之狀態變化。線路330可經使用以耦合至經耦合至控制器110之負載 (之中線)。可使用調光輸出線路332及334以提供調光控制給支援調光協定的(經耦合至控制器110之)至少一負載。
處理器316一般經配置以控制裝置控制器110的操作。在一般情況中，處理器316亦可稱做中央處理單元(CPU)。可包含唯讀記憶體(ROM)及/或隨機存取記憶體(RAM)的記憶體318提供指令及資料給處理器316。記憶體318之部分亦可包含非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)。處理器316經配置以基於儲存於記憶體318中之指令來執行本文所呈現之技術。根據態樣，處理器316經配置以提供功率控制、調光控制及能量消耗測量能力等給一或多個經耦合至無線裝置控制器的負載。為提供開/關控制給負載，處理器316可使用繼電器308為輸出交換裝置以允許(例如，自經切換的線路輸入324至經切換的線路輸出326之)電流流至至少一負載。在各種實施例中，為支援超過一負載之控制，控制器110可整合適用於較高之最大穩態電流的繼電器。舉例而言，對於一些電阻式負載來說，控制器110可整合適於最大穩態電流16 amps的繼電器。在其他情況中，控制器110可整合更大的繼電器以支援更大的負載。當處理器316經耦合至一或多個可調光負載時，該處理器316經配置以(例如，使用調光輸出控制線路332及調光輸出控制線路334來)對一或多個可調光負載提供調光控制(例如，0至10 V調光控制)。處理器316能脈衝寬度調變(PWM)及能供電給一或多個裝置。舉例而言，在一實施例中，處理器能提供0-10V輸出。
通訊介面338可包含允許控制器110經由至少一天線312而與實施一或多個無線電存取技術(RAT)之複數個無線通訊網路進行通訊的發射器及接收器(未展示)。在一範例中，無線通訊網路可包含無線區域網路(WLAN)。WLAN之範例可包含(但不限於)RAT(如WiFi)或基於IEEE 802.11之技術及諸如此類。在另一範例中，無線通訊網路可包含WWAN。WWAN之範例可包含(但不限於)RAT(如LTE)、通用移動通訊系統(UMTS)、cdma2000、GSM及諸如此類。然而，一般來說，控制器110可以能夠經由任何無線通訊協定來進行通訊。應該要注意到的是，雖然天線312經展示於控制器110之外部，但該天線312在一些實施例中係在控制器110之內部。
控制器110可使用經耦合至處理器316的能量測量晶片340，以測量由一或多個電子裝置(或負載)所消耗的能量及提供資料給處理器316。控制器110亦可使用DSP 342以處理經由通訊介面338所接收到的信號。
埠310一般為可配置埠，該可配置埠可用於一或多個不同功能。在一實施例中，舉例而言，埠310經配置以與感測器(例如，如溫度感測器、在場感測器、環境光感測器、濕度感測器、壓力感測器、空氣品質感測器及諸如此類)接口，及處理器經配置以經由埠310而自感測器接收輸入。埠310一般來說經配置以支援標準插座(RJ)介面(如RJ12及RJ45等)。為在埠310及感測器間接口，可使用能支援標準插座標準(例如，RJ12電纜及RJ45電纜等)之電纜336。RJ電纜336經配置以攜帶來自埠310的訊號及/或功率至感測器，及該RJ電纜336經配置以攜帶來自感測器的信號至控制器110。
在另一實施例中，埠310經配置以(例如，透過外部繼電器來)與外部牆壁開關接口。如圖4A所展示地，可使用RJ電纜(例如，RJ12)以經由外部的繼電器400來連接牆壁開關402。當以此方式配置埠時，該埠(例如，為方便起見稱作手動超控埠)可監控經發送的手動超控信號(或命令)，以回應開關402的手動翻轉。舉例而言，在一情況中，一旦翻轉了開關402，便可立即(例如，取決於繼電器400是否正常開啟或正常關閉而)用來自開關電路的信號可流至控制器110之此方式來對繼電器400進行充電。一旦到達控制器110，則在控制器內的處理器可決定是否要基於超控信號來修改對負載(例如，在此情況中，是在燈具內的鎮流器)的功率控制。此外，基於功率超控信號，處理器亦可經配置以提供資訊給管理系統。此類資訊可為有用的，特別是在管理系統無法偵測特定之室內或室外環境中之變化條件的情況下。
