CN101999252A - 具有自适应遮光帘、窗和空气质量控制器的建筑物最优化系统和照明开关 - Google Patents

具有自适应遮光帘、窗和空气质量控制器的建筑物最优化系统和照明开关 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于最优化建筑物环境的建筑物最优化系统。该建筑物最优化系统包括多个建筑物最优化开关，用于根据多个操作模式控制建筑物中的相应空间的环境；以及任意个模块化的可互换的二元控制器，用于控制建筑物的多个区域的各个环境因素。建筑物最优化开关包括具有照明控制器和图形化显示器的A/B照明开关。该A/B照明开关进一步连接到用于感测和测量建筑物的至少一个区域的环境数据的一个或多个传感器。该建筑物最优化开关进一步包括与该A/B照明开关连接的二元控制器，用于基于用户输入或环境数据来控制所述区域的环境变量。

Description

具有自适应遮光帘、窗和空气质量控制器的建筑物最优化系统和照明开关
对相关申请的交叉引用
本发明是2008年2月19日提交的，标题是“建筑物最优化系统和照明开关”(Building Optimization System and Lighting Switch)的申请No.12/033,831的延续，同时在35 U.S.C.§119下要求2008年4月2日提交的，题为“建筑物最优化系统”(Building Optimization System)的美国临时专利申请序列号No.61/041,874的优先权，其全文以引用方式合并与本文中。
技术领域
本法明涉及照明控制开关，更具地体涉及能联网的，A/B照明开关和控制模块。
背景技术
有必要通过新方法来操作建筑物内的照明，以解决由于目前的能源生产和消耗模式造成的增长的能源成本，日益减少的能量供给，以及加速的环境破坏等问题，而不会给建筑物的居住者带来不便。
发明内容
本文提出了一种建筑物最优化系统，具体为一种建筑物最优化开关，用于最小化建筑物中电照明的使用，从而最优化建筑物的能量使用。
该建筑物最优化系统包括：多个建筑物最优化开关，用于根据多个操作模式来控制建筑物中的相应的空间的环境；以及任意数量的模块化的可互换的二元控制器，用于控制建筑物的多个区域的各个环境因素。所述建筑物最优化开关包括具有照明控制器和图形化显示器的A/B照明开关。该A/B照明开关进一步连接到用于感测和测量该建筑物的至少一个区域的环境数据的一个或多个传感器。该建筑物最优化开关进一步包括二元控制器，该二元控制器与A/B照明开关连接，用于基于用户输入或环境数据来控制区域的环境变量。
下文将结合附图和说明书描述一个或多个实施例的细节。其他特征和优点在说明书和附图以及权利要求书中是显而易见的。
附图说明
现在参考以下附图，详细描述上述那些和其他方案。
图1是用于最优化建筑物的能量使用以及建筑物的环境的建筑物最优化系统的高层描述。
图2是建筑物最优化开关的正视图。
图3描述了A/B照明开关的布局图。
图4描述了用于建筑物的建筑物最优化系统配置的一个实施方式。
图5显示了具有自适应遮光帘控制器的建筑物最优化系统。
图6显示了具有自适应窗控制器的建筑物最优化系统。
图7显示了具有空气质量传感器的建筑物最优化系统。
图8显示了具有建筑物最优化开关、空气质量传感器、自适应遮光帘控制器、和自适应窗控制器的建筑物最优化系统。
图9描述了示例性的主控制器。
图10描述了用于建筑物最优化系统的个人计算机接口。
图11描述了具有通信模块和二元控制模块的模块组。
图12A-F描述了模块组的各种组合。
图13-20描述了用于区域控制器的各种控制模块组的多个示例性实施方式。
图21和22描述了区域远程装置。
图23和24显示了采用建筑物最优化系统的两种可选的示例性气象站。
图25-29描述了用于与各种传感器和/或发动机连接并通信的各种远程开关组。
图30描述了采用密钥卡(key fob)的下班后服务模式。
各个附图中的相似参考标记代表相似的部件。
具体实施方式
本文描述了一种采用建筑物最优化开关的建筑物最优化系统。该建筑物最优化开关提供节能控制设备部件，其响应于多种环境和/或基于时间表的条件(conditions)，包括，但不限于：1)A或B控制器的任一个或全部直接、手动覆盖启动(override enablement)；2)主控制器中的日-时和星期-日的时间表；3)受控的环境的占用状态，由运动传感器指示(该运动传感器可与开关合并，或与现有的外部运动探测占用传感器串连)；4)由有效提供者时间表和功率负载需要决定的程序化的峰值负载需要，程序和时间表优选地驻留于主控制器；以及5)基于所测量的周围环境、直接或间接的可用照明(通过屋顶传感器)，主控制器决定受周围环境、直接或间接照明影响的区域所需要的照明，并向建筑物最优化开关发送指令从而关闭照明。
图1是用于使建筑物的能量使用最优化的建筑物最优化系统(BOS)100的高层描述。以非限制地以及各种数量和组合的方式，该(BOS)100可包括，建筑物最优化(BO)开关102，具有传感器104的BO开关，和/或具有遮光帘控制器(blind controller)106的BO开关，以上开关通过无线通信网络108连接到主控制器110。BO开关102有联网能力，并作为启动一串功能模块和选项的终端，例如温度控制、湿度控制和其它选项。无线通信网络108使用任何无线通信协议工作，例如低功率数字无线通信的IEEE 802.15.4或ZigBee标准。以非限制地以及各种数量和组合的方式，BOS 100可进一步包括一个或多个日光传感器112，其用于感测建筑物周围环境的日光水平。以下将更详细地描述BOS 100的这些部件中的每一个。
每个BO开关102可至少部分地包含于由弹性材料制成的物理接口中，其中弹性材料为例如塑料、铝、不锈钢或其他材料，且可安装于墙或其他结构上。BO开关102还包括电源，其优选地来自直接建筑物配线电路或内部电池，且通常基于现有建筑物配线。BO开关102用于控制在例如办公室或办公室群组的空间或区域中使用的电照明量。从而，BO开关102可根据例如用户选择等因素，或自动地基于来自获得的照明的周围环境照明，来关闭在其控制下的任意一个、或所有的照明组。获得的照明是日光产生的照明、反射的照明或其他间接的周围环境照明源，且可在建筑物的空间或区域内使用。每个空间或区域由A/B照明控制系统监控，并被控制以使获得的照明足够或甚至最大化，从而减少被监控的空间或区域的电照明需要。
图2A是包括A/B照明开关202和盖板204的BO开关102的正视图。图2A是A/B照明开关202的侧视图，其可安装在建筑物的办公室或其他区域的墙壁或其他表面上。该A/B照明开关采用标准照明开关电源，例如包括线1热线210、线2热线212、负载1开关臂线214，负载2开关臂线216，120V地线218和227V地线220。这些配线优选地通过模块化继电器组222连接到A/B照明开关202的背面。图11A-F图示了各种可选的配线图。
图3描述并图示了A/B照明开关202的布局图，其适于通过传统照明电源供电，并包括无线收发器(未画出)，该无线收发器用于将办公室或区域的环境信息，例如照明水平、温度、占用等等，发送给主控制器，并且用于接收来自主控制器的控制信号以控制办公室或区域的环境的各个方面，例如照明、温度、遮光帘等等。该无线收发器适于与主控制器或各个其他部件进行无线通信。
A/B照明开关202不仅具有照明开关功能，而且也具有互动的计算机和显示器，用于控制照明，接收来自多个传感器或源的一区域或一组区域的环境数据，并用于处理该环境数据以自动地控制或辅助控制照明、HVAC、窗、遮光帘、风门或其他系统。A/B照明开关202还包括通过有线或无线接口的通信能力，以及进一步包括输入端、输出端、和/或访问端口，用于与任意个其他控制器、例如密钥卡的输入设备、远程控制器或例如无线手持设备等其他设备连接或通信。于是A/B照明开关202的功能是自身用作建筑物最优化系统和网络中的集线器，用于最优化建筑物的下至区域级的能量和环境。
A/B照明开关202分别包括A和B照明控制器302A和302B。每个控制器控制建筑物中的办公室、区域或区间内相应的照明组。在大多数传统的商业建筑物中，办公室、区域或区间只包括两个独立且分开的照明组，但可使用两个以上的照明组。因此，A/B照明开关202可包括多个照明控制器，而不止这里为简化和清楚而标注的A和B照明控制按钮。照明控制器302A和302B优选地为弹簧启动式按钮，或为A/B照明开关202上的触摸灵敏区，且可用基于取决于照明组状态的特定的颜色或一组颜色来背光照射。例如，每个照明控制器302A和/或302B可用绿光来背光照射，以指示相应照明组的“开”状态，并用白光来背光照射，或不照射，以指示相应照明组的“关”状态。本领域技术人员应明白任何颜色或类型的光都可用于指示这些状态，且可采用任何光源，例如发光二极管(LEDs)，白炽灯或其他灯。