在另一範例中，控制器110經配置以透過埠310來支援三向開關。舉例而言，如圖4B所展示地，可使用RJ電纜 (例如，RJ12)以經由外部繼電器400連接第一三向牆壁開關404及第二三向牆壁開關406。當埠310以此方式配置時，埠310可監控來自多個牆壁開關的超控信號及基於該超控信號來決定是否修改對(例如，用於光線之)負載的功率控制。
作為替代地，在(相關於圖6A至圖6B而於下文中所詳加描述的)另一實施例中，代替使用埠310來與外部牆壁開關(例如，如開關402、開關404及開關406)接口，控制器110可包含經配置以與外部牆壁開關接口之電路及可監控用於超控信號的牆壁開關。以此方式配置控制器110可提供使用者用於控制器110之額外部署選項，以用於監控及/或控制電子裝置。
如上文所提及地，本發明之各種實施例所揭露之經整合之可配置的無線控制器提供彈性的、低成本的解決方案以控制各種不同的負載。舉例而言，控制器整合單一經整合的設計，該單一經整合的設計允許要被遠端地(例如，經由任何經連接至網路的裝置)控制的(經耦合至控制器的)任何負載，或基於經整合至(或經通訊耦合至)無線控制器的特定感測器來允許負載被自主控制。
如控制器之彈性被整合至不同的應用/情景中之一範例所述地，控制器能在一或多個不同模式中操作。舉例而言，圖5A圖示說明其中控制器110經配置以提供開/關控制給負載502之操作的一模式。如所展示地，當以此模式操作時，藉由相同的AC電源(例如，在一情況中的122-277V)來對控制器110及負載502供電。舉例而言，線路輸入320及經切換的線路輸入324經連接至相同的V AC電源。經切換的線路輸入324可經連接至控制器中之繼電器308的一接點(未展示)。繼電器308之其他接點可經連接至經切換的線路輸出326，該經切換的線路輸出326經使用以提供開/關控制給負載502。
現在參考圖5B，圖5B亦根據本發明之另一實施例來展示操作的另一模式，控制器102於該另一模式中係經配置以提供開/關控制及/或調光控制給負載502。圖5B與圖5A不同之處在於(在圖5B中)，控制器110經配置以經由調光輸出控制線路332及調光輸出控制線路334來提供調光控制(例如，0-10 V調光)給負載502。當負載支援調光協定時(例如，負載為調光鎮流器)，可支援負載的調光控制。在此實施例中，亦藉由相同的AC電源來對控制器110及負載502供電。
如上文所提及地，在一些實施例中，控制器110可包含允許控制器110與牆壁開關接口的電路及經由該牆壁開關來偵測超控信號。圖6A及圖6B展示範例，該等範例其中的控制器110可經配置以基於由外部牆壁開關602所偵測到的信號來控制電子裝置。在圖6A中所展示的實施例中，控制器110經配置以提供對負載502的電源開/關控制(例如，和圖5A相似的配置)。控制器110及負載502亦由相同的AC電源供電。然而，在此實施例中，控制器110經由牆壁開關線路328而耦合至外部牆壁開關602。控制器110經配置以經由線路328偵測牆壁開關602的狀態變化，及該控制器110可經配置以基於狀態變化來修改對負載502之供電。舉例而言，在一情況中，基於來自牆壁開關602之輸入，控制器110內的處理器316可決定是否(經由繼電器308來)修改對負載502之電源開/關控制。在圖6B中所展示的實施例中，控制器110經配置以基於自牆壁開關602所偵測到的狀態變化來修改對負載502之電源開/關控制及/或調光控制。