A/B照明开关202进一步包括模式控制器304，优选地靠近照明控制器302A和302B，如图3所示。用户可使用模式控制器304来控制照明、温度、湿度或其他建筑物最优化系统的某些模式或状态，如下文详述。模式控制器304也可用不同颜色的光背光照射以指示不同模式。模式控制器304以及照明控制器302A和302B可结合屏幕306中显示的指令或选项来使用。屏幕306优选地为彩色显示器，例如用于手机等手持通信设备的液晶显示器(LCD)。屏幕306在第一区域中显示指令或用户选项，该区域优选地靠近并对应于照明控制器302A/B和模式控制器304。屏幕306也可以文本和/或图形的形式来显示控制和状态信息，也可显著地显示不同背景颜色以指示至少部分地由模式控制器304选择的不同模式。这些模式将在下文中详细描述。
A/B照明开关202进一步包括运动探测器和/或光传感器308，用于探测办公室或区域中居住者的存在。传感器308的运动探测部件感测办公室或区域的占用，并在无线数据发送中报告占用信息。传感器308的运动探测部件可被连接以直接根据占用信息来自动地控制照明组，或者所述控制也可通过主控制器执行，如下文详述。传感器308的光传感器部件感测并确定办公室或区域中的照明水平，其中照明可来自日光(即来自相对于办公室或区域的太阳的位置和角度的外部照明)、办公室或区域的周围环境光、或来自办公室或区域中的受控照明。衬垫309和相关联的螺丝或其他连接机构使前面板能够移开，从而在对A/B照明开关202进行维修时，不必拆开物理配线。
如下文所述，光传感器部件确定并在无线数据发送中报告照明水平信息，以供主控制器使用，从而响应于如峰值需求、节能或日光水平等模式来自动地控制A和/或B照明组的操作。光传感器部件也可直接控制照明组，即对于高日光照明水平，自动关闭B和/或A照明直到日光水平降低到设置点水平。
在一些实施方式中，A/B照明开关202进一步包括温度传感器310以感测温度数据，并在无线数据发送中向主控制器报告温度信息。所感测的温度可显示在屏幕306上以帮助用户控制办公室或区域的温度。主控制器可利用温度信息通过机械控制系统来控制空气调节和/或加热系统，包括排气管和通风孔。BO开关102优选地包括在面板周围的衬垫，以防止温度传感器310感测来自BO开关102所安装的墙壁内部的空气的温度，并得到仅在办公室或空间内温度的准确读数。
A/B照明开关202可进一步包括覆盖开/关开关，用于本地强制“关”、“开”和重启功能。在一些实施方式中，A/B照明开关202包括扬声器312，例如固态压电发声器，用于播出警报、状态或模式信号，或用于广播由A/B照明开关通过其收发器接收的语音信号。服务端口314设置在A/B照明开关的表面，并且适用于容纳服务密钥(key)316，从而通过服务装置来传输程序或指令数据。服务密钥316可包括例如通用串行总线(USB)接口的数据通信接口，用以连接到笔记本电脑或其他计算设备，例如手持计算设备或台式计算机。在一些实施方式中，当服务装置316插入服务端口314时，A/B照明开关自动进入“服务”模式，在该模式中其可以用来自外部计算资源来被重编程序、更新、或控制。在其他实施方式中，服务装置316可被限制为下班后服务装置，其可被插入到A/B照明开关，以要求下班后照明或其他服务。因此，A/B照明开关进一步包括处理器和存储器(未画出)，用以存储和执行用于最优化建筑物的来自服务装置316或用户配件的指令。
A/B照明开关202包括安装架318，用于将A/B照明开关202安装到传统照明开关空间中。安装架318包括多个孔，每个孔用于容纳螺丝以将A/B照明开关202固定在空间中。安装架318可进一步包括分离突起320，用于将A/B照明开关202安装在传统照明开关的空间的中心。A/B照明开关202进一步包括覆盖关闭开关322，用于关闭A/B照明开关202的功能，和/或重启A/B照明开关。
图4图示了用于建筑物400的BOS结构的实施方式。该建筑物被分割为四个基本部分：北、南、东和西。这些部分的方位是近似的，可表示建筑物的其他排列。进一步，这些部分的名称(designations)可基于季节特征和建筑物形状或方位而改变。也可以是其他分割，例如只有东和西。每个部分包括与该部分中的建筑物400的外表面相连接的日光传感器112。该日光传感器112感测由相关联的部分接收到的日光照明量，例如全日照，部分日照，阴影处周围环境光等等。每个日光传感器112从感测到的日光确定照明水平信息，并包括无线收发器或发射器以将照明水平信息无线发送到主控制器110，主控制器接收照明水平信息以产生控制信号，从而控制建筑物内各个位置的A/B照明开关102。
在BOS结构的一些实施方式中，日光传感器112安装在顶层窗上。建筑物的每层可包括多达254个A/B照明开关102，其包括建筑物400的外围区域及内部区域402。在优选的实施方式中，建筑物400的每层还仅包括一个主控制器110，然而其他结构也可适用。传感器112和所有其他部件可与光气象站404通信，该光气象站优选地位于屋顶或其他靠近建筑物的地方，用于接收周围环境的天气条件数据，例如温度，风速，气压等等，这些数据可能影响到操作建筑物每层的开关的算法。BOS结构的所有部件通过无线网状网络进行无线通信。然而，也可使用其他无线通信技术。
A/B照明开关102可构造为根据多个不同模式操作。以下描述基本模式，本领域技术人员应明白每个模式的名称只是为了描述的目的，没有限制效力。以下在下面的总标题下描述每个模式的功能。进一步地，不同的模式可具有组合的或交叉功能的能力。A/B照明开关102可被编程以控制房间中的A和/或B照明组。进一步地，A/B照明开关102也可与二元控制器连接，以例如控制房间的遮光帘和/或房窗户，或用于控制例如风门的开或关。在一些实施方式中，可利用远程控制器来控制A/B照明开关102的操作。
二元控制器可以是具有用户可选按钮的用户互动开关控制器的形式，用于连接到相同面板中的A/B照明开关202，并具有相同的整体形状因数。二元控制器也可以是二元控制模块的形式，其自身具有多种实施方式。每个二元控制模块包括位于外壳的相对两侧上的数据通信端口，用于建筑物内的简单的互连和安装，如下文进一步详述。
图5A显示了具有自适应遮光帘控制器的BO开关500。BO开关500包括A/B照明开关502和遮光帘控制器504。在优选的实施方式中，A/B照明开关502和遮光帘控制器504的每一个的尺寸被限定，并适于占据面板中的一个标准照明开关槽。A/B照明开关502包括显示在屏幕508上的图形化用户接口506，如上文所述。遮光帘控制器504包括多个控制按钮，例如遮光帘打开按钮510，遮光帘关闭按钮512，和通用返回按钮514。
如图5B所示，A/B照明开关502通过至少一个通信链路503连接到遮光帘控制器504。通信链路503可以是有线路径，或无线路径。通信链路503可将信号从遮光帘控制器504传送到A/B照明开关502，从而A/B照明开关502可在屏幕508上向用户显示状态和控制信息。例如，A/B照明开关502可显示消息以指示基于用户对遮光帘控制器504上的控制按钮的选择，将自动控制相关房间的遮光帘。屏幕508和图形化用户接口506也可显示程度，例如在任意给定时刻遮光帘打开或关闭的程度的百分数。遮光帘控制器504进一步包括至少一个通信输出端，其将遮光帘控制器504串行连接到另一个控制器或A/B照明开关502，以及进一步包括控制输出端516，用于电控制机械遮光帘。控制输出端516也可用作将控制信号传送到其他装置的通信连接。
相似地，建筑物最优化系统可包括自适应窗控制器600，如图6A-B所示。图6A显示了具有自适应窗控制器的BO开关600，其包括A/B照明开关602和窗控制器604。在优选实施方式中，A/B照明开关602和窗控制器604的每一个的尺寸被限定，并适于占据面板中的一个标准照明开关槽。A/B照明开关602包括显示于屏幕608上的图形化用户接口606，如上文所述。窗控制器604包括多个控制按钮，例如窗打开按钮610，窗关闭按钮612和通用返回按钮614。
如图6B所示，A/B照明开关602通过至少一个通信链路603连接到窗控制器604。通信链路603可以是有线电路径，例如开关总线，或无线路径。通信链路603可实现从窗控制器604到A/B照明开关602的信号通信，从而A/B照明开关602可以在屏幕608上向用户显示状态和控制信息。例如，A/B照明开关602可显示消息以指示将基于用户对窗控制器604上的控制按钮的选择来自动控制相关房间的窗户。屏幕608和图形化用户接口606也可显示程度，例如在任意给定时刻窗户打开或关闭的程度的百分数。窗控制器604进一步包括至少一个通信输出端，其可将窗控制器604串行连接到另一个控制器或A/B照明开关602，以及进一步包括控制输出端616来用于电控制窗户。控制输出端616也可用作将控制信号传送到其他装置的通信连接。