圖7A至圖7B展示自不同電源對控制器110及負載502供電的另一操作模式。如圖7A所展示地，舉例而言，負載的電路迴路與控制器110的電源電路分離。可由AC電源(例如，120-277VAC)經由線路輸入320來對控制器110供電。然而，AC電源或DC電源可經由經切換的線路輸入324來對負載502供電。舉例而言，用於負載之電源可為120-277 V AC或0=277 V DC。在圖7A(與圖5A相似)中，控制器110經配置以經由經切換的線路輸出326來提供對負載502之開/關控制。
圖7B根據其他實施例展示控制器110經配置以提供對負載502的開/關控制及/或調光控制之範例。舉例而言，控制器110經配置以經由調光輸出控制線路332及334來提供對負載502的調光控制(例如，0-10V 調光)。與圖7A相似地，經由分離的電源來對控制器110及負載502供電。
在一些實施例中，在另一操作模式(未展示)中，控制器110可經配置以測量負載的一或多個操作參數及/或電源。舉例而言，在一實施例中，控制器110可經耦合至變流器及可經配置以測量通過AC電源(例如，線路輸入320)的AC電流。在另一實施例中，控制器110可經配置以測量一或多個經耦合至控制器110之負載之功率(能量)消耗。可被收集之不同類型資訊之範例包含瞬間功率、總功率、功率因數及電流資訊等。以此方式之作法幫助使用者、公用事業供應商、建築物管理者及系統操作員等辨識可幫助節省功率的功率負載及分配資訊。舉例而言，基於所接收到的能量測量讀數，控制器110(例如，經由至少一處理器)可修改一或多個經耦合至控制器之負載的功率消耗，以維持所欲能量使用概況。控制器110亦可回報能量測量讀數給管理系統，該管理系統可經使用以追蹤能量使用。
注意到上文關於圖5A至圖7B所描述的接線配置係經提供為本文所描述之經整合之可配置的無線電子裝置控制器在一或多個操作模式中操作時可如何被配置的參考範例。然而，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解經整合之可配置的無線電子裝置控制器可經調整或部署於其他配置中，該等其他配置可與本文所提供之範例相同或與本文所提供之範例不同。
如上所述，控制器110可使用可配置埠310為感測器埠，以連接一或多個感測器。如上所述，感測器可包含在場感測器、環境感測器、溫度感測器、溼度感測器、壓力感測器及空氣品質感測器等。)根據各種實施例，當直接地與特定環境(例如，房間)中之一或多個電子裝置耦合時，控制器110可用附加至感測器埠的感測器來監控環境內的變化條件。舉例而言，控制器110能經由感測器埠接收一或多個對應至來自於與感測器埠接口之感測器之感測器輸入之信號。基於此資訊，控制器能將資訊提供回去給管理系統及決定自行調整房間內的負載利用，或該控制器可直接透過經連接至網路的遠端裝置(例如，電腦、iPhone或一般來說為任何具有無線通訊功能的電子裝置)接收使用者輸入(例如，一或多個命令)，以調整負載利用。
在一些實施例中，控制器110可使用可配置埠310以連接複數個感測器。配置埠310為能支援多個感測器之埠能讓控制器110對於由控制器所耦合之負載所消耗之能量之管理及/或測量控制器所位在之特定環境之條件提供較多控制。
圖8根據一實施例圖示說明控制器110可如何連接至多個感測器的一範例。如所展示地，控制器110包含感測器埠802，該感測器埠802經連接至菊鏈配置中之多個感測器。即，多個感測器126A-M可在串聯配置或另一配置中為有線的，及感測器埠802可被連接至菊鏈中之第一感測器126A。在此類配置中，控制器110與菊鏈中之第一感測器126A直接通訊，且任何發布至菊鏈中之另一感測器的命令(例如，讀取感測器值)通過鏈中居間的感測器(例如，感測器126B-M)。同樣地，任何回傳至控制器110的感測器值通過居間的感測器。
圖9根據一實施例圖示說明控制器110可如何連接至多個感測器的另一範例。如所展示地，在此實施例中，控制器110可經由感測器通訊裝置902連接至多個感測器126A-M。此類裝置902可為分歧器、交換器及集線器等。在此配置中，控制器110可輪詢經連接至裝置902之個別感測器。舉例而言，可個別定址每個感測器126，以可允許控制器110發布讀取/寫入命令至任何經由裝置902所連接之個別感測器。
在另一實施例中，多個感測器可透過無線技術來與控制器110進行通訊。舉例而言，如上所述，此類感測器可為電池操作感測器及經由WiFi(或另一無線技術)進行通訊。允許控制器與感測器經由無線技術進行通訊提供了使用者或管理員於整合特定環境中之感測器時更多彈性。舉例而言，替代將感測器及控制器放在一起之作法，控制器可與可能在相同房間中或可能不在相同房間中之多個感測器進行通訊。
如上所述，(本文在各個實施例中所揭露之)控制器能與位於本地或(例如，經由雲端計算架構而)在雲端中之管理系統進行通訊。雲端計算一般係指將可擴展計算資源提供為網路上的服務。典型地，雲提供計算裝置及該計算裝置之底層技術架構(例如，伺服器、存儲及網路)間之抽象化、實現方便及可配置計算資源之共享池之一經請求(on-demand)的網路存取，該等可配置計算資源係可用最小的管理工作或服務供應商互動來快速提供及發布。因此，雲端計算允許使用者存取「雲」中的虛擬計算資源(例如，存儲、資料、應用程式及甚至是完整的虛擬化計算系統)，而無須考慮用來提供計算資源之底層實體系統(或該等實體系統之位置)。
在本發明之背景中，控制器(例如，如控制器110等)能與位於雲中之管理系統(例如，能量管理元件142)通訊。即，控制器能傳送一或多個負載之能量消耗測量及特定環境之變化條件等給管理系統，該管理系統可位於任何時間時皆常駐於雲中及來自網際網路中之任何處之任何資源中。此外，使用者裝置(例如，電腦及Iphone等)亦能經由在任何時間處常駐雲中之資源之任何一者來與控制器進行通訊。相較於傳統的控制方法，允許控制器與位在雲中之管理系統通訊提供了額外彈性及便利的控制存取。
如上文所述，本文所揭露之實施例提供彈性的、易於安裝的、及經整合的可配置無線電子裝置控制器，該控制器能控制各種不同類型的負載、能監控不同類型的負載的功率使用、能監控環境之一或多個條件及能基於自身監控來自動調整不同類型負載之功率使用。本文所揭露之電子裝置控制器亦可與管理系統一起協同使用，該管理系統可表示本地的中央控制實體或雲端中的分散式控制實體。管理系統可使用本文所揭露之控制器以接收更有用的資訊，該資訊係可在管理者分析能量效率時有幫助。
雖然上文針對了本發明之實施例，但可在沒有背離本發明之基本範疇的情況下設計本發明之其他及進一步的實施例，本發明之範疇係由以下的申請專利範圍來決定。
可用處理系統、通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用程式積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、分立閘或晶體管邏輯、分立的硬體元件或經設計以執行本文所描述之功能的任何上述結合，來實施或執行關於本文所揭露內容所描述之各種說明性的邏輯方塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器；但作為替代地，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機器。處理器亦可經實施為計算裝置之結合；例如，DSP及微處理器之結合、複數個微處理器、與DSP核心結合的一或多個微處理器或任何其他此類配置。
處理系統可經配置為通用處理系統，該通用處理系統帶有一或多個提供處理器功能的微處理器及提供至少部分的機器可讀取媒體的外部記憶體，所有該一或多個微處理器及該外部記憶體透過外部匯流排架構而與其他支援電路連結在一起。作為替代地，可用帶有處理器的ASIC (應用程式特定積體電路)、匯流排介面、在存取終端情況下的使用者介面、支援電路及經整合至單一晶片內之至少部分的機器可讀取媒體、或以一或多個FPGA (現場可程式化閘陣列)、PLD(可程式化邏輯裝置)、控制器、狀態機器、閘邏輯、分立硬體元件、或任何合適電路或任何可執行各種本文所描述功能之電路之結合，來實施處理系統。