在最传统的建筑物中，大量能量被耗费用来加热或冷却空气，从而满足建筑物中的清洁空气标准。因此，建筑物最优化系统可包括CO2传感器和控制器。图7A-B分别显示了包括A/B照明开关702和CO2传感器704的建筑物最优化系统700的正视图和后视图。A/B照明开关702和CO2传感器704的尺寸可被限定，并适于安装在面板中的标准照明开关槽中，且可在双槽面板中被连接在一起，或者分别在不同的面板中被连接在一起。
CO2传感器704包括一个或多个用于检测周围空气中的CO2含量的传感器706。CO2传感器中的测量逻辑电路测量空气中检测到的CO2的量，并且可提供表示该测量值的输出。该输出可以是空气质量读数708的形式，或其他图形化或数字化输出。与空气质量有关的测量值或任何其他信息也可显示在A/B照明开关702的屏幕710上，A/B照明开关702可通过通信链路705连接到CO2传感器704。可将空气质量的测量值发送到主控制器或空气调节控制器，用于基于该测量值来控制气流的量，从而使气流效率最大化，同时仍满足空气质量标准。CO2检测和空气质量测量值可定时(即每隔10分钟)进行，或通过用户输入(到CO2传感器704或到A/B照明开关702)手动进行，或在自动化过程中连续地进行。
图8显示了BO开关800，其具有A/B照明开关802、CO2传感器804、遮光帘控制器806、和窗控制器808，所有这些可在公共面板中集成并连接在一起，该公共面板安装在建筑物的房间的墙壁中。A/B照明开关802、CO2传感器804、遮光帘控制器806、和窗控制器808可串行连接，且每个具有其自己的标识符或数据地址，从而每个都能够被独立地控制和寻址，特别是，如果A/B照明开关802、CO2传感器804、遮光帘控制器806、和窗控制器808例如通过A/B照明开关802在无线网状网中被连接在一起。
建筑物最优化系统可包括主控制器。图9显示了主控制器900，其可包括具有指示灯902的外罩或外壳901。主控制器900进一步包括用于与建筑物最优化系统的其他部件无线通信的天线904，所述建筑物最优化系统包括一个或多个A/B照明开关、窗控制器、遮光帘控制器等等。主控制器900优选地包括例如BACNet连接的IP接口906，和例如RS-232串口的串口908。该主控制器900进一步包括一个或多个开关910，912，用于控制与BO开关相关联的区域外的照明组的操作，例如大厅或公共走廊。可通过网络开关，例如以太网开关将多个主控制器900连接在一起，这些主控制器优选地都与一个建筑物相关联。该网络开关也可与互联网连接，和/或与建筑物的能量管理系统连接，能量管理系统即服务器和用于控制照明和/或HVAC系统的控制器组。
在可选的实施方式中，可采用PC接口1000以控制任何开关或控制器，如图10所示。PC接口1000可通过例如USB端口的连接器连接到个人计算机，例如台式计算机、笔记本计算机或手持计算机，以及通过加载到个人计算机上的软件，可操作用来实现主控制器的大多数或全部功能，即与所有开关和控制器连接，且用于接收来自传感器的信息，来优化建筑物的环境控制。PC接口1000特别适用于较小的应用。
建筑物最优化系统的一些实施方式可包括二元控制模块1100，如图11所示。该二元控制模块1100优选地包含在外壳中，该外壳具有双向通信链路1104和位于外壳的相对侧面的物理端口，从而该二元控制模块可与通信模块1102或其他二元控制模块1100连接。该二元控制模块1100包括多个继电器，用于连接和控制独立的电子装置，例如照明组、机动化管道、风门、开关等等。
通信模块1102包括通信处理器和用于无线双向通信及利用主控制器进行控制的天线，或用于建筑物的自适应区域控制一个或多个BO开关。该通信模块1102也可包括用于接收卡(fob)的服务端口，该信息可对通信模块1102进行编程或接收从通信模块102下载的数据。例如为了便于安装和使用，互连的装置可连接到建筑物的数据存储器的标准导轨电源(din rail)。该双向通信链路1104还可包括USB端口。因此，不需要布线或复杂的配线来连接所述装置，其可以任何顺序互连。