某些態樣可包含用於執行本文所呈現之操作的電腦程式產品。舉例而言，此類電腦程式產品可包含電腦可讀取媒體，該電腦可讀取媒體具有儲存(及/或編碼)於其上的指令，該等指令可藉由一或多個處理器執行以執行本文所描述的操作。對於某些態樣而言，電腦程式產品可包含包裝材料。
本文所描述之方法包含用於完成所描述之方法的一或多個步驟或動作。方法步驟及/或動作可在沒有背離申請專利範圍之範疇的情況下與彼此交換。換句話說，除非具體指定步驟或動作的具體順序，不然可在沒有背離申請專利範圍之範疇的情況下修改特定步驟及/或動作的順序及/或使用。
如本文所使用的，指稱一列表項目的「至少一者」之術語係指包含單一成員之該等項目之任何結合。舉個例子，「a、b或c的至少一者」係意欲包含a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c及任何帶有複數個相同元素的結合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c及c-c-c或a、b及c的任何其他順序)。
可用任何能執行對應功能的合適構件來執行上文所述方法的各種操作。構件可包含各種硬體及/或軟體元件。
要瞭解的是申請專利範圍不限於上文所述的精確配置及元件。可在沒有背離申請專利範圍之範疇的情況下，於本文所描述之方法及設備的安排、操作及細節中做出各種修改、改變及變化。
100‧‧‧環境 110‧‧‧電子裝置控制器 110A‧‧‧電子裝置控制器 110B‧‧‧電子裝置控制器 110C‧‧‧電子裝置控制器 110D‧‧‧電子裝置控制器 112‧‧‧電子裝置 120‧‧‧網路 122‧‧‧電源插座 124‧‧‧器材 126‧‧‧感測器 126A-126M‧‧‧感測器 130‧‧‧排燈 132A-132N‧‧‧光線 134‧‧‧燈具 140‧‧‧伺服器計算系統 142‧‧‧能量管理元件 150‧‧‧計算系統 152‧‧‧介面 154‧‧‧電子裝置 308‧‧‧繼電器 310‧‧‧可配置埠 312‧‧‧天線 316‧‧‧處理器 318‧‧‧記憶體 320‧‧‧線路輸入 322‧‧‧線路輸入 324‧‧‧經切換的線路輸入 326‧‧‧經切換的線路輸出 328‧‧‧線路 330‧‧‧線路 332‧‧‧調光輸出控制線路 334‧‧‧調光輸出控制線路 336‧‧‧電纜 338‧‧‧通訊介面 340‧‧‧能量測量晶片 342‧‧‧數位信號處理器(DSP) 400‧‧‧繼電器 402‧‧‧牆壁開關 404‧‧‧第一三向牆壁開關 406‧‧‧第二三向牆壁開關 502‧‧‧負載 602‧‧‧外部牆壁開關 802‧‧‧感測器埠 902‧‧‧感測器通訊裝置
為了可更仔細了解上述之本發明的特徵方法，上文所簡要總結之本發明之更準確的描述可參考實施例，該等實施例中之至少一些實施例經圖示說明於附加圖式中。然而，亦要注意到的是，附加圖式僅圖示說明本發明的典型實施例，因而該等附加圖式並不被視為限制本發明之範疇；本發明可允許其他等同有效的實施例。
圖1根據本發明之實施例圖示說明範例系統之架構，該範例系統之架構係可合併一或多個經整合之可配置的無線電子裝置控制器。
圖2A根據本發明之實施例圖示說明範例燈具系統，該範例燈具系統係包含經整合之可配置的無線電子裝置控制器。
圖2B根據本發明之實施例圖示說明另一範例燈具系統，該另一範例燈具系統係經耦合至無線電子裝置控制器。
圖3根據本發明之實施例圖示說明範例之經整合之可配置的無線電子裝置控制器之方塊圖。
圖4A及圖4B根據本發明之實施例圖示說明經整合之可配置的無線電子裝置控制器內之可配置埠之範例配置。
圖5A及圖5B根據本發明之實施例展示經整合之可配置的無線電子裝置控制器在一操作模式中操作時之接線配置。
圖6A及圖6B根據本發明之實施例展示經整合之可配置的無線電子裝置控制器在另一操作模式中操作時之接線配置。
圖7A及圖7B根據本發明之實施例展示經整合之可配置的無線電子裝置控制器在另一操作模式中操作時之接線配置。