图12A-F描述了二元控制模块1100的各种应用。图12A显示了扩展的照明控制系统，其具有利用通信模块连接在一起的两个二元控制模块。每个二元控制模块可控制分开的照明组，即位于分开的地理位置、或不同的层、不同的建筑物等等。图12B显示了用于A/C单元控制器的二元控制模块。图12C描述了用于A/C单元控制器的二元控制模块，并且包括旁路模块1202，该旁路模块包括用于感测高和低静态压力的传感器，和可被连接以控制A/C单元的旁路风门的旁路风门控制输出端。图12C所示的系统还包括办公室控制模块1204，用来通过单独的无线通信链路与独立的区域进行通信，并控制独立的区域。图12D显示了模块组，其包括通信模块和用于控制可变量(VAV)终端的VAV模块1206或“VAV盒”。该VAV模块包括低和高速率传感器，用来差别地确定管道、阀控制器和风门控制器中的速率。图12D所示的模块组可与办公室控制模块结合使用，如图12E、图12F显示了复用的区域控制器，其采用了复用技术仅利用一个输入(速率感测)和一个输出(风门控制)来有效地控制多个单独的区域。模块的其他各种组合也是可行的。
图13进一步描述了二元控制模块和通信模块，其安装在A/C单元中并连接到驻留于各个单独的办公室中的多个单独的BO开关。所有的开关和控制器通过照明配线自供电，因此不需要网络或电源配线。通过二元控制模块和通信模块组，每个BO开关影响A/C单元如何控制每个单独的办公室中的设置点式。图14显示了相似的配置，但是包括连接到多个空气管道的风门。该风门通过风门发动机控制，依次由本地引入或通过模块组引入(即与通信模块连接的二元控制模块，或任何其他如上文所述的模块的组合)的BO开关来电支配。
图15有显示了结合A/C单元的另一种使用配置，其中每个空气管道包括自己的风门，并包括在针对所有办公室的风门都处于关闭位置的情况下使用的旁路管道。通过旁路模块测量旁路管道中的压力，反过来旁路模块控制旁路管道中的风门。办公室控制模块连接到针对单独的风门控制器的每个风门。图16显示了与图15的配置相似的另一种配置，但是利用了在每个管道中的速率传感器，以提供给模块组用来控制每个区域风门。图17描述了使用图12D所示的模块组来控制可变量(VAV)终端，或“VAV盒”，用于单点控制到多个区域或办公室的气流。该配置采用了VAV模块，其具有用于感测和测量通过管道的空气速率的输入端，和基于测量的速率控制VAV盒的风门的控制通信输出端。图18描述了VAV盒中的模块组，其中该模块组包括VAV模块和办公室控制模块，用于控制每个单独的管道上的单独的风门。图19描述了复用区域控制模块组，用于采用来自单个VAV盒的输入数据来控制多个风门。
可通过区域远程装置控制建筑物中的每个区域或办公室中的开关、传感器和控制器。图21显示了区域远程装置1210的侧视图和正视图。该区域远程装置1210包括用于显示图形化用户接口的屏幕1212，和多个功能按钮。A/B照明开关按钮组1214以及屏幕1212，完全实现上文所述的A/B照明开关的按钮和屏幕的作用。遮光帘控制按钮组1216控制区域中选择的遮光帘，窗控制按钮组1218控制区域中选择的窗户。区域远程装置1210可进一步包括服务端口1220，用于从外部程序源配置该区域远程装置，或用于为区域远程装置1210的电池充电。图21还显示了基于用户在各种按钮组中选择的特定按钮，屏幕1212中的各种示例性图形和文本消息。
可将每个区域远程装置编程为主远程装置。主远程装置使办公室管理者能够从单个接口控制其全部房间或特定的办公室。例如，为控制选择的区域，可按下模式按钮，保持预定长的时间(即5秒)以激活“选择区域”菜单，如图22A所示。为了选择不同的区域，可按下“下一个”按钮，直到所需区域显示为高亮，如图22B所示。最后，一旦显示为高亮，按下“选择”来选择所需区域，如图22C所示。
如2008年2月19日提供的，题目为“建筑物最优化系统和照明开关”(BUILDING OPTINIZATION SYSTEM AND LIGHTING SWITCH)的美国专利申请12/033,831所述，其全文就各方面以引用方式合并于此，BO开关和BO系统可利用来自多种传感器的输入，所述传感器感测周围环境照明水平、温度、人体移动、及其他变量。在一些实施方式中，可利用特定的气象站来为建筑物最优化系统收集、测量和提供多种数据，从而优化地将建筑物对照明、热、和空气系统的受控使用与任何给定的气候或当前天气状况或需求相匹配。图23显示了全功能气象站的示例，其可放置在例如建筑物的屋顶，或安装在远离建筑物的地方，图24显示了光气象站的示例，其包括空气湿度传感器、空气温度传感器和日光传感器，以及无线通信系统，用于将感测和测量的数据无线地发送给主控制器和/或任意选择的BO开关或其他控制器。
该建筑物最优化系统提供了建筑物的能量使用和效率的模块化和可升级化的控制。模块化和可升级化至少部分地由多个开关组来实施，如图25A-C所示。图25A显示了与A/B照明开关耦合的远程继电器组模块。图25B显示了远程开关组，其具有窗状态通信接口、外部运动传感器通信接口和有线通信接口。图25C显示了与图25B相似的远程开关组，但具有区域风门通信接口。该区域风门通信接口优选地为三状态输出通信接口。图25D又显示了另一种远程开关组，其具有有线通信接口、外部传感器通信接口、和可调镇流器通信接口。在远程开关组中的其他通信接口的组合也是可行的。
图26描述了具有远程开关组和第二远程开关组的A/B照明开关的使用，用于与外部运动传感器连接和通信。图27描述了具有远程开关组和具有风门控制器的第二远程开关组的A/B照明开关的使用，用于连接和控制外部运动传感器和区域风门和发动机。图28描述了具有与具有可调镇流器的第二远程开关组连接的远程开关组的A/B照明开关，用于连接和控制外部运动传感器和可调镇流器。图29描述了具有与串行开关组连接的远程开关组的A/B照明开关，用于与串连的一个或多个外部运动传感器连接和通信。
参考图3，图30描述了一种用于下班后服务模式的系统和方法。将密钥卡1252插入到BOS开关1250的服务端口。该密钥卡1252可包括端口连接接口，例如公USB连接器，火线连接器，或其他数据连接器。该密钥卡1252还可包括可通过该服务端口访问的存储器。该存储器可存储表示用户的标识符、访问下班后服务的用户许可、和通过BOS开关1250执行用于定制下班后服务的方法的指令的数据。该密钥卡1252还可包括物理开关或输入按钮，用于接收来自用户的受限的输入指令，但是更优选地，通过远程计算机对该密钥卡1252进行编程，以作为“哑(dumb)”终端来激活并执行下班后服务模式。
如图30A所示，将该密钥卡1252插入到服务端口，BOS开关1250识别该密钥卡1252，并提供可选服务类型的显示，例如下班后HVAC和照明，或仅照明。也可能是其他服务类型。一旦用户选择了服务类型，在图30B中，A/B照明开关1250提供显示，使得用户能够操作按键或按钮来设置下班后服务所要求的或所需的小时。一旦设定了小时，在图30C中，在A/B照明开关上提供所要求的下班后服务的总费用，用户可接受或取消。在图30D中，在A/B照明开关显示器中确认用户的动作，接受或者取消服务的结果。在该方法的所有部分中，BO开关可无线地与主控制器或其他计算机通信，以定制所要求的下半后服务、建立用户账单、并产生该方法的记录。
本说明书中描述的功能操作的一些或全部可在数字电路中实施，或在计算机软件、固件或硬件中实施，包括该说明书中公开的结构和结构的等价物，或它们的组合。建筑物最优化系统的功能方案可实现为一个或多个计算机程序产品，即编码在计算机可读媒体上的一个或多个计算机程序指令模块，例如为机器可读存储装置、机器可读存储媒体、存储器装置或机器可读传播信号，其用于供数据处理装置执行，或控制数据处理装置的操作。
名词“数据处理装置”包括所有的用于处理数据的装置、设备和机器，包括，例如可编程处理器、计算机或多处理器或计算机。除了硬件之外该装置还可包括为关注的计算机程序建立执行环境的代码，例如，建立处理器固件、协议堆栈、数据管理系统、和操作系统或其组合的代码。可传播的信号是人工产生的信号，例如机器产生的电、光、或电磁信号，其被产生用来将用于传输到适当接收装置的信息进行编码。
计算机程序(也指程序、软件、应用、软件应用、脚本或代码)可以任何形式的程序语言编写，包括编译或解释性语言，且可以以任何形式展开，所述形式包括以独立程序形式，或以模块、部件、子程序或其他使用于计算环境的单元。计算机程序不需对应于文件系统中的文件。程序可存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文件中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、存储在专用于所关注的程序的单个文件中、或存储在多个协同文件中(例如存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。计算机程序可展开以在位于同一地点或分布在多个地点并通过通信网络互连的一个计算机或多个计算机上执行。