圖8根據本發明之實施例圖示說明範例之經整合之可配置的無線電子裝置控制器，該無線電子裝置控制器係經連接至多個感測器。
圖9根據本發明之實施例圖示說明經整合之可配置的無線電子裝置控制器之另一範例，該無線電子裝置控制器係經連接至多個感測器。
為了助於瞭解，已使用相同的元件符號，以在可能的情況下指派對圖式來說為共通之相同的元素。可以設想到於一實施例中所揭露的元素可在其他實施例上被有益地利用而無須特定描述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
100‧‧‧環境
110‧‧‧電子裝置控制器
110A‧‧‧電子裝置控制器
110B‧‧‧電子裝置控制器
110C‧‧‧電子裝置控制器
110D‧‧‧電子裝置控制器
112‧‧‧電子裝置
120‧‧‧網路
122‧‧‧電源插座
124‧‧‧器材
126‧‧‧感測器
126A-126M‧‧‧感測器
130‧‧‧排燈
132A-132N‧‧‧光線
134‧‧‧燈具
140‧‧‧伺服器計算系統
142‧‧‧能量管理元件
150‧‧‧計算系統
152‧‧‧介面
154‧‧‧電子裝置

Claims (18)

  1. 一種經整合之可配置的電子裝置控制器，該電子裝置控制器係用於控制經耦合至該控制器之至少一負載，該控制器包含：一通訊介面，可操作該通訊介面以經由一無線通訊協定進行通訊；一可配置埠；及一處理系統，該處理系統經配置以執行以下步驟：經由該通訊介面接收用於控制該至少一負載之功率的一或多個指令；監控該至少一負載的一或多個操作參數；經由一牆壁開關接收用於控制至該至少一負載之功率的一功率超控(override)信號；至少部分地基於該等所接收到的指令及該監控來產生一或多個控制該至少一負載之該功率的信號；及透過該通訊介面回報該一或多個操作參數給一管理系統；其中在接收該功率超控信號之後，該處理系統進一步經配置以執行以下步驟：基於該功率超控信號來決定是否修改該至少一負載的功率控制； 透過該通訊介面回報該功率超控信號給該管理系統；接收一指令以回應來自該管理系統之該功率超控信號的該回報；及基於該接收到的指令來決定是否修改該至少一負載的功率控制。
  2. 如請求項1所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該一或多個操作參數包含瞬間功率、總功率、功率因數或電流資訊之至少一者。
  3. 如請求項1所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該可配置埠經配置為一感測器埠，及其中該處理系統經進一步配置以執行以下步驟：透過該感測器埠接收對應至感測器輸入之一或多個信號，該感測器輸入係來自於與該感測器埠接口之至少一感測器；至少部分地基於該所接收到的感測器輸入來產生該一或多個信號以控制該至少一負載之該功率；透過該通訊介面回報該所接收到的感測器輸入給該管理系統。
  4. 如請求項3所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該感測器埠經耦合至一菊鏈配置中的複數個感測器。
  5. 如請求項3所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該感測器輸入包含用於動作偵測、環境光、壓力、溫度及溼度之至少一者的資訊。
  6. 如請求項1所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該可配置埠經配置為一手動超控(override)埠，及其中該手動超控埠經由一外部繼電器耦合至一外部牆壁開關。
  7. 如請求項1所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該無線通訊協定為一基於802.11的通訊協定。