本说明书描述的处理和逻辑流程可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并产生输出来完成功能。处理和逻辑流程也可通过实现为特定用途的逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的装置来执行。
适用于执行计算机程序的处理器包括，例如，一般和特定用途的微处理器，和任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的核心部件是用于执行指令的处理器，以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常，计算机还包括，或可操作地连接到通信接口，以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置接收数据或向其发送数据或两者都有，大容量存储装置为例如磁盘、磁光盘或光盘。
建筑物最优化系统的实施方式可包计算系统，计算系统包括例如作为数据服务器的后端部件，或例如应用服务器的中间部件，或例如具有图形化用户接口或网络浏览器的客户计算机的前端部件，或所述后端、中间或前端部件的任意组合，其中用户通过客户计算机可以与本发明的实施方式相互作用。该系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或媒体，例如通信网络，进行互联。通信网络的例子包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。
尽管以上详细描述了几个实施方式，还可能有其他修改。其他实施方式可包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种建筑物最优化系统，包括：
二元控制器，用于接收用户输入以将控制信号传送到所述建筑物的区域中的机械装置；以及
与所述二元控制器连接的A/B照明开关，用于控制所述区域中的至少第一和第二照明组，所述A/B照明开关包括用于手动地操作所述第一和第二照明组的第一和第二照明控制器、用于检测区域的居住者的运动传感器、响应于来自所述第一和第二照明控制器或所述运动传感器的输入信号用来控制所述第一和第二照明组的逻辑系统、以及用于显示图形化用户接口的图形化显示屏幕，其中所述建筑物的居住者能够通过所述图形化用户接口对A/B照明开关进行编程并接收与多个操作模式的每一个相关的数据，所述图形化用户接口进一步配置为显示所述二元控制器的状态。
2.根据权利要求1所述的建筑物最优化系统，其中所述二元控制器是窗控制器，用来控制与所述区域相关联的一个或多个窗户的打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的建筑物最优化系统，其中所述二元控制器是遮光帘控制器，用来控制与所述区域相关联的一个或多个遮光帘的打开或关闭。
4.根据权利要求1所述的建筑物最优化系统，其中所述二元控制器适用于在建筑物最优化开关的指令下自动操作，所述建筑物最优化开关包括所述A/B照明开关。
5.根据权利要求4所述的建筑物最优化系统，其中所述A/B照明开关与温度传感器连接。
6.根据权利要求5所述的建筑物最优化系统，其中所述二元控制器的自动操作至少部分地基于所述温度传感器感测的温度。
7.一种建筑物最优化系统，包括：
建筑物最优化开关，包括具有照明控制器和图形化显示器的A/B照明开关，所述A/B照明开关进一步连接到用于感测和测量所述建筑物的至少一个区域的环境数据的一个或多个传感器，所述建筑物最优化开关进一步包括与A/B照明开关连接的二元控制器，以基于用户输入或环境数据控制所述区域的环境变量；以及
与所述建筑物最优化开关连接的主控制器，该主控制器用于基于所述建筑物最优化开关的行为来跟踪能量使用并产生报告。
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