  8. 一種經整合之可配置的電子裝置控制器，該電子裝置控制器係用於控制經耦合至該控制器之至少一負載，該控制器包含：一通訊介面，可操作該通訊介面以經由一無線通訊協定進行通訊；一感測器埠，可操作該感測器埠以與至少一感測器接口；及一處理系統，該處理系統經配置以執行以下步驟：經由該通訊介面接收用於控制在一環境中之該至少一負載之功率的一或多個指令；監控該至少一負載的一或多個操作參數；透過一牆壁開關接收用於控制至該至少一負載 之功率的一或多個信號；自耦合至該感測器埠的至少一感測器接收指示環境光條件、溫度及該環境之在場之至少一者的一或多個輸入；至少部分地基於該等所接收到的指令、所監控到的一或多個操作參數及從該牆壁開關所接收到的該一或多個信號來產生控制該至少一負載之該功率的一或多個信號；及透過該通訊介面回報該一或多個操作參數、該一或多個感測器輸入及來自該牆壁開關之該一或多個輸入至一管理系統；其中透過該牆壁開關所接收的該一或多個信號包括一功率超控信號，其中在接收該功率超控信號之後，該處理系統進一步經配置以執行以下步驟：基於該功率超控信號來決定是否修改該至少一負載的功率控制；透過該通訊介面回報該功率超控信號給該管理系統；接收一指令以回應來自該管理系統之該功率超控信號的該回報；及基於該接收到的指令來決定是否修改該至少一負載的功率控制。
  9. 如請求項8所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該至少一外部牆壁開關包含兩個三向開關。
  10. 如請求項8所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中經由該牆壁開關所接收到的該一或多個信號包含一調光輸入信號。
  11. 如請求項8所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該至少一感測器包含複數個感測器。
  12. 如請求項8所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該至少一負載包含一串聯的排燈。
  13. 如請求項8所述之經整合之可配置的電子裝置控制器，其中該無線通訊協定為一基於802.11的通訊協定。
  14. 一種無線電子裝置控制系統，該系統包含以下各者：複數個負載，該複數個負載經菊鏈配置至一電路；一管理系統；及一負載控制器，該負載控制器經電耦合至該電路，其中該負載控制器包含以下各者：一通訊介面，可操作該通訊介面以經由一無線通 訊協定進行通訊；一可配置埠；及一處理系統，該處理系統經配置以執行以下步驟：經由該通訊介面接收用於控制該複數個負載之至少一負載之功率的一或多個指令；經由該可配置埠接收用於調整該至少一負載之一功率位準的一或多個輸入，其中該一或多個輸入包括一功率超控信號；至少部分地基於該所接收到的一或多個指令及該所接收到的一或多個輸入來產生控制該至少一負載之該功率位準的一或多個信號；及透過該通訊介面回報該所接收到的一或多個輸入給該管理系統；其中在接收該功率超控信號之後，該處理系統進一步經配置以執行以下步驟：基於該功率超控信號來決定是否修改該至少一負載的功率控制；透過該通訊介面回報該功率超控信號給該管理系統；接收一指令以回應來自該管理系統之該功率超控信號的該回報；及 基於該接收到的指令來決定是否修改該至少一負載的功率控制。
  15. 如請求項14所述之無線電子裝置控制系統，其中該至少一負載包含安裝在一房間之一天花板上的複數個燈具，及其中該負載控制器經安裝在該複數個燈具之一者之內部。
  16. 如請求項14所述之無線電子裝置控制系統，其中該至少一負載包含安裝在一房間之一天花板上的複數個燈具，及其中該負載控制器經安裝在該複數個燈具之每者之外部。
  17. 如請求項14所述之無線電子裝置控制系統，其中從相同電源對該複數個負載之每者及該負載控制器供電。
  18. 如請求項14所述之無線電子裝置控制系統，其中該管理系統位於一雲端中。
